Patareitoitega ESP IoT: 10 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Need juhendid näitavad, kuidas teha patareitoitega ESP IoT baasi minu eelmiste juhendite kujunduse põhjal.

Samm: energiasäästlik disain

Voolutarve on akutoitel IoT -seadme jaoks suur mure. Pikaajalise energiatarbimise (mõne mA) tarbetust komponendist töötamise ajal täielikuks kõrvaldamiseks eraldab see disain kõik need osad lahti ja läheb arendusdokki.

Arengudokk

See koosneb:

1. USB -TTL kiip
2. RTS/DTR to EN/FLASH signaali muundamise ahel
3. Lipo laadija moodul

Arendusdokki on vaja ainult arendamise ajal ja alati arvutiga ühendamisel, seega pole suurus ja kaasaskantav suur mure. Tahaksin selle valmistamiseks kasutada väljamõeldud meetodit.

IoT -seade

See koosneb:

1. ESP32 moodul
2. Lipo aku
3. 3v3 LDO ahel
4. Toitelüliti (valikuline)
5. LCD -moodul (valikuline)
6. LCD toite juhtimisahel (valikuline)
7. nupp sügavast unest ärkamiseks (valikuline)
8. muud andurid (valikuline)

Teine mure akutoitega IoT -seadme pärast on kompaktne ja mõnikord ka teisaldatavus, nii et proovin kasutada väiksemaid komponente (SMD). Samal ajal lisan LCD -i, et muuta see väljamõeldumaks. Vedelkristallekraan näitab ka seda, kuidas sügava une ajal energiatarbimist vähendada.

2. etapp: Ettevalmistus

Arengudokk

• USB -TTL -moodul (katkised RTS- ja DTR -tihvtid)
• Väikesed tükid akrüülplaadist
• 6 tihvtiga isane päis
• 7 tihvti ümmargune isane päis
• 2 NPN transistorit (kasutan seekord S8050)
• 2 takisti (~ 12-20k peaks olema korras)
• Lipo laadija moodul
• Mõned leivaplaadi juhtmed

IoT -seade

• 7 tihvti ümmargune emane päis
• ESP32 moodul
• 3v3 LDO regulaator (kasutan seekord HT7333A)
• SMD kondensaatorid toite stabiilsuse tagamiseks (see sõltub seadme tippvoolust, kasutan seekord 1 x 10 uF ja 3 x 100 uF)
• Toitelüliti
• ESP32_TFT_Raamatukoguga toetatud LCD (kasutan seekord JLX320-00202)
• SMD PNP transistor (kasutan seekord S8550)
• SMD takistid (2 x 10 K oomi)
• Lipo aku (kasutan seekord 303040 500 mAh)
• Vajutage päästiku äratuse nuppu
• Mõned vasest lindid
• Mõned kaetud vasktraadid

3. samm: RTS ja DTR puhkavad

Enamikul Arduino toega USB -TTL -moodulitel on DTR -pin. Siiski ei ole liiga palju mooduleid, mis on välja murdnud RTS -tihvti.

Selle valmistamiseks on 2 võimalust:

• Ostke USB -TTL -moodulid, millel on RTS- ja DTR -pistikud

• Kui täidate kõik järgmised kriteeriumid, saate ise RTS -i tihvti välja murda, enamikus kiipides on RTS -i tihvt 2 (kinnitage oma andmelehega topelt).

  1. teil on juba 6 kontaktiga USB -TTL -moodul (Arduino jaoks)
  2. kiip on SOP -vormingus, kuid mitte QFN -vormingus
  3. sa tõesti usaldad, et sul on jootmisoskus (enne edu on mul 2 moodulit ära puhutud)

4. samm: arendusdoki kokkupanek

Visualiseeritava vooluahela ehitamine on subjektiivne kunst, võib -olla leiate rohkem üksikasju minu eelmistest juhenditest.

Siin on ühenduse kokkuvõte:

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

-> Lipo laadija moodul 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) -> Doki tihvt 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> NPN transistor 1 Emitter -> 15 K Ohm resistor -> NPN transistor 2 Base TTL pin 6 (DTR) -> NPN transistor 2 Emitter -> 15 K Ohm resistor -> NPN -transistor 1 Alus NPN -transistor 1 Kollektor -> doki tihvt 5 (programm) NPN -transistor 2 kollektor -> doki tihvt 6 (RST) Lipolaadija moodul PVT -tihvt -> doki tihvt 7 (aku +ve)

5. samm: valikuline: leivaplaadi prototüüpimine

IoT -seadme osa jootetöö on natuke keeruline, kuid see pole hädavajalik. Sama skeemi järgi saate oma prototüübi tegemiseks kasutada lihtsalt leivaplaati ja mõnda traati.

Lisatud foto on minu prototüübi test koos Arduino Blinki testiga.

6. toiming: IoT -seadme kokkupanek

Kompaktse suuruse jaoks valin palju SMD komponente. Prototüüpimise hõlbustamiseks saate need lihtsalt leivaplaadisõbralikeks komponentideks vahetada.

Siin on ühenduse kokkuvõte:

Doki tihvt 1 (Vcc) -> Toitelüliti -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO regulaatori Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> kondensaator (id) -ve -> ESP32 GND Dock pin 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) dokk 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 regulaatori voolik -> ESP32 Vcc -> 10 K ohm takisti -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP transistor Emitter ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm resistor -> PNP transistor Base ESP32 GPIO 12 -> Wake button -> 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 transistorikollektor -> LCD Vcc -> LED

7. samm: toite kasutamine

Milline on selle IoT -seadme tegelik energiatarve? Mõõdame minu võimsusmõõturiga.

• Kõik komponendid on sisse lülitatud (CPU, WiFi, LCD), see võib kasutada umbes 140–180 mA
• WiFi välja lülitatud, jätkake foto kuvamist LCD -ekraanil, see kasutab umbes 70–80 mA
• Kui LCD on välja lülitatud, läheb ESP32 sügavasse unne, see kasutab umbes 0,00–0,10 mA

8. samm: head arendamist

On aeg välja töötada oma patareitoitega IoT -seade!

Kui te ei jõua kodeerimist oodata, võite proovida minu eelmise projekti allika kompileerida ja välgutada:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Või kui soovite proovida väljalülitusfunktsiooni, proovige minu järgmist projektiallikat:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

9. samm: mis saab edasi?

Nagu eelmises etapis mainitud, on minu järgmine projekt ESP32 fotoalbum. See saab uued fotod alla laadida, kui WiFi on ühendatud, ja välklambi salvestada, et saaksin alati uut fotot teel vaadata.

10. samm: valikuline: 3D trükitud ümbris

Kui teil on 3D -printer, võite oma IoT -seadme ümbrise printida. Või võite selle panna läbipaistvasse magusasse karpi nagu minu eelmine projekt.