Батерейгаар ажилладаг ESP IoT: 10 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:05

Энэхүү зааварчилгаа нь миний өмнөх зааварчилгаанд дизайны дагуу батерейгаар ажилладаг ESP IoT суурийг хэрхэн яаж хийхийг харуулж байна.

Алхам 1: Эрчим хүч хэмнэх загвар

Батерейгаар ажилладаг IoT төхөөрөмжийн хувьд эрчим хүчний хэрэглээ маш их санаа зовдог. Ажиллуулах явцад шаардлагагүй бүрэлдэхүүн хэсгээс урт хугацааны эрчим хүчний хэрэглээг (цөөн мА) бүрэн арилгахын тулд энэхүү загвар нь эдгээр бүх хэсгүүдийг салгаж, хөгжлийн зогсоол руу шилжүүлдэг.

Хөгжлийн зогсоол

Энэ нь:

1. USB -ээс TTL чип
2. EN/FLASH дохио хөрвүүлэх хэлхээнд RTS/DTR
3. Lipo цэнэглэгч модуль

Хөгжүүлэлтийн зогсоолыг зөвхөн хөгжүүлэлт хийх явцад компьютерт байнга холбогдох шаардлагатай байдаг тул хэмжээ, зөөврийн хувьд тийм ч их санаа зовдоггүй. Үүнийг хийхийн тулд илүү сонирхолтой аргыг ашиглахыг хүсч байна.

IoT төхөөрөмж

Энэ нь:

1. ESP32 модуль
2. Lipo батерей
3. 3v3 LDO хэлхээ
4. Цахилгаан унтраалга (заавал биш)
5. LCD модуль (заавал биш)
6. LCD цахилгаан хяналтын хэлхээ (заавал биш)
7. гүн нойрноос сэрэх товчлуур (заавал биш)
8. бусад мэдрэгч (заавал биш)

Зайгаар ажилладаг IoT төхөөрөмжийн хоёрдахь асуудал бол овор хэмжээ багатай, заримдаа зөөвөрлөхтэй холбоотой байдаг тул би жижиг хэсгүүдийг (SMD) ашиглахыг хичээх болно. Үүний зэрэгцээ би илүү гоё болгохын тулд LCD нэмэх болно. LCD нь мөн гүн нойрсох үед эрчим хүчний хэрэглээг хэрхэн бууруулах талаар харуулах боломжтой.

Алхам 2: Бэлтгэл ажил

Хөгжлийн зогсоол

• USB to TTL модуль (RTS ба DTR зүү тасарсан)
• Нийлэг хавтангийн жижиг хэсгүүд
• 6 толгойтой эрэгтэй толгой
• 7 толгойтой дугуй эрэгтэй толгой
• 2 NPN транзистор (энэ удаад би S8050 ашиглаж байна)
• 2 резистор (~ 12-20к зүгээр байх ёстой)
• Lipo цэнэглэгч модуль
• Талхны хавтангийн зарим утас

IoT төхөөрөмж

• 7 толгойтой дугуй толгойтой эмэгтэй толгой
• ESP32 модуль
• 3v3 LDO зохицуулагч (энэ удаад би HT7333A ашиглаж байна)
• Эрчим хүчний тогтвортой байдлыг хангах SMD конденсатор (Энэ нь төхөөрөмжийн оргил гүйдлээс хамаарна, би энэ удаад 1 x 10 uF ба 3 x 100 uF ашиглаж байна)
• Цахилгаан унтраалга
• ESP32_TFT_Library дэмжигдсэн LCD (энэ удаад JLX320-00202 ашиглаж байна)
• SMD PNP транзистор (энэ удаад S8550 ашиглаж байна)
• SMD резистор (2 x 10 K Ом)
• Lipo зай (энэ удаад би 303040 500 мАч ашиглаж байна)
• Гох сэрэх товчийг дарна уу
• Зарим зэс соронзон хальснууд
• Зарим бүрсэн зэс утас

Алхам 3: RTS & DTR гарах

Arduino -ийг дэмждэг ихэнх USB to TTL модуль нь DTR зүүтэй байдаг. Гэсэн хэдий ч RTS зүү тасарсан модуль тийм ч их байдаггүй.

Үүнийг хийх 2 арга бий:

• RTS болон DTR таслагч тээглүүр бүхий USB -ээс TTL модулийг худалдаж аваарай

• Хэрэв та дараах бүх шалгуурыг хангасан бол RTS зүүг өөрөө салгаж болно, ихэнх чипүүдэд RTS нь 2 -р зүү байдаг (та мэдээллийн хуудсаараа давхар баталгаажуулах ёстой).

  1. танд аль хэдийн 6 зүүтэй USB -ээс TTL модуль байна (Arduino -д зориулсан)
  2. чип нь SOP -д байгаа боловч QFN хэлбэрийн хүчин зүйл биш юм
  3. Та гагнуурын ур чадвартай гэдэгт үнэхээр итгэдэг (амжилтанд хүрэхээс өмнө би 2 модулийг салгасан)

Алхам 4: Хөгжлийн зогсоолын угсралт

Визуал схемийг бий болгох нь субъектив урлаг тул та миний өмнөх зааварчилгаанаас илүү дэлгэрэнгүйг олж мэдэх боломжтой.

Холболтын хураангуйг энд харуулав.

TTL pin 1 (5V) -> Dock pin 1 (Vcc)

-> Lipo Charger модуль Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> Dock pin 2 (GND) -> Lipo Charger module GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Dock pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Dock pin 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> NPN транзистор 1 Эмиттер -> 15 К Ом эсэргүүцэл -> NPN транзистор 2 Үндсэн TTL зүү 6 (DTR) -> NPN транзистор 2 Эмиттер -> 15 К Ом эсэргүүцэл -> NPN транзистор 1 Суурь NPN транзистор 1 Коллектор -> Док пин 5 (Програм) NPN транзистор 2 Коллектор -> Док пин 6 (RST) Lipo Charger модулийн BAT зүү -> Док зүү 7 (Батерей +ve)

Алхам 5: Нэмэлт: Breadboard прототип хийх

IoT төхөөрөмжийн хэсэг дэх гагнуурын ажил нь жаахан хэцүү боловч тийм ч чухал биш юм. Ижил хэлхээний загвар дээр үндэслэн та өөрийн загварыг хийхийн тулд талх, утас ашиглаж болно.

Хавсаргасан зураг бол Arduino Blink тестийн миний туршилтын загвар юм.

Алхам 6: IoT төхөөрөмжийн угсралт

Компакт хэмжээтэй байхын тулд би SMD -ийн олон бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгодог. Прототип хийхэд хялбар болгохын тулд та тэдгээрийг самбар дээр ээлтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд шилжүүлж болно.

Холболтын хураангуйг энд харуулав.

Dock pin 1 (Vcc) -> Цахилгаан унтраалга -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO Regulator Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> capacitor (s) -ve -> ESP32 GND Dock pin 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pin 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Dock pin 5 (Program) -> ESP32 GPIO 0 Dock pin 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Dock pin 7 (Battery +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO Regulator Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ом эсэргүүцэл -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP транзистор дамжуулагч ESP32 GPIO 14 -> 10 К Ом эсэргүүцэл -> PNP транзисторын суурь ESP32 GPIO 12 -> Сэрээх товч -> 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 транзистор цуглуулагч -> LCD Vcc -> LED

Алхам 7: Эрчим хүчний хэрэглээ

Энэхүү IoT төхөөрөмжийн бодит эрчим хүчний хэрэглээ хэд вэ? Миний цахилгаан тоолуураар хэмжиж үзье.

• Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд (CPU, WiFi, LCD) нь ойролцоогоор 140 - 180 мА ашиглах боломжтой
• WiFi -г унтраасан, зургийг LCD дэлгэц дээр үргэлжлүүлэн харуулаарай, ойролцоогоор 70-80 мА ашигладаг
• LCD -ийг унтраасан ESP32 нь гүн унтдаг бөгөөд 0.00 - 0.10 мА орчим зарцуулдаг

Алхам 8: Хөгжилтэй хөгжилтэй байна

Батерейгаар ажилладаг IoT төхөөрөмжөө хөгжүүлэх цаг боллоо!

Хэрэв та кодлохыг хүлээж чадахгүй байгаа бол миний өмнөх төслийн эх сурвалжийг эмхэтгэн асааж үзээрэй.

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Эсвэл та цахилгаан унтрах функцийг амтлахыг хүсч байвал миний төслийн дараагийн эх сурвалжийг туршиж үзээрэй.

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

Алхам 9: Дараа нь юу хийх вэ?

Өмнөх алхам дээр дурдсанчлан миний дараагийн төсөл бол ESP32 зургийн цомог юм. Энэ нь WiFi -тэй холбогдсон тохиолдолд шинэ зургуудыг татаж авах боломжтой бөгөөд ингэснээр би шинэ зургийг үргэлж зам дээр үзэх боломжтой болно.

Алхам 10: Нэмэлт: 3D хэвлэсэн кейс

Хэрэв та 3D принтертэй бол IoT төхөөрөмжийнхөө хэргийг хэвлэж болно. Эсвэл та үүнийг миний өмнөх төсөл шиг тунгалаг амтат хайрцагт хийж болно.