TicTac Super Wifi Analyzer ، ESP-12 ، ESP8266: 5 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

این پروژه بر اساس کد اصلی ماهنامه و مفهوم استفاده از جعبه TicTac به عنوان یک محوطه است.

اما به جای استفاده از دکمه برای شروع قرائت ، از صفحه لمسی که مجهز به صفحه نمایش TFT SPI است استفاده می شود. کد برای کنترل بهتر نور پس زمینه LED و قرار دادن صفحه نمایش در حالت خواب تغییر کرده است (زیرا ماژول صفحه نمایش باید برای تراشه لمسی روشن بماند). جریان واحد در خواب به اندازه ای پایین است که لیپو 1000mah چندین سال دوام بیاورد. همچنین شارژ باتری و حفاظت از ولتاژ پایین در محل وجود دارد.

آخرین مرحله را برای مشاهده ویدئوی کارکرد آن مشاهده کنید.

قطعات:

• جعبه 48 گرم TicTac
• ESP12 (ترجیحا ESP-12F)
• صفحه نمایش 2.4 اینچی SPI TFT
• ماژول شارژ لیپو
• ترانزیستور PNP
• جریان آرام آرام 3.3 ولت ، تنظیم کننده ولتاژ
• مقاومتها و خازنهای مرتبط (جزئیات بعدا)

مرحله 1: توسعه

فکر می کردم مسیر توسعه این پروژه را ترسیم کنم. اگر می خواهید مستقیماً به ساختن آن بپردازید ، می توانید از این بخش بگذرید.

این یکی از اولین پروژه های ESP8266 من است. من با استفاده از یک جعبه TicTac به عنوان محفظه ای برای تجزیه و تحلیل Wifi تصمیم گرفتم و تصمیم گرفتم که آن را بسازم. با تشکر: Portable-WiFi-Analyzer. من تصمیم گرفتم از یک صفحه نمایش بزرگتر 2.4 اینچی استفاده کنم - که دارای یک صفحه لمسی و یک PCB با پین هایی بود که اتصال به آنها راحت تر بود.

وقتی ساخت را شروع کردم ، ترتیبی را بررسی کردم که هوای ESP12 را از وسایل الکترونیکی پاک می کرد. تنها گزینه این بود که داخل درپوش باشد. من همچنین ماژول شارژر را زیر دیسپنسر می خواستم. س Theال این بود که دکمه "روشن" را در کجا پیدا کنیم؟ نمی خواستم پشت قاب را سوراخ کنم. کلاه بالا بهترین خواهد بود - اما اگر دو ماژول را در آنجا داشته باشم ، جایی نیست.

این منجر به ایده استفاده از صفحه لمسی به عنوان دکمه روشن شد. متوجه شدم یکی از اتصال دهنده های صفحه با برچسب "T_IRQ" نوشته شده بود - که بسیار دلگرم کننده به نظر می رسید. تراشه لمسی XPT2046 است. بله ، خوشحالم که حالت خواب خودکار دارد و در صورت لمس صفحه ، T_IRQ را پایین می آورد. این برای جایگزینی سوئیچ فشار ایده آل است و می تواند به سادگی به تنظیم مجدد ESP12 متصل شود.

باید اشاره می کردم که کد چندین اسکن برای شبکه های wifi اجرا می کند و سپس برق را از صفحه نمایش حذف می کند و ESP12 را در خواب عمیق قرار می دهد - که با ورودی تنظیم مجدد بیدار می شود.

بنابراین با روشن بودن این مفهوم ، من آن را با استفاده از NodeMcu سیم کشی کردم - و کار نکرد! بنابراین کمی بیشتر کار برای انجام دادن وجود داشت. من همچنین آگاه بودم که نمی توانم جریان خواب را با NodeMcu به دلیل وجود تراشه USB روی برد و تنظیم کننده ولتاژ جریان آرام آرام ، بررسی کنم. من همچنین سیستمی برای برنامه نویسی آسان ESP12 می خواستم. این منجر به ساختن یک سیستم توسعه/توسعه ESP12 شد که می تواند به آسانی مانند NodeMCU برنامه ریزی شود ، اما با استفاده از یک برنامه نویس FTDI. به این ترتیب تنظیم کننده و تراشه USB جدا هستند. نگاه کنید به: ESP-12E و ESP-12F Programming and Breakout Board

سپس آن را با استفاده از برد جدیدم که دارای ESP-12F است ، سیم کشی کردم-و کار کرد. تنها تغییری که ایجاد کرده بودم کوتاه کردن تنظیم کننده ولتاژ روی ماژول نمایشگر بود تا همه در 3.3 ولت کار کنند. من شروع به انجام حالت های کد خود کردم ، به ویژه کد برای قرار دادن تراشه صفحه نمایش (ILI9341) در حالت خواب ، زیرا این تراشه و صفحه لمسی باید در حالت خواب (هنگامی که ماژول ESP نیز در حالت خواب است) فعال شود. سپس جریان خواب را بررسی کردم. این 90uA بود. بنابراین یک باتری 1000 میلی آمپر یک سال دوام می آورد. شروع خوب.

