ESP IoT na baterije: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Ove upute pokazuju kako napraviti ESP IoT bazu zasnovanu na dizajnu u mojim prethodnim uputama.

Korak 1: Dizajn za uštedu energije

Potrošnja energije velika je briga za IoT uređaj s baterijskim napajanjem. Kako bi se u potpunosti eliminirala dugotrajna potrošnja energije (nekoliko mA) iz nepotrebnih komponenti tijekom rada, ovaj dizajn odvaja sve te dijelove i prelazi na razvojnu stanicu.

Development Dock

Sastoji se od:

1. USB na TTL čip
2. Krug za pretvaranje signala RTS/DTR u EN/FLASH
3. Lipo modul punjača

Razvojna priključna stanica potrebna je samo za vrijeme razvoja i uvijek se povezuje s računarom, pa veličina i prenosivost ne predstavljaju veliku brigu. Htio bih upotrijebiti fensi način da to napravim.

IoT uređaj

Sastoji se od:

1. ESP32 modul
2. Lipo baterija
3. 3v3 LDO kolo
4. Prekidač za napajanje (opcionalno)
5. LCD modul (opcionalno)
6. Krug za kontrolu napajanja LCD -a (opcionalno)
7. dugme za buđenje iz dubokog sna (opcionalno)
8. drugi senzori (opcionalno)

Druga briga za IoT uređaj s baterijskim napajanjem je kompaktnih dimenzija, a ponekad se također odnosi i na prenosivost, pa ću pokušati izraditi manje komponente (SMD). U isto vrijeme, dodaću LCD kako bi bio još fensi. LCD takođe može pokazati kako smanjiti potrošnju energije tokom dubokog sna.

Korak 2: Priprema

Development Dock

• USB na TTL modul (prekinuti RTS i DTR pinovi)
• Mali komadići akrilne ploče
• 6 pinova muško zaglavlje
• Okruglo muško zaglavlje sa 7 pinova
• 2 NPN tranzistora (ovaj put koristim S8050)
• 2 otpornika (~ 12-20k bi trebalo biti u redu)
• Lipo modul punjača
• Neke žice

IoT uređaj

• Okruglo žensko zaglavlje sa 7 pinova
• ESP32 modul
• 3v3 LDO regulator (ovaj put koristim HT7333A)
• SMD kondenzatori za stabilnost napajanja (Zavisi od vršne struje uređaja, ovaj put koristim 1 x 10 uF i 3 x 100 uF)
• Prekidač
• ESP32_TFT_Liblioteka podržava LCD (ovaj put koristim JLX320-00202)
• SMD PNP tranzistor (ovaj put koristim S8550)
• SMD otpornici (2 x 10 K Ohm)
• Lipo baterija (ovaj put koristim 303040 500 mAh)
• Pritisnite dugme za aktiviranje buđenja
• Neke bakrene trake
• Neke prevučene bakrene žice

Korak 3: Probijanje RTS -a i DTR -a

Većina USB na TTL modula koji podržavaju Arduino imaju DTR pin. Međutim, nema previše modula izbijenih RTS pinova.

Postoje 2 načina za to:

• Kupite module USB na TTL sa pinovima za izbacivanje RTS i DTR

• Ako ispunjavate sve sljedeće kriterije, možete sami probiti RTS pin, u većini čipova RTS je pin 2 (trebali biste dvaput potvrditi sa svojim listom podataka).

  1. već imate 6 pinski USB na TTL modul (za Arduino)
  2. čip je u SOP -u, ali nije u QFN -faktoru
  3. zaista vjerujete da posjedujete vještinu lemljenja (raznio sam 2 modula prije uspjeha)

Korak 4: Sklapanje razvojnog postolja

Izgradnja vizualiziranog kola subjektivna je umjetnost, više detalja možete pronaći u mojim prethodnim uputama.

Evo sažetka veze:

TTL pin 1 (5V) -> Priključak pina 1 (Vcc)

-> Lipo modul punjača Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> Priključak pin 2 (GND) -> Lipo modul punjača GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Priključak pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Dock pin 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> NPN tranzistor 1 emiter -> 15 K Ohm otpornik -> NPN tranzistor 2 Osnovni TTL pin 6 (DTR) -> NPN tranzistor 2 emiter -> 15 K Ohm otpornik -> NPN tranzistor 1 Osnovni NPN tranzistor 1 kolektor -> Priključni priključak 5 (program) NPN tranzistor 2 Sakupljač -> Priključni priključak 6 (RST) Lipo modul punjača BAT pin -> Priključni priključak 7 (baterija +ve)

Korak 5: Izborno: Prototipiranje ploče

Rad na lemljenju u dijelu IoT uređaja malo je težak, ali nije bitan. Na temelju istog dizajna kola, jednostavno možete upotrijebiti matičnu ploču i malo žice za izradu prototipa.

Priložena fotografija je moj prototipni test sa Arduino Blink testom.

Korak 6: Sklapanje IoT uređaja

Za kompaktnu veličinu biram mnoge SMD komponente. Možete ih jednostavno prebaciti na komponente prilagođene matičnoj ploči radi lakše izrade prototipa.

Evo sažetka veze:

Priključni priključak 1 (Vcc) -> Prekidač za napajanje -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO regulator Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO regulator GND -> kondenzator (i) -ve -> ESP32 GND Priključni priključak 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pin 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Pin priključne stanice 5 (program) -> ESP32 GPIO 0 Pin priključne stanice 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Priključni priključak 7 (baterija +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO regulator Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm otpornik -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP tranzistor Emitator ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm otpornik -> PNP tranzistor Baza ESP32 GPIO 12 -> Dugme za buđenje -> 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 tranzistorski kolektor -> LCD Vcc -> LED

Korak 7: Upotreba energije

Kolika je stvarna potrošnja energije ovog IoT uređaja? Izmjerimo mojim mjeračem snage.

• Sve komponente (CPU, WiFi, LCD) mogu koristiti oko 140 - 180 mA
• Isključio WiFi, nastavi prikazivati fotografiju na LCD -u, koristi oko 70 - 80 mA
• Isključen LCD, ESP32 prelazi u duboki san, koristi oko 0,00 - 0,10 mA

Korak 8: Sretan razvoj

Vrijeme je za razvoj vlastitog IoT uređaja na baterije!

Ako ne možete čekati kodiranje, možete pokušati kompajlirati i fleširati moj prethodni izvor projekta:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Ili, ako želite probati funkciju isključivanja, isprobajte moj sljedeći izvor projekta:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

Korak 9: Šta je sljedeće?

Kao što je spomenuto u prethodnom koraku, moj sljedeći projekt je foto album ESP32. Može preuzeti nove fotografije ako je povezan WiFi i spremiti ih na bljesak, tako da uvijek mogu vidjeti novu fotografiju na cesti.

Korak 10: Opcionalno: 3D štampana futrola

Ako imate 3D štampač, možete odštampati kućište za svoj IoT uređaj. Ili ga možete staviti u prozirnu slatku kutiju, baš kao i moj prethodni projekt.