ბატარეით აღჭურვილი ESP IoT: 10 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

ეს ინსტრუქციები აჩვენებს, თუ როგორ უნდა მოხდეს ბატარეაზე მომუშავე ESP IoT ბაზის დიზაინი ჩემს წინა ინსტრუქციებში.

ნაბიჯი 1: ენერგიის დაზოგვის დიზაინი

ენერგიის მოხმარება დიდი შეშფოთებაა ბატარეაზე მომუშავე IoT მოწყობილობისთვის. გაშვებისას ენერგიის გრძელვადიანი მოხმარების (რამდენიმე mA) მთლიანად ამოღების მიზნით, ამ დიზაინმა გააერთიანა ყველა ეს ნაწილი და გადავიდა განვითარების დოკზე.

განვითარების დოკი

იგი შედგება:

1. USB to TTL ჩიპი
2. RTS/DTR to EN/FLASH სიგნალის გარდამქმნელი წრე
3. ლიპოს დამტენი მოდული

განვითარების დოკი საჭიროა მხოლოდ განვითარებისას და ყოველთვის კომპიუტერთან დაკავშირებისას, ამიტომ ზომა და პორტატული არ არის დიდი საზრუნავი. მე მსურს გამოვიყენო უფრო ლამაზი მეთოდი მის შესაქმნელად.

IoT მოწყობილობა

იგი შედგება:

1. ESP32 მოდული
2. ლიპო ბატარეა
3. 3v3 LDO წრე
4. დენის გადამრთველი (სურვილისამებრ)
5. LCD მოდული (სურვილისამებრ)
6. LCD დენის კონტროლის წრე (სურვილისამებრ)
7. ღრმა ძილისგან გაღვიძების ღილაკი (სურვილისამებრ)
8. სხვა სენსორები (სურვილისამებრ)

მეორე შეშფოთება ბატარეაზე მომუშავე IoT მოწყობილობაზე არის კომპაქტური ზომის და ზოგჯერ ასევე ეხება პორტატულობას, ამიტომ შევეცდები გამოვიყენო უფრო მცირე კომპონენტები (SMD) მის შესაქმნელად. ამავე დროს, მე დავამატებ LCD– ს, რათა ის უფრო ლამაზი გახდეს. LCD– ს ასევე შეუძლია აჩვენოს როგორ შემცირდეს ენერგიის მოხმარება ღრმა ძილის დროს.

ნაბიჯი 2: მომზადება

განვითარების დოკი

• USB to TTL მოდული (გატეხილი RTS და DTR ქინძისთავები)
• აკრილის დაფის პატარა ნაჭრები
• 6 ქინძისთავის მამრობითი სათაური
• 7 ქინძისთავის მრგვალი მამრობითი სათაური
• 2 NPN ტრანზისტორი (ამჯერად S8050– ს ვიყენებ)
• 2 რეზისტორი (-20 12-20k უნდა იყოს კარგი)
• Lipo დამტენი მოდული
• პურის დაფის ზოგიერთი მავთული

IoT მოწყობილობა

• 7 ქინძისთავის მრგვალი ქალი სათაური
• ESP32 მოდული
• 3v3 LDO მარეგულირებელი (ამჯერად HT7333A– ს ვიყენებ)
• SMD კონდენსატორები სიმძლავრის სტაბილურობისთვის (ეს დამოკიდებულია მოწყობილობის პიკის დენზე, მე ამჯერად ვიყენებ 1 x 10 uF და 3 x 100 uF)
• დენის გადამრთველი
• ESP32_TFT_ ბიბლიოთეკის მხარდაჭერილი LCD (მე ამჯერად JLX320-00202 ვიყენებ)
• SMD PNP ტრანზისტორი (ამჯერად S8550– ს ვიყენებ)
• SMD რეზისტორები (2 x 10 K Ohm)
• ლიპო ბატარეა (მე ამჯერად 303040 500 mAh ვიყენებ)
• დააჭირეთ ღილაკს ტრიგერის გაღვიძებისთვის
• ზოგიერთი სპილენძის ფირები
• ზოგიერთი დაფარული სპილენძის მავთულები

ნაბიჯი 3: RTS & DTR Break Out

უმეტეს USB to TTL მოდულს, რომელსაც აქვს Arduino, აქვს DTR პინი. თუმცა, არ არის ძალიან ბევრი მოდული გატეხილი RTS პინი.

მისი დამზადების 2 გზა არსებობს:

• შეიძინეთ USB to TTL მოდულები RTS და DTR გარღვევის ქინძისთავებით

• თუ თქვენ შეასრულებთ ყველა ქვემოთ ჩამოთვლილ კრიტერიუმს, თქვენ შეგიძლიათ გაარღვიოთ RTS პინი, უმეტეს ჩიპებში RTS არის პინ 2 (თქვენ ორმაგად უნდა დაადასტუროთ თქვენი მონაცემთა ცხრილი).

  1. თქვენ უკვე გაქვთ 6 პინიანი USB to TTL მოდული (არდუინოსთვის)
  2. ჩიპი არის SOP, მაგრამ არა QFN ფორმა ფაქტორი
  3. თქვენ ნამდვილად ენდობით თქვენი შედუღების უნარს (წარმატებამდე 2 მოდული მოვიშორე)

ნაბიჯი 4: განვითარების დოკის შეკრება

ვიზუალიზაციის სქემის შექმნა სუბიექტური ხელოვნებაა, თქვენ შეგიძლიათ უფრო დეტალურად იპოვოთ ჩემს წინა ინსტრუქციებში.