سپس تنظیم کننده ولتاژ روی ماژول صفحه نمایش را حذف کردم. کافی بود که فقط پایه زمین را برداشته باشید. در حال حاضر جریان خواب سیستم 32uA بود. من هنوز مجبور بودم یک رگولاتور 3.3 ولت اضافه کنم اما یکی را با جریان آرام 2uA می شناسم. بنابراین ما در حال بررسی عمر باتری 3 ساله هستیم!

من همچنین می خواستم قطعات را تا آنجا که ممکن است بر روی PCB نصب کنم تا سیم کشی مرتب تر شود. بنابراین در این مرحله من با طراحی PCB برای واحد جلو رفتم. من دوست دارم مستقیماً به پین های ماژول نمایشگر وصل شوم. این کار بسیار دشوار خواهد بود ، بنابراین من سیم سخت را از PCB به ماژول صفحه نمایش ترجیح دادم.

کمی بیشتر با کد کار کردم. من یک اعلان خواب اضافه کردم - صفحه را سیاه کنید و قبل از خواب ZZZ را چاپ کنید. همچنین روشن شدن نور پس زمینه LED را تا زمان پر شدن صفحه به تأخیر انداختم. با این کار از فلش سفید در ابتدای کد اصلی جلوگیری می شود. قبل از خواباندن صفحه نمایش ، LED های مشابه را خاموش کردم.

شاید برایتان سوال باشد که چگونه میزان UA را اندازه گیری کنید. مرده آسان! یک مقاومت 1k را با سرب قدرت مثبت در سری قرار دهید. این را با یک سرپرست بلوز کوتاه کنید تا سیستم بتواند اجرا شود. سپس ، هنگامی که در حالت خواب است ، سرپرست جامپر را بردارید و افت ولتاژ مقاومت را اندازه بگیرید. با مقاومت 1k 100mv به معنی 100uA است. اگر افت ولتاژ بسیار زیاد باشد ، از مقاومت کمتری استفاده می کنم. من از این روش برای اندازه گیری nA تک شکل با استفاده از مقاومت 1 متری در سیستم های دیگر با جریان خواب واقعاً کم استفاده کرده ام.

مرحله 2: ساخت و ساز

PCB یا سیم سخت؟

واحدی که در اینجا ساخته ام از PCB برای نگهداری ESP12F و ماژول های شارژر و تنظیم کننده ولتاژ و ترانزیستور PNP و خازن های مربوطه و مقاومت های کششی استفاده می کند. این مرتب ترین مسیر است ، اما نیاز به تجهیزات PCB و لحیم کاری SMD دارد. با این حال ، سیستم را می توان با سیم کشی مستقیم ماژول ها و قرار دادن تنظیم کننده ولتاژ و ترانزیستور PNP بر روی یک تخته نوار - همانطور که در پروژه TicTac قبلی (که قبلاً پیوند خورده بود) ، ایجاد کرد.

اگر تصمیم دارید از گزینه PCB استفاده کنید ، ممکن است بخواهید صفحه برنامه نویسی ESP12 من را نیز بسازید ، به خصوص اگر قصد دارید پروژه های بیشتری را با بردهای ESP12 انجام دهید.

فهرست قطعات:

• جعبه 49 گرم TicTac
• ESP-12F (یا ESP-12E) توجه داشته باشید که ESP-12F دارای برد بهتر است ، در غیر این صورت مشابه ESP-12E است
• صفحه نمایش 2.4 اینچی SPI TFT با درایور ILI9341 و لمس مثال TJCTW24024-SPI
• ماژول شارژر - عکس را ببینید
• نوار پین 2 میلی متری (اختیاری است اما ارزش استفاده دارد)
• ترانزیستور PNP با فرمت SOT23. من از BCW30 استفاده کردم اما هر دستگاه دیگری با قابلیت بیش از 100ma و افزایش DC> 200 باید خوب باشد.
• تنظیم کننده 3v3 250ma (دقیقه) با فرمت SOT23. من از Microchip MCP1703T-33002E/CB استفاده کردم. دیگران کار خواهند کرد اما جریان آرام خود را بررسی می کنند. (کمتر از 30uA پیشنهاد کنید).
• مقاومت (همه اندازه 0805)
• 10k 4 خاموش
• 3k3 1 تخفیف
• خازن ها (همه اندازه 0805)
• 2n2 2 خاموش
• 0.1u 1 تخفیف
• PCB به عنوان فایل WiFiAnalyserArtwork.docx پیوست شده است.
• باتری تک سلولی LiPo. ظرفیت 400-1000mahr - که در مورد مناسب است. 400 ماهر به اندازه کافی بزرگ است

برای گزینه غیر PCB از معادلهای سربی استفاده کنید ، مقاومتهای WW و بالاتر خوب هستند و خازنهایی با ولتاژ کار 5v یا بیشتر.

هنگام ساخت PCB - سوراخ ها را در 0.8 میلی متر سوراخ کنید. اگر چشم تیز دارید ، سوراخ های نوار پین 2 میلی متری ESP12 می تواند 0.7 میلی متر برای پشتیبانی بهتر باشد.

قرار دادن قطعات:

هنگام مونتاژ PCB ابتدا مقاومتها و خازنها را انجام دهید ، سپس تنظیم کننده و ترانزیستور PNP و به دنبال آن ماژول شارژر و نوار پین برای ESP12. من ESP12 را در جای خود لحیم نکردم زیرا به اندازه کافی روی نوار پین فشار داده شده است و برنامه ریزی مجدد از روی صفحه راحت تر است. اگر می خواهید برنامه ریزی مجدد در محل انجام دهید ، متوجه خواهید شد که PCB دارای اتصالات TX ، RX ، GPIO 0 ، Reset و ground است. توجه داشته باشید که یک دکمه برای پایین آوردن GPIO مورد نیاز است. با لمس صفحه نمایش می توان تنظیم مجدد را پایین آورد. می توان از یک دکمه استفاده کرد اما فقط در صورتی که سیم صفحه نمایش T_IRQ قطع شده باشد.

مرحله 3: سیم کشی

قبل از سیم کشی صفحه نمایش به برد مدار ، تنظیم کننده i1 را برداشته و یک قطره لحیم کاری روی J1 قرار دهید که سپس آن را جایگزین می کند. پس از آن باید به این شکل باشد:

سپس یا نوار پین را بردارید یا سنجاق ها را کوتاه کنید. بهترین روش برای برداشتن نوار پین ، یک پین در یک زمان است. یک آهن لحیم کاری را به یک طرف بمالید در حالی که سنجاق را با انبردست از طرف دیگر می کشید.

اکنون سیم کشی می تواند شروع شود ، با اتصال کابل روبان به صفحه نمایش شروع می شود. طول کابل روبان PC را به طول 7-8 سانتی متر برش داده و 10 راه را انتخاب کنید. 9 راه را 10 میلی متر عقب بکشید و یکی دیگر را در یک لبه برای پین T-IRQ بگذارید. بقیه را می توان به محل لحیم کاری منتقل کرد و در صورت لزوم کمی بیشتر برش داد.

من یک سرب را در یک زمان با VCC شروع و لحیم می کنم.

PCB را در جایی که باید نسبت به صفحه نمایش درج شود قرار دهید. سپس ، یکی یکی سیم ها را به اندازه 5 میلی متر یا بیشتر از حد مورد نیاز کوتاه کنید و عایق 2 میلی متری را جدا کرده ، انتهای آن را قلع و لحیم کنید. مسیریابی سیم به شرح زیر است (شمارش شماره پین از VCC):

نمایش دادن	PCB	اظهار نظر
1	1	VCC
2	8	GND
3	9	CS
4	5	بازنشانی
5	7	D/C
6	2	SDI (MOSI)
7	4	SCK
8	10	رهبری
9	3	SDO (MISO)
10	6	T_IRQ

اکنون تنها چیزی که باقی می ماند اتصال باتری و برنامه ریزی ESP12 است. اگر برنامه نویسی درجا باتری را وصل کنید. در صورت برنامه نویسی روی برد ، باتری را وصل کنید.

مرحله 4: برنامه نویسی

فایل ESP8266WiFiAnalMod.ino ضمیمه را بارگیری کنید ، پوشه ای به نام ‘ESP8266WiFiAnalMod’ در پوشه طرح های Arduino خود ایجاد کرده و فایل را به این قسمت منتقل کنید.

Arduino IDE را شروع کنید (در صورت لزوم از Arduino.cc بارگیری و نصب کنید) و در صورت نداشتن جزئیات برد ESP را اضافه کنید (نگاه کنید به: Sparkfun).

کد را بارگذاری کنید (فایل> Sketchbook>… ESP8266WiFiAnalMod).

سپس جزئیات برنامه نویسی (Tools) را تنظیم کنید:

برد را انتخاب کنید: Generic ESP8266 Module

برای مابقی تنظیمات به ادامه مطلب مراجعه کنید. در صورت استفاده از برنامه نویس با درایو خودکار تنظیم مجدد و GPIO0 ، روش بازنشانی را انتخاب کنید: "nodemcu". در صورت برنامه نویسی درجا یا اتصال مستقیم به مبدل USB به سریال ، روی "ck" تنظیم کنید.

به احتمال زیاد شماره پورت متفاوت خواهد بود.

اگر می خواهید در محل برنامه ریزی کنید ، باید سیم ها را به یک سوئیچ لحیم کنید تا GPIO 0 را پایین بیاورد و به Tx و Rx متصل شوید-به زیر مراجعه کنید:

یک گزینه ساده تر استفاده از یک تخته برنامه نویسی است: ESP-12E و ESP-12F Programming and Breakout Board

در صورت برنامه نویسی درجا به شکل زیر متصل شوید. توجه داشته باشید که صفحه نمایش متصل است تنظیم مجدد را می توان با صفحه لمسی فعال کرد ، در غیر این صورت نیاز به تغییر از بازنشانی به GND است. با استفاده از ولتاژ 3.7 ولت به پین های OUT+ و OUT ، به برد نیاز است. در صورت استفاده از باتری ، شارژر باید با اتصال کوتاه سیم USB ، مجدداً تنظیم شود.

اگر حالت برنامه نویسی را به صورت دستی تنظیم مجدد را پایین تنظیم می کنید (صفحه لمسی) ، GPIO 0 را پایین بکشید و در حالت پایین تنظیم مجدد را رها کنید. حالا روی دکمه بارگیری کلیک کنید. برنامه نویسی باید ادامه یابد.

اگر از برنامه نویسی و صفحه شکست استفاده می کنید ، فقط مبدل سریال FTDI USB را وصل کنید ، 3.3 ولت را روی برد برنامه نویسی اعمال کنید و روی بارگیری کلیک کنید.

مرحله 5: مونتاژ و آزمایش نهایی

اکنون زمان خوبی برای آزمایش اولیه است. اگر ESP12 در محل برنامه ریزی شده بود ، باید کار کند - فقط کمی صفحه را لمس کنید و باید شروع شود. اگر از برنامه خارج شده اید - ESP12 را وارد کنید و باتری را سیم کشی کنید و باید کار کند.

من باتری را در حین گذراندن مونتاژ نهایی تا حدی برای راحتی و تا حدی برای جلوگیری از هرگونه اتصال کوتاه ناخواسته ، قطع کردم.

صفحه نمایش به طور مرتب بین درپوش و پایین قاب قرار می گیرد. قسمت برجسته در پایه به زیبایی صفحه را در کنار جعبه نگه می دارد.

برد مدار باید بر روی صفحه نمایش ثابت شود تا هم داخل درپوش قرار گیرد و هم سوکت شارژ USB را نشان دهد. هنگامی که رابطه مورد نیاز بین موقعیت های تخته دیده می شود ، نوار دو طرفه (نوع ضخامت 1 میلی متر) را روی هر دو تخته قرار دهید. با این کار فاصله 2 میلی متری ایجاد می شود که باید از هرگونه تماس الکتریکی جلوگیری شود. بعنوان احتیاط مقداری نوار عایق را پوشانده ام که لوازم الکترونیکی صفحه نمایش را می پوشاند:

در مرحله بعد باید حدود 2 میلی متر از کلاهک بالایی برداریم. من این را با صفحه اضافی برای کابل روبان صفحه لمسی و پایه پلاستیکی صفحه برش داده ام. زیر را ببینید:

در نهایت ما باید باتری را قرار دهیم و از آن برای نگه داشتن صفحه نمایش در کنار جعبه استفاده کنیم. من از یک قطعه قدیمی فوم پلی استایرن استفاده کردم و آن را به ضخامت مورد نیاز برش و سنباده زنی کردم. من این را با استفاده از نوار نازک دو طرفه به PCB صفحه نمایش چسباندم و از چند نوار کوچکتر برای جلوگیری از سر خوردن باتری استفاده کردم.

وقتی همه چیز را به هم وصل کردید و متوجه شدید که هیچ اتفاقی نمی افتد ، نگران نباشید (هنوز). مدار محافظ باتری روی ماژول شارژر باید بازنشانی شود. این کار با اتصال آن از طریق سیم USB micro به منبع 5 ولت انجام می شود. چند ثانیه به اندازه کافی طولانی است.

و اکنون شما یک دستگاه مفید دارید که قدرت سیستم های ESP8266 را نشان می دهد ، و در مورد من باعث شد که کانال WiFi خود را تغییر دهم زیرا 5 دستگاه دیگر را در همان دستگاه تشخیص داد!

امیدوارم از این پروژه زیبا لذت ببرید.

مایک