ESP8266 Uzorak zračenja: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

ESP8266 je popularan modul mikrokontrolera jer se može povezati s internetom putem ugrađenog WiFi -ja. Ovo otvara mnoge mogućnosti hobistima za izradu gadžeta i IoT uređaja na daljinsko upravljanje s najmanje dodatnog hardvera. Prikladno je da većina modula ima antenu, ili obrnuti F tip sa štampanim kolom ili keramički čip. Neke ploče čak dopuštaju priključivanje vanjske antene radi dodatnog dometa. Većina nas je upoznata sa neobičnostima radijskih, TV ili čak antena za mobilne telefone. Nakon pažljivog podešavanja položaja antene ili seta, signal postaje bučan baš kad se odmaknete i sjednete! Nažalost, ESP8266 kao bežični uređaj može pokazati slično antisocijalno ponašanje. Metoda mjerenja uzorka zračenja ESP8266 objašnjena je u ovom Uputstvu koristeći jačinu RSSI signala koju prijavljuje modul. Testirano je nekoliko tipova antena i istaknuta slatka tačka za svaku verziju. Mali koračni motor se koristi za rotiranje modula ESP8266 za 360 stepeni u periodu od 30 minuta i prosječno očitanje RSSI -ja izmjereno svakih 20 sekundi. Podaci se šalju na ThingSpeak, besplatnu uslugu IoT analize koja prikazuje rezultate kao polarnu plohu s koje se može razriješiti smjer maksimalnog signala. Ovaj proces se ponavljao za nekoliko orijentacija modula ESP8266.

Supplies

Komponente za ovaj projekt lako se mogu pronaći na internetu od dobavljača poput eBaya, Amazona itd., Ako već nisu u vašoj kutiji za otpad.

28BYJ48 5V koračni motor ULN2003 upravljačka ploča Arduino UNO ili slični moduli ESP8266 za testiranje Vanjska antena USB napajanje Arduino IDE i ThingSpeak račun Razno - plastična cijev, žica, Blu tak

Korak 1: Pregled sistema

Arduino Uno koristi se za pokretanje koračnog motora kroz punu rotaciju u razdoblju od 30 minuta. Kako motor uzima više struje nego što je dostupno u Uno -u, ULN2003 upravljačka ploča se koristi za napajanje dodatne struje motora. Motor je pričvršćen na komad drveta kako bi se dobila stabilna platforma i duljina plastične cijevi gurnute na osovinu motora koja će se koristiti za montažu testiranog modula. Kad se Uno napaja, vreteno motora se potpuno okreće svakih 30 minuta. Modul ESP8266 programiran za mjerenje jačine WiFi signala, RSSI, zalijepljen je za plastičnu cijev tako da se modul potpuno okreće. Svakih 20 sekundi, ESP8266 šalje očitavanje jačine signala na ThingSpeak gdje je signal iscrtan u polarnim koordinatama. RSSI očitanje može varirati između proizvođača čipova, ali općenito leži između 0 i -100 sa svakom jedinicom koja odgovara 1 dBm signala. Kako mrzim baviti se negativnim brojevima, konstanta 100 je dodana RSSI očitanju na polarnom grafikonu tako da su očitanja pozitivna, a veće vrijednosti ukazuju na bolju jačinu signala.

Korak 2: Koračni motor

Koračni motor 28BYJ48 lagano je pričvršćen za komad drveta kako bi se osigurala stabilnost. Oko 8 inča plastične cijevi od 1/4”zalijepljeno je na vreteno koračnog motora za montažu testiranog modula. Uno, ploča vozača i motor su ožičeni kako je već mnogo puta opisano na internetu. Kratka skica u datoteci umetnuta je u Uno tako da se cijev okreće cijeli krug svakih 30 minuta kada se uključi.

Skica koja se koristi za rotiranje motora navedena je u tekstualnoj datoteci, ovdje nema ništa revolucionarno.

Korak 3: Testiranje ESP8266

Moduli za testiranje prvo su prikazani skicom koja šalje RSSI očitanje u ThingSpeak svakih 20 sekundi radi potpunog okretaja koračnog motora. Za svaki modul su iscrtane tri orijentacije označene testom A, B i C. U položaju A, modul je postavljen na stranu cijevi s antenom prema gore. Kad je okrenuta prema anteni, RHS antene pokazuje na usmjerivač na početku testa. Nažalost, opet su me oplemenili negativni brojevi, motor se okreće u smjeru kazaljke na satu, ali je polarni prikaz skaliran u smjeru suprotnom od kazaljke na satu. To znači da je nezaštićena široka strana antene okrenuta prema usmjerivaču za oko 270 stupnjeva. U položaju B, modul je postavljen vodoravno na vrh cijevi. Antena pokazuje na usmjerivaču kao u testu A na početku testa. Konačno, modul se postavlja kao u testu A, a zatim se modul uvrće u smjeru kazaljke na satu za 90 stupnjeva i postavlja tako da dobije testni položaj C.

Tekstualna datoteka daje kôd potreban za slanje RSSI podataka u ThingSpeak. Morate dodati vlastite WiFi podatke i API ključ ako koristite ThingSpeak.

Korak 4: Rezultati obrnutog F štampanog kola

Prvi testirani modul imao je vijugavu antenu sa tiskanim krugom koja je najčešći tip jer je najjeftinija za proizvodnju. Polarni grafikon prikazuje kako se jačina signala mijenja pri rotiranju modula. Upamtite da se RSSI temelji na log skali, pa je promjena 10 RSSI jedinica 10 puta veća snaga signala. Test A s antenom na vrhu modula daje najveći signal. Također, najbolji položaj je kada je staza PCB -a okrenuta prema usmjerivaču. Lošiji rezultati javljaju se u testu B gdje postoji velika zaštita od ostalih komponenti na ploči. Test C također pati od zaštite ekrana komponenti, ali postoje neki položaji na kojima PCB trag ima jasnu putanju do usmjerivača. Najbolji način za montiranje modula je s antenom na gornjoj strani s PCB tragom okrenutom prema usmjerivaču. U ovom slučaju možemo očekivati jačinu signala od oko 35 jedinica. Neoptimalni položaji mogu lako smanjiti jačinu signala za deset puta. Normalno, modul bi bio montiran u kutiju i za fizičku i za zaštitu okoliša, mogli bismo očekivati da će to još više smanjiti signal … Test za budućnost.

ThingSpeaku je potrebno malo koda za organizaciju podataka i izradu polarnih grafikona. Ovo se može pronaći u ugrađenoj tekstualnoj datoteci.

Korak 5: Rezultati keramičkih čipova

Neki moduli ESP8266 koriste keramički čip za antenu umjesto staze sa štampanim kolom. Nemam pojma kako oni rade, osim što visoka dielektrična konstanta keramike vjerojatno omogućuje smanjenje fizičke veličine. Prednost čip antene je manji otisak na račun troškova. Ispitivanja jačine signala ponovljena su na modulu sa keramičkom čips antenom dajući rezultate na slici. Antena sa čipom se bori da postigne jačinu signala veću od 30 u poređenju sa 35 sa dizajnom PCB -a. Možda je veličina ipak bitna? Montiranje modula s čipom na vrhu daje najbolji prijenos. Međutim, u testu B s vodoravno postavljenom pločom postoji velika zaštita od ostalih komponenti na ploči u određenim položajima. Konačno, u testu C postoje položaji gdje čip ima jasan put do usmjerivača i u drugim slučajevima kada postoje prepreke od drugih komponenti ploče.

Korak 6: Rezultati omni usmjerene antene

Modul sa keramičkim čipom imao je mogućnost povezivanja vanjske antene putem IPX konektora. Prije nego se konektor može koristiti, mora se premjestiti veza kako bi se signalna putanja zamijenila sa čipa na IPX utičnicu. To se pokazalo prilično lakim držanjem veze pincetom, a zatim zagrijavanjem veze lemilicom. Kada se lem otopi, karika se može podići i postaviti na novo mjesto. Još jedan ubod s lemilicom zalemit će vezu natrag u novi položaj. Testiranje omni antene bilo je malo drugačije. Prvo je antena testirana rotacijom horizontalno. Zatim je antena stavljena u položaj od 45 stepeni i testirana. Konačno je napravljen grafikon s vertikalnom antenom. Začudo, lošiji položaj bio je okomiti položaj antene, posebno jer su antene usmjerivača bile okomite i u sličnoj ravnini. Najbolji položaji bili su s antenom između horizontale i 45 stupnjeva s kutom rotacije od oko 120 stupnjeva. Pod ovim uvjetima, jačina signala dosegla je 40, što je značajno poboljšanje u odnosu na originalnu antenu sa čipom. Crteži pokazuju samo najmanju sličnost s onim lijepo simetričnim dijagramima krofni prikazanim u udžbenicima za antene. U stvarnosti, mnogi drugi faktori, poznati i nepoznati, utječu na jačinu signala čineći eksperimentalno mjerenje najboljim načinom testiranja sistema.

Korak 7: Optimalna antena

Kao posljednji test, svesmjerna antena postavljena je za 45 stepeni u položaj najveće jačine signala. Ovaj put antena nije rotirana, već je ostavljena u datalogu 30 minuta kako bi se dala predodžba o varijaciji mjerenja. Grafikon pokazuje da je mjerenje stabilno unutar +/- 2 RSSI jedinica. Svi ovi rezultati uzeti su u električno zaposlenom domaćinstvu. Nisu pokušani isključiti DECT telefone, mikrovalne pećnice ili druge WiFi i Bluetooth uređaje kako bi se smanjila električna buka. Ovo je stvarni svijet … Ova instrukcija pokazuje kako mjeriti efikasnost antena koje se koriste na ESP8266 i sličnim modulima. Odštampana antena daje bolju jačinu signala u poređenju sa antenom sa čipom. Međutim, očekivano, vanjska antena daje najbolji rezultat.