Pille Çalışan ESP IoT: 10 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Bu talimatlar, önceki talimatlarımdaki tasarıma Pille Çalışan ESP IoT'nin nasıl temel alınacağını gösterir.

Adım 1: Güç Tasarruflu Tasarım

Güç tüketimi, pille çalışan bir IoT cihazı için büyük bir endişe kaynağıdır. Çalışırken gereksiz bileşenden uzun vadeli güç tüketimini (birkaç mA) tamamen ortadan kaldırmak için, bu tasarım tüm bu parçaları ayırıyor ve bir geliştirme platformuna geçiyor.

Geliştirme Yuvası

Şunlardan oluşur:

1. USB'den TTL çipine
2. RTS/DTR - EN/FLASH sinyal dönüştürme devresi
3. Lipo şarj modülü

Geliştirme yuvası yalnızca geliştirme sırasında ve her zaman bilgisayara bağlanırken gereklidir, bu nedenle boyut ve taşınabilirlik büyük bir sorun değildir. Bunu yapmak için daha süslü bir yöntem kullanmak istiyorum.

IoT Cihazı

Şunlardan oluşur:

1. ESP32 modülü
2. lipo pil
3. 3v3 LDO devresi
4. Güç anahtarı (isteğe bağlı)
5. LCD modülü (isteğe bağlı)
6. LCD güç kontrol devresi (opsiyonel)
7. derin uykudan uyanma düğmesi (isteğe bağlı)
8. diğer sensörler (isteğe bağlı)

Pille çalışan bir IoT cihazı için ikinci endişe, boyut olarak kompakttır ve bazen taşınabilirlikle de ilgilidir, bu yüzden yapmak için daha küçük bileşenler (SMD) kullanmaya çalışacağım. Aynı zamanda, daha süslü hale getirmek için bir LCD ekleyeceğim. LCD ayrıca derin uyku sırasında güç tüketiminin nasıl kesileceğini gösterebilir.

Adım 2: Hazırlık

Geliştirme Yuvası

• USB'den TTL modülüne (kırık RTS ve DTR pinleri)
• Küçük akrilik levha parçaları
• 6 pimli erkek başlık
• 7 iğneli yuvarlak erkek başlık
• 2 NPN transistör (bu sefer S8050 kullanıyorum)
• 2 direnç (~12-20k iyi olmalı)
• Lipo Şarj Modülü
• Bazı breadboard telleri

IoT Cihazı

• 7 pimli yuvarlak dişi başlık
• ESP32 modülü
• 3v3 LDO regülatörü (Bu sefer HT7333A kullanıyorum)
• Güç kararlılığı için SMD kapasitörler (Cihaz tepe akımına bağlıdır, bu sefer 1 x 10 uF ve 3 x 100 uF kullanıyorum)
• Güç düğmesi
• ESP32_TFT_Library destekli LCD (Bu sefer JLX320-00202 kullanıyorum)
• SMD PNP transistörü (bu sefer S8550 kullanıyorum)
• SMD dirençleri (2 x 10 K Ohm)
• Lipo pil (bu sefer 303040 500 mAh kullanıyorum)
• Tetik uyandırmak için basma düğmesi
• Bazı bakır bantlar
• Bazı kaplamalı bakır teller

3. Adım: RTS ve DTR Çıkışı

Arduino'yu destekleyen çoğu USB - TTL modülü, DTR pinine sahiptir. Ancak RTS pininden kopmuş çok fazla modül yoktur.

Bunu yapmanın 2 yolu vardır:

• RTS ve DTR koparma pinlerine sahip bir USB'den TTL'ye modüller satın alın

• Aşağıdaki kriterlerin tümünü karşılıyorsanız, RTS pinini kendiniz kırabilirsiniz, çoğu çipte RTS pin 2'dir (veri sayfanızla iki kez onaylamalısınız).

  1. zaten 6 pinli bir USB'den TTL'ye modülünüz var (Arduino için)
  2. çip SOP'de ancak QFN form faktöründe değil
  3. kendi lehimleme becerinize gerçekten güveniyorsunuz (başarıdan önce 2 modülü havaya uçurdum)

Adım 4: Geliştirme Yuvası Montajı

Görselleştirilebilir bir devre oluşturmak öznel bir sanattır, önceki talimatlarımda daha fazla ayrıntı bulabilirsiniz.

İşte bağlantının özeti:

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

-> Lipo Charger modülü Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> Dock pin 2 (GND) -> Lipo Charger modül GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Dock pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Dock pimi 4 (Rx) TTL pim 5 (RTS) -> NPN transistör 1 Verici -> 15 K Ohm direnç -> NPN transistör 2 Taban TTL pim 6 (DTR) -> NPN transistör 2 Verici -> 15 K Ohm direnç -> NPN transistörü 1 Base NPN transistörü 1 Kollektör -> Dock pimi 5 (Program) NPN transistörü 2 Kollektör -> Dock pimi 6 (RST) Lipo Charger modülü BAT pimi -> Dock pimi 7 (Pil +ve)

Adım 5: İsteğe bağlı: Breadboard Prototipleme

IoT cihaz kısmındaki lehimleme işi biraz zor olsa da şart değildir. Aynı devre tasarımına dayanarak, prototipinizi yapmak için basitçe bir devre tahtası ve biraz tel kullanabilirsiniz.

Ekli fotoğraf, Arduino Blink testi ile prototip testim.

6. Adım: IoT Cihaz Montajı

Kompakt boyut için birçok SMD bileşeni seçiyorum. Kolay prototipleme için bunları basitçe devre tahtası dostu bileşenlere geçirebilirsiniz.

İşte bağlantının özeti:

Bağlantı pimi 1 (Vcc) -> Güç anahtarı -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO Regülatörü Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regülatör GND -> kapasitör(ler) -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 (Pil +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO Regülatör Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm direnç -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP transistör Verici ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm direnç -> PNP transistör Base ESP32 GPIO 12 -> Uyandırma düğmesi -> 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 transistör Toplayıcı -> LCD Vcc -> LED

7. Adım: Güç Kullanımı

Bu IoT cihazının gerçek güç kullanımı nedir? Güç ölçerimle ölçelim.

• Tüm bileşenler üzerinde (CPU, WiFi, LCD), 140 - 180 mA civarında kullanabilir
• WiFi kapatıldı, fotoğrafı LCD'de görüntülemeye devam edin, yaklaşık 70 - 80 mA kullanıyor
• LCD kapatıldığında, ESP32 derin uyku moduna geçer, yaklaşık 0,00 - 0,10 mA kullanır

Adım 8: Mutlu Gelişmeler

Kendi Pille Çalışan IoT cihazınızı geliştirmenin zamanı geldi!

Kodlamayı bekleyemezseniz, önceki proje kaynağımı derlemeyi ve flash'lamayı deneyebilirsiniz:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Veya güç kapatma özelliğini denemek istiyorsanız, bir sonraki proje kaynağımı deneyin:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

Adım 9: Sırada Ne Var?

Bir önceki adımda belirtildiği gibi, bir sonraki projem bir ESP32 Fotoğraf Albümü. WiFi bağlıysa yeni fotoğrafları indirebilir ve flaşa kaydedebilir, böylece yeni fotoğrafı her zaman yolda görebilirim.

Adım 10: İsteğe bağlı: 3D Basılı Kılıf

Bir 3D yazıcınız varsa, IoT cihazınız için kasayı yazdırabilirsiniz. Ya da bir önceki projem gibi şeffaf tatlı bir kutuya koyabilirsiniz.