ESP IoT باتری: 10 مرحله (همراه با تصاویر)

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

این دستورالعمل ها نشان می دهد که چگونه در دستورالعمل های قبلی من یک ESP IoT مبتنی بر باتری ایجاد کنم.

مرحله 1: طراحی صرفه جویی در مصرف برق

مصرف برق نگرانی بزرگی برای دستگاه های اینترنت اشیاء باتری است. به منظور از بین بردن مصرف طولانی مدت برق (چند میلی آمپر) از اجزای غیر ضروری در حین اجرا ، این طرح تمام آن قسمتها را جدا کرده و به یک پایه توسعه منتقل می کند.

اسکله توسعه

شامل:

1. تراشه USB به TTL
2. مدار تبدیل سیگنال RTS/DTR به EN/FLASH
3. ماژول شارژر Lipo

اسکله توسعه فقط در حین توسعه و اتصال همیشه به کامپیوتر مورد نیاز است ، بنابراین اندازه و قابل حمل بودن نگرانی بزرگی نیست. من می خواهم از یک روش فانتزی تر برای ساخت آن استفاده کنم.

دستگاه IoT

شامل:

1. ماژول ESP32
2. باتری لیپو
3. مدار 3V3 LDO
4. کلید قدرت (اختیاری)
5. ماژول LCD (اختیاری)
6. مدار کنترل قدرت LCD (اختیاری)
7. دکمه برای بیدار شدن از خواب عمیق (اختیاری)
8. سنسورهای دیگر (اختیاری)

نگرانی دوم در مورد دستگاه IoT باتری از نظر اندازه جمع و جور است و گاهی اوقات به قابلیت حمل نیز مربوط می شود ، بنابراین من سعی می کنم از قطعات کوچکتر (SMD) برای ساخت استفاده کنم. در عین حال ، یک LCD اضافه می کنم تا فانتزی تر شود. LCD همچنین می تواند نحوه کاهش مصرف برق در خواب عمیق را نشان دهد.

مرحله 2: آماده سازی

اسکله توسعه

• ماژول USB به TTL (پین های RTS و DTR شکسته شده است)
• تکه های کوچک تخته اکریلیک
• هدر مردانه 6 پین
• هدر مردانه 7 پین
• 2 ترانزیستور NPN (من این بار از S8050 استفاده می کنم)
• 2 مقاومت (12-20 هزار پوند باید خوب باشد)
• ماژول Lipo Charger
• چند سیم تخته نان

دستگاه IoT

• هدر گرد زنانه 7 پین
• ماژول ESP32
• 3v3 تنظیم کننده LDO (من این بار از HT7333A استفاده می کنم)
• خازن های SMD برای پایداری قدرت (بستگی به حداکثر جریان دستگاه دارد ، این بار از 1 x 10 uF و 3 x 100 uF استفاده می کنم)
• کلید قدرت
• ESP32_TFT_Library LCD (این بار از JLX320-00202 استفاده می کنم)
• ترانزیستور SMD PNP (من این بار از S8550 استفاده می کنم)
• مقاومت SMD (2 x 10 K اهم)
• باتری لیپو (این بار از 303040 500 میلی آمپر ساعت استفاده می کنم)
• دکمه را فشار دهید تا ماشه بیدار شود
• چند نوار مسی
• تعدادی سیم مسی روکش دار

مرحله 3: RTS & DTR Break Out

اکثر ماژول های USB to TTL که از آردوینو پشتیبانی می کنند دارای پین DTR هستند. با این حال ، ماژول های زیادی پین RTS شکسته وجود ندارد.

2 روش برای تهیه آن وجود دارد:

• ماژول های USB to TTL را با پین های RTS و DTR خریداری کنید

• اگر تمام معیارهای زیر را برآورده می کنید ، می توانید پین RTS را خودتان بشکنید ، در اکثر تراشه ها ، RTS پین 2 است (باید با برگه داده خود دوبار تأیید کنید).

  1. شما در حال حاضر یک ماژول 6 پین USB to TTL (برای آردوینو) دارید
  2. تراشه در SOP است اما فاکتور فرم QFN نیست
  3. شما واقعا به مهارت لحیم کاری خود اعتماد دارید (من 2 ماژول را قبل از موفقیت از بین برده ام)

مرحله 4: مونتاژ Dock Development

ایجاد یک مدار قابل مشاهده یک هنر ذهنی است ، ممکن است جزئیات بیشتری را در دستورالعمل های قبلی من بیابید.

در اینجا خلاصه اتصال را مشاهده می کنید:

پین TTL 1 (5V) -> پایه پین 1 (Vcc)

-> ماژول Lipo Charger 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) -> پایه اتصال 4 (Rx) پایه TTL 5 (RTS) -> ترانزیستور NPN 1 امیتر -> مقاومت 15 کیلو اهم -> ترانزیستور NPN 2 پایه پایه TTL 6 (DTR) -> ترانزیستور NPN 2 امیتر -> مقاومت 15 کیلو اهم -> ترانزیستور NPN 1 پایه NPN ترانزیستور 1 گردآورنده -> پایه پین 5 (برنامه) NPN ترانزیستور 2 گردآورنده -> پایه پایه 6 (RST) ماژول شارژر Lipo BAT پین -> پایه پایه 7 (باتری +ve)

مرحله 5: اختیاری: نمونه سازی Breadboard

کار لحیم کاری در قسمت دستگاه IoT کمی دشوار است ، اما ضروری نیست. بر اساس طرح مدار مشابه ، می توانید به سادگی از تخته نان و مقداری سیم برای انجام نمونه اولیه خود استفاده کنید.

عکس پیوست ، نمونه اولیه آزمایش من با آزمایش Arduino Blink است.

مرحله 6: مونتاژ دستگاه IoT

برای اندازه جمع و جور ، من بسیاری از اجزای SMD را انتخاب می کنم. شما می توانید به سادگی آنها را به قطعات سازگار با breadboard تغییر دهید تا نمونه سازی آسان باشد.

در اینجا خلاصه اتصال را مشاهده می کنید:

پایه پین 1 (Vcc) -> سوئیچ قدرت -> 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 پین 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) پایه پین 5 (برنامه) -> ESP32 GPIO 0 پایه پین 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) پایه پین 7 (باتری +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO Regulator Vout -> ESP32 Vcc -> مقاومت 10 کیلو اهم -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP ترانزیستور Emittor ESP32 GPIO 14 -> مقاومت 10 کیلو اهم -> ترانزیستور PNP پایه ESP32 GPIO 12 -> دکمه بیدار -> 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 -> جمع کننده ترانزیستور LCD D/C PNP -> LCD Vcc -> LED

مرحله 7: مصرف برق

مصرف برق واقعی این دستگاه اینترنت اشیا چقدر است؟ بیایید با قدرت سنج من اندازه گیری کنیم.

• تمام اجزای روشن (CPU ، WiFi ، LCD) ، می توانند از 140 تا 180 میلی آمپر استفاده کنند
• WiFi را خاموش کنید ، عکس را در LCD نمایش دهید ، از حدود 70 - 80 میلی آمپر استفاده کنید
• LCD خاموش شده ، ESP32 به خواب عمیق می رود ، از 0.00 تا 0.10 میلی آمپر استفاده می کند

مرحله هشتم: از پیشرفت لذت می برید

وقت آن است که دستگاه IoT خود را که با باتری کار می کند توسعه دهید!

اگر نمی توانید منتظر کد نویسی باشید ، می توانید منبع پروژه قبلی من را کامپایل و فلش کنید:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

یا اگر می خواهید ویژگی خاموش شدن را بچشید ، منبع پروژه بعدی من را امتحان کنید:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

مرحله 9: بعد از آن چه می شود؟

همانطور که در مرحله قبل ذکر شد ، پروژه بعدی من یک آلبوم عکس ESP32 است. اگر وای فای متصل باشد می تواند عکس های جدید را بارگیری کرده و روی فلش ذخیره شود تا بتوانم عکس جدید را در جاده مشاهده کنم.

مرحله 10: اختیاری: مورد چاپ سه بعدی

اگر چاپگر سه بعدی دارید ، می توانید قاب دستگاه IoT خود را چاپ کنید. یا می توانید آن را در یک جعبه شیرین شفاف درست مانند پروژه قبلی من قرار دهید.