ESP8266 kiirgusmuster: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

ESP8266 on populaarne mikrokontrolleri moodul, kuna selle saab ühendada Internetiga sisseehitatud WiFi kaudu. See avab harrastajale palju võimalusi teha kaugjuhitavaid vidinaid ja IoT -seadmeid minimaalse lisariistvaraga. Mugavalt sisaldab enamik mooduleid antenni, kas trükitud vooluahela ümberpööratud F tüüpi või keraamilist kiipi. Mõned tahvlid võimaldavad isegi laiendada välist antenni. Suurem osa meist on tuttav raadio, teleri või isegi mobiiltelefoni antennide veidrustega. Pärast antenni või komplekti asendi hoolikat reguleerimist läheb signaal müra just siis, kui eemaldute ja istute! Kahjuks võib ESP8266 juhtmevaba seade näidata sarnast antisotsiaalset käitumist. ESP8266 kiirgusmustri mõõtmise meetodit selgitatakse käesolevas juhendis, kasutades mooduli teatatud RSSI signaali tugevust. Testitakse mitut tüüpi antenne ja iga versiooni jaoks on esile tõstetud magusat kohta. Väikest samm -mootorit kasutatakse ESP8266 mooduli pööramiseks 360 kraadi võrra 30 minuti jooksul ja keskmist RSSI näitu, mida mõõdetakse iga 20 sekundi tagant. Andmed saadetakse tasuta asjade Interneti analüüsiteenusele ThingSpeak, mis kaardistab tulemused polaarse graafikuna, millest saab lahendada maksimaalse signaali suuna. Seda protsessi korrati ESP8266 mooduli mitme suuna jaoks.

Tarvikud

Selle projekti komponendid on Internetist hõlpsasti leitavad tarnijatelt, näiteks eBay, Amazon jne, kui mitte juba teie prügikasti.

28BYJ48 5V samm -mootor ULN2003 draiveriplaat Arduino UNO või sarnased ESP8266 moodulid testimiseks Välise antenni USB toiteallikas Arduino IDE ja ThingSpeak konto Muu - plasttoru, traat, Blu tak

Samm: süsteemi ülevaade

Arduino Unot kasutatakse samm -mootori täielikuks pööramiseks 30 minuti jooksul. Kuna mootor võtab rohkem voolu kui Uno -st saadaval, kasutatakse mootori lisavoolu varustamiseks ULN2003 juhtplaati. Mootor kruvitakse puidutükile, et saada stabiilne platvorm ja mootori spindlile surutud plasttoru pikkus, mida kasutatakse katsetatava mooduli paigaldamiseks. Kui Uno on sisse lülitatud, pöörleb mootori spindel iga 30 minuti järel täielikult. ESP8266 moodul, mis on programmeeritud mõõtma WiFi signaali tugevust, RSSI, on plasttoru külge kinnitatud, nii et moodul pöörleb täielikult. Iga 20 sekundi järel saadab ESP8266 signaali tugevuse näidu ThingSpeak'ile, kus signaal on joonistatud polaarkoordinaatides. RSSI näit võib kiibitootjate vahel erineda, kuid jääb tavaliselt vahemikku 0 kuni -100, iga ühik vastab 1 dBm signaalile. Kuna ma vihkan negatiivsete arvudega tegelemist, on polaarses graafikus RSSI näitu lisatud konstant 100, nii et näidud on positiivsed ja kõrgemad väärtused näitavad paremat signaalitugevust.

Samm: samm -mootor

28BYJ48 samm -mootor on stabiilsuse tagamiseks kergelt kruvitud puutüki külge. Testitava mooduli paigaldamiseks liimitakse samm -mootori spindlile umbes 8 tolli 1/4”plasttoru. Uno, juhtplaat ja mootor on ühendatud, nagu on Internetis mitu korda kirjeldatud. Failis olev lühike visand vilgub Unosse, nii et toru pöörleb toite sisselülitamisel iga 30 minuti järel täisringi.

Mootori pööramiseks kasutatud visand on loetletud tekstifailis, siin pole midagi revolutsioonilist.

3. etapp: ESP8266 testimine

Testimiseks mõeldud mooduleid vilgutati eskiisiga, mis saadab RSSI näidu ThingSpeakile iga 20 sekundi järel samm -mootori täieliku pöörde jaoks. Iga mooduli jaoks, mis on tähistatud testiga A, B ja C, joonistati kolm suunda. Positsioonis A on moodul paigaldatud toru küljele nii, et antenn on kõige ülemine. Antenni poole pöörates osutab antenni RHS testi alguses ruuterile. Kahjuks ei olnud mul jälle negatiivsed numbrid, mootor pöörleb päripäeva, kuid polaarset graafikut skaleeritakse vastupäeva. See tähendab, et antenni varjatud külg on ruuteri poole umbes 270 kraadi. Positsioonis B on moodul paigaldatud horisontaalselt toru ülaosale. Antenn suunab ruuterisse nagu katse A katse alguses. Lõpuks paigutatakse moodul nagu testis A ja seejärel keeratakse moodul 90 kraadi päripäeva ja paigaldatakse, et anda katse C asend.

Tekstifail annab koodi, mis on vajalik RSSI andmete ThingSpeakile saatmiseks. Kui kasutate ThingSpeaki, peate lisama oma WiFi üksikasjad ja API võtme.

4. samm: ümberpööratud F -trükitud vooluringi tulemused

Esimesel testitud moodulil oli looklev trükitud vooluahela antenn, mis on kõige tavalisem tüüp, kuna seda on odavaim toota. Polaargraafik näitab, kuidas signaali tugevus muutub mooduli pööramisel. Pidage meeles, et RSSI põhineb logi skaalal ja seega muudab 10 RSSI ühiku muutus signaalivõimsust 10 korda. Test A koos antenniga mooduli ülaosas annab kõrgeima signaali. Samuti on parim positsioon siis, kui trükkplaadi rada on ruuteri poole suunatud. Halvemad tulemused ilmnevad testis B, kus plaadi teiste komponentide eest on palju varjestatud. Test C kannatab ka komponentide varjestuse all, kuid on mõnes kohas, kus trükkplaadi rajal on ruuterini selge tee. Parim mooduli paigaldamise viis on see, kui antenn on kõige ülemine ja trükkplaadi rada ruuteri poole. Sel juhul võime oodata umbes 35 ühiku signaali tugevust. Mitteoptimaalsed positsioonid võivad signaali tugevust hõlpsalt vähendada kümme korda. Tavaliselt paigaldatakse moodul nii füüsilise kui ka keskkonnakaitse jaoks kasti, võime eeldada, et see vähendab signaali veelgi … Tuleviku test.

ThingSpeak vajab andmete korraldamiseks ja polaarsete graafikute tegemiseks natuke koodi. Selle leiate manustatud tekstifailist.

5. samm: keraamiliste kiipide tulemused

Mõned ESP8266 moodulid kasutavad trükkplaadi asemel antenni jaoks keraamilist kiipi. Mul pole aimugi, kuidas need töötavad, välja arvatud keraamika kõrge dielektriline konstant, mis tõenäoliselt võimaldab füüsilise suuruse vähenemist. Kiibiantenni eeliseks on väiksem jalajälg kulude arvelt. Signaali tugevuse katseid korrati keraamilise kiibiantenniga moodulil, andes pildil tulemused. Kiibiantenn püüab saavutada signaalitugevust, mis on suurem kui 30, võrreldes PCB disainiga 35 -ga. Võib -olla on suurus ikkagi oluline? Mooduli paigaldamine kiibiga ülaosale tagab parima ülekande. Kuid katses B, kus plaat on horisontaalselt paigaldatud, on teatud positsioonides palju varjestust plaadi teiste komponentide eest. Lõpuks on testis C positsioone, kus kiibil on selge tee ruuterini ja muul ajal, kui muud plaadi komponendