ESP8266 რადიაციული მოდელი: 7 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:16

ESP8266 არის პოპულარული მიკროკონტროლის მოდული, რადგან მისი ინტერნეტით დაკავშირება შესაძლებელია შიდა WiFi- ის საშუალებით. ეს ბევრ შესაძლებლობას უქმნის მოყვარულებს, შექმნან დისტანციური მართვის გაჯეტები და IoT მოწყობილობები მინიმალური დამატებითი ტექნიკით. მოსახერხებელია, რომ მოდულების უმეტესობა მოიცავს ანტენას, ან დაბეჭდილი მიკროსქემის ინვერსიული F ტიპის ან კერამიკული ჩიპს. ზოგიერთი დაფა გარე ანტენის ჩართვის შესაძლებლობას იძლევა დამატებითი დიაპაზონისთვის. უმეტესობა ჩვენგანს იცნობს რადიოს, ტელევიზიის ან თუნდაც მობილური ტელეფონის ანტენის უცნაურობებს. ანტენის ან კომპლექტის პოზიციის ფრთხილად მორგების შემდეგ, სიგნალი ხმაურიანი ხდება, როდესაც თქვენ შორდებით და დაჯდებით! სამწუხაროდ, ESP8266, როგორც უკაბელო მოწყობილობა, შეუძლია აჩვენოს მსგავსი ანტისოციალური ქცევა. ESP8266 რადიაციული მოდელის გაზომვის მეთოდი განმარტებულია წინამდებარე ინსტრუქციებში მოდულის მიერ მოხსენებული RSSI სიგნალის სიძლიერის გამოყენებით. რამდენიმე ანტენის ტიპი შემოწმებულია და თითოეული ვერსიისთვის მონიშნულია ტკბილი წერტილი. მცირე სტეპერიანი ძრავა გამოიყენება ESP8266 მოდულის 360 გრადუსით დასაბრუნებლად 30 წუთის განმავლობაში და საშუალო RSSI კითხვა იზომება ყოველ 20 წამში. მონაცემები იგზავნება ThingSpeak– ში, უფასო IoT ანალიზის სერვისში, რომელიც ასახავს შედეგებს როგორც პოლარულ ნაკვეთს, საიდანაც შეიძლება გადაწყდეს მაქსიმალური სიგნალის მიმართულება. ეს პროცესი განმეორდა ESP8266 მოდულის რამდენიმე ორიენტაციისთვის.

მარაგები

ამ პროექტის კომპონენტები ადვილად მოიძებნება ინტერნეტში მომწოდებლებისგან, როგორიცაა eBay, Amazon და ა. შ.

28BYJ48 5V სტეპერიანი ძრავა ULN2003 დრაივერის დაფა Arduino UNO ან მსგავსი ESP8266 მოდულები სატესტო გარე ანტენის USB კვების ბლოკი Arduino IDE და ThingSpeak ანგარიში Sundries - პლასტმასის მილი, მავთული, Blu tak

ნაბიჯი 1: სისტემის მიმოხილვა

Arduino Uno გამოიყენება სტეპერიანი ძრავის სრული ბრუნვისათვის 30 წუთის განმავლობაში. ვინაიდან ძრავა იღებს უფრო მეტ დენს ვიდრე ხელმისაწვდომია Uno– დან, ULN2003 დრაივერის დაფა გამოიყენება დამატებითი ძრავის დენის უზრუნველსაყოფად. ძრავა ხრახნიან ხის ნაჭერზე, რათა უზრუნველყოს სტაბილური პლატფორმა და პლასტმასის მილის სიგრძე ძრავის ბორბალზე, რომელიც გამოყენებული იქნება შესამოწმებელი მოდულის დასაყენებლად. როდესაც Uno იკვებება, საავტომობილო spindle ხდის სრულ ბრუნვას ყოველ 30 წუთში. ESP8266 მოდული, რომელიც დაპროგრამებულია WiFi სიგნალის სიძლიერის გასაზომად, RSSI, პლასტმასის მილზეა მიბმული ისე, რომ მოდული სრულ ბრუნვას ახდენს. ყოველ 20 წამში, ESP8266 აგზავნის სიგნალის სიძლიერეს ThingSpeak– ში, სადაც სიგნალი გამოსახულია პოლარულ კოორდინატებში. RSSI კითხვა შეიძლება განსხვავდებოდეს ჩიპების მწარმოებლებს შორის, მაგრამ, როგორც წესი, 0 -დან -100 – მდეა, თითოეული ერთეული შეესაბამება 1dBm სიგნალს. მე მძულს უარყოფით რიცხვებთან ურთიერთობა, პოლარული ნაკვეთის RSSI კითხვას დაემატა მუდმივი 100 ისე, რომ კითხვები დადებითი იყოს და უმაღლესი მნიშვნელობები მიუთითებს სიგნალის უკეთეს სიძლიერეზე.

ნაბიჯი 2: სტეპერიანი ძრავა

28BYJ48 სტეპერიანი ძრავა მსუბუქად იჭრება ხის ნაჭერზე, რათა უზრუნველყოს სტაბილურობა. დაახლოებით 8 ინჩი 1/4”პლასტმასის მილი მიმაგრებულია სტეპერ ძრავის ბორბალზე საცდელი მოდულის დასაყენებლად. Uno, მძღოლის დაფა და ძრავა შეკრულია, როგორც ეს არაერთხელ იყო აღწერილი ინტერნეტში. მოკლე ესკიზი ფაილში იშლება Uno– ში ისე, რომ მილის ჩართვისას ყოველ 30 წუთში ბრუნავს სრული წრე.

ესკიზი, რომელიც გამოიყენება ძრავის დასაბრუნებლად, ჩამოთვლილია ტექსტურ ფაილში, აქ რევოლუციური არაფერია.

ნაბიჯი 3: ESP8266 ტესტირება

ტესტის მოდულები პირველად გამოჩნდა ესკიზით, რომელიც აგზავნის RSSI კითხვას ThingSpeak ყოველ 20 წამში სტეპერ ძრავის სრული რევოლუციისთვის. სამი ორიენტაცია იყო თითოეული მოდულისთვის, რომელიც აღინიშნება A, B და C ტესტით. A პოზიციაში მოდული დამონტაჟებულია მილის მხარეს ანტენის ზედა ნაწილში. როდესაც ანტენის წინაშე დგახართ, ანტენის RHS ტესტის დაწყებისას მიუთითებს როუტერზე. სამწუხაროდ, მე კვლავ დავიბადე ნეგატიური რიცხვებით, ძრავა საათის ისრის მიმართულებით ბრუნავს, მაგრამ პოლარული ნაკვეთი არის საათის ისრის საწინააღმდეგოდ. ეს ნიშნავს, რომ ანტენის დაუზუსტებელი ფართობი როუტერის წინაშე დგას დაახლოებით 270 გრადუსზე. B პოზიციაში მოდული ჰორიზონტალურად არის დამონტაჟებული მილის თავზე. ანტენა მიუთითებს როუტერზე, როგორც ტესტის დასაწყისში ტესტის დასაწყისში. საბოლოოდ, მოდული განლაგებულია როგორც ტესტი A- ში და შემდეგ მოდული გადახვეულია საათის ისრის მიმართულებით 90 გრადუსით და დამონტაჟებულია ტესტის C პოზიციის მისაცემად.

ტექსტური ფაილი იძლევა კოდს, რომელიც საჭიროა RSSI მონაცემების ThingSpeak– ში გასაგზავნად. თქვენ უნდა დაამატოთ თქვენი საკუთარი WiFi დეტალები და API გასაღები, თუ იყენებთ ThingSpeak– ს.

ნაბიჯი 4: გადაბრუნებული F ნაბეჭდი მიკროსქემის შედეგები

პირველ მოდულს ჰქონდა მეანდრული ბეჭდური მიკროსქემის ანტენა, რომელიც ყველაზე გავრცელებული ტიპია, რადგან მისი წარმოება ყველაზე იაფია. პოლარული ნაკვეთი გვიჩვენებს, თუ როგორ იცვლება სიგნალის სიძლიერე მოდულის ბრუნვისას. დაიმახსოვრე RSSI დაფუძნებულია ჟურნალის სკალაზე და ასე რომ 10 RSSI ერთეულის შეცვლა არის სიგნალის სიმძლავრის 10 -ჯერ შეცვლა. მოდულის ზედა ნაწილში ანტენის ტესტი A იძლევა ყველაზე მაღალ სიგნალს. ასევე, საუკეთესო პოზიციაა, როდესაც PCB ბილიკი დგას როუტერისკენ. უარესი შედეგები ხდება B ტესტში, სადაც დაფაზე სხვა კომპონენტებისგან ბევრი დაცვაა. ტესტი C ასევე განიცდის კომპონენტის დაცვას, მაგრამ არის პოზიციები, სადაც PCB ბილიკს აქვს მკაფიო გზა როუტერისკენ. მოდულის დასაყენებლად საუკეთესო გზაა ანტენის ზედა ნაწილი PCB ბილიკით როუტერის წინაშე. ამ შემთხვევაში, ჩვენ შეგვიძლია ველოდოთ სიგნალის სიძლიერეს დაახლოებით 35 ერთეული. არა ოპტიმალურ პოზიციებს შეუძლიათ ადვილად შეამცირონ სიგნალის სიძლიერე ათჯერ. ჩვეულებრივ, მოდული დამონტაჟდება ყუთში როგორც ფიზიკური, ასევე გარემოს დაცვისთვის, ჩვენ შეგვიძლია ველოდოთ, რომ ეს კიდევ უფრო შეამცირებს სიგნალს … ტესტი მომავლისთვის.

ThingSpeak– ს სჭირდება ცოტა კოდი მონაცემების ორგანიზებისა და პოლარული ნაკვეთების შესაქმნელად. ამის ნახვა შეგიძლიათ ჩაშენებულ ტექსტურ ფაილში.

ნაბიჯი 5: კერამიკული ჩიპის შედეგები

ზოგიერთი ESP8266 მოდული იყენებს კერამიკულ ჩიპს ანტენისთვის ნაბეჭდი მიკროსქემის ნაცვლად. წარმოდგენა არ მაქვს, როგორ მუშაობენ ისინი, გარდა კერამიკის მაღალი დიელექტრიკული მუდმივისა, რომელიც, ალბათ, ფიზიკური ზომის შემცირებას იძლევა. ჩიპური ანტენის უპირატესობა არის ნაკვალევი ხარჯების ხარჯზე. სიგნალის სიძლიერის ტესტები განმეორდა კერამიკული ჩიპური ანტენის მოდულზე, რაც შედეგს იძლევა სურათზე. ჩიპური ანტენა ცდილობს მიაღწიოს სიგნალის სიძლიერეს 30 -ზე მეტი 35 -ით PCB დიზაინით. ალბათ ზომას აქვს მნიშვნელობა ბოლოს და ბოლოს? მოდულის დამონტაჟება ჩიპთან ერთად იძლევა საუკეთესო გადაცემას. თუმცა ტესტი B- ში დაფა ჰორიზონტალურად არის დამონტაჟებული, დაფაზე სხვა კომპონენტებისგან არის ბევრი დაცვა გარკვეულ პოზიციებზე. საბოლოოდ ტესტ C– ში არის პოზიციები, სადაც ჩიპს აქვს მკაფიო გზა როუტერისკენ და სხვა დროს, როდესაც არსებობს დაბრკოლება დაფის სხვა კომპონენტებისგან.

ნაბიჯი 6: ომნის მიმართულების ანტენის შედეგები

კერამიკული ჩიპის მოდულს გააჩნდა გარე ანტენის IPX კონექტორის საშუალებით დაკავშირების შესაძლებლობა. სანამ კონექტორი გამოიყენებოდა, ბმული უნდა გადავიდეს ჩიპიდან IPX სოკეტზე სიგნალის ბილიკის შესაცვლელად. ეს საკმაოდ ადვილი აღმოჩნდა ბმულის პინცეტით დაჭერით და შემდეგ ბმულის გათბობით რკინით. მას შემდეგ, რაც გამდნარი დნება, ბმული შეიძლება მოიხსნას და განთავსდეს ახალ მდგომარეობაში. გამწოვი რკინით კიდევ ერთი წვერი დააბრუნებს ბმულს ახალ პოზიციაზე. ყოვლისმომცველი ანტენის ტესტირება ოდნავ განსხვავებული იყო. თავდაპირველად ანტენა შემოწმდა მისი ჰორიზონტალური ბრუნვით. შემდეგ ანტენა დააწკაპუნეს 45 გრადუსიან პოზიციაზე და გამოსცადეს. საბოლოოდ ნაკვეთი გაკეთდა ანტენის ვერტიკალურით. გასაკვირი არ არის, რომ უარესი პოზიცია იყო ანტენის ვერტიკალური პოზიცია, განსაკუთრებით როუტერის ანტენა იყო ვერტიკალური და მსგავს სიბრტყეში. საუკეთესო პოზიციები იყო ანტენა ჰორიზონტალურ და 45 გრადუსს შორის ბრუნვის კუთხით დაახლოებით 120 გრადუსი. ამ პირობებში სიგნალის სიძლიერე 40 -ს მიაღწია, რაც მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა ჩიპური ანტენის შედარებით. ნაკვეთები მხოლოდ უმცირეს მსგავსებას აჩვენებენ იმ ლამაზად სიმეტრიულ დონატის დიაგრამებს, რომლებიც ნაჩვენებია ანტენის სახელმძღვანელოებში. სინამდვილეში, მრავალი სხვა ფაქტორი, ცნობილი და უცნობი, გავლენას ახდენს სიგნალის სიძლიერეზე, რაც ექსპერიმენტულ გაზომვას წარმოადგენს სისტემის შესამოწმებლად საუკეთესო საშუალებად.

ნაბიჯი 7: ოპტიმალური ანტენა

როგორც საბოლოო ტესტი, ყოვლისმომცველი მიმართულების ანტენა დაყენებულია 45 გრადუსი სიგნალის უმაღლესი სიმტკიცის პოზიციაში. ამჯერად ანტენა არ იყო შემობრუნებული, არამედ დარჩა დათალოგზე 30 წუთის განმავლობაში, რათა წარმოედგინა გაზომვის ცვალებადობა. ნაკვეთი გვიჩვენებს, რომ გაზომვა სტაბილურია +/- 2 RSSI ერთეულის ფარგლებში. ყველა ეს შედეგი გადაღებულია ელექტრულად დაკავებულ ოჯახში. არცერთი მცდელობა არ ყოფილა გამორთოთ DECT ტელეფონები, მიკროტალღური ღუმელები ან სხვა WiFi და Bluetooth მოწყობილობები ელექტრო ხმაურის შესამცირებლად. ეს არის რეალური სამყარო… ეს ინსტრუქცია გვიჩვენებს, თუ როგორ გავზომოთ ESP8266 და მსგავსი მოდულებზე გამოყენებული ანტენის ეფექტურობა. დაბეჭდილი ტრასის ანტენა იძლევა სიგნალის უკეთეს სიძლიერეს ჩიპურ ანტენასთან შედარებით. თუმცა, როგორც მოსალოდნელი იყო, გარე ანტენა იძლევა საუკეთესო შედეგს.