აქ მოცემულია კავშირის მოკლე შინაარსი:

TTL pin 1 (5V) -> დოკის pin 1 (Vcc)

-> Lipo Charger მოდული Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> დოკის pin 2 (GND) -> Lipo Charger მოდული GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Dock pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> დოკის პინი 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> NPN ტრანზისტორი 1 გამცემი -> 15 K Ohm რეზისტორი -> NPN ტრანზისტორი 2 ბაზა TTL pin 6 (DTR) -> NPN ტრანზისტორი 2 გამცემი -> 15 K Ohm რეზისტორი -> NPN ტრანზისტორი 1 ბაზა NPN ტრანზისტორი 1 კოლექტორი -> დოკის პინი 5 (პროგრამა) NPN ტრანზისტორი 2 კოლექტორი -> დოკის პინი 6 (RST) Lipo დამტენი მოდული BAT pin -> დოკის პინ 7 (ბატარეა +ve)

ნაბიჯი 5: სურვილისამებრ: Breadboard Prototyping

IoT მოწყობილობის ნაწილში შედუღების სამუშაოები ცოტა რთულია, მაგრამ ეს არ არის აუცილებელი. ემყარება იმავე სქემის დიზაინს, თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ გამოიყენოთ დაფა და რამდენიმე მავთული თქვენი პროტოტიპის შესაქმნელად.

თანდართული ფოტო არის ჩემი პროტოტიპის ტესტი Arduino Blink ტესტით.

ნაბიჯი 6: IoT მოწყობილობის შეკრება

კომპაქტური ზომისთვის, მე ვირჩევ ბევრ SMD კომპონენტს. თქვენ შეგიძლიათ უბრალოდ გადართოთ ისინი დაფაზე დაფუძნებულ კომპონენტებზე მარტივი პროტოტიპისთვის.

აქ მოცემულია კავშირის მოკლე შინაარსი:

დოკის პინი 1 (Vcc) -> დენის გადამრთველი -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO მარეგულირებელი Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO მარეგულირებელი GND -> კონდენსატორი (ები) -ve -> ESP32 GND დოკის პინი 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) დოკი pin 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) დოკის pin 5 (პროგრამა) -> ESP32 GPIO 0 დოკის pin 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) დოკის pin 7 (ბატარეა +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO მარეგულირებელი Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm რეზისტორი -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP ტრანზისტორი Emittor ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm რეზისტორი -> PNP ტრანზისტორი ბაზა ESP32 GPIO 12 -> გაღვიძების ღილაკი -> GND ESP32 GPIO 23 -> LCD MOSI ESP32 GPIO 19 -> LCD MISO ESP32 GPIO 18 -> LCD CLK ESP32 GPIO 5 -> LCD CS ESP32 GPIO 17 -> LCD RST ESP32 GPIO 16 -> LCD D/C PNP ტრანზისტორი კოლექტორი -> LCD Vcc -> LED

ნაბიჯი 7: ენერგიის მოხმარება

რა არის ამ IoT მოწყობილობის რეალური ენერგიის მოხმარება? მოდით გავზომოთ ჩემი სიმძლავრის მრიცხველით.

• ყველა კომპონენტი ჩართულია (პროცესორი, WiFi, LCD), მას შეუძლია გამოიყენოს დაახლოებით 140 - 180 mA
• გამორთულია WiFi, გააგრძელეთ სურათის ჩვენება LCD– ში, ის იყენებს დაახლოებით 70 - 80 mA
• გამორთულია LCD, ESP32 მიდის ღრმა ძილში, ის იყენებს დაახლოებით 0.00 - 0.10 mA

ნაბიჯი 8: ბედნიერი განვითარება

დროა განავითაროთ საკუთარი ბატარეით აღჭურვილი IoT მოწყობილობა!

თუ ვერ დაელოდებით კოდირებას, შეგიძლიათ სცადოთ ჩემი წინა პროექტის წყაროს შედგენა და დაბლოკვა:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

ან თუ გსურთ დააგემოვნოთ გამორთვის ფუნქცია, სცადეთ ჩემი შემდეგი პროექტის წყარო:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

ნაბიჯი 9: რა არის შემდეგი?

როგორც წინა ეტაპზე აღვნიშნეთ, ჩემი შემდეგი პროექტი არის ESP32 ფოტო ალბომი. მას შეუძლია ჩამოტვირთოს ახალი ფოტოები WiFi- სთან ერთად და შეინახოს ფლეშში, ასე რომ მე ყოველთვის შემიძლია ახალი ფოტოს ნახვა გზაზე.

ნაბიჯი 10: სურვილისამებრ: 3D დაბეჭდილი ქეისი

თუ თქვენ გაქვთ 3D პრინტერი, შეგიძლიათ დაბეჭდოთ საქმე თქვენი IoT მოწყობილობისთვის. ან შეგიძლიათ განათავსოთ იგი გამჭვირვალე ტკბილ ყუთში, ისევე როგორც ჩემი წინა პროექტი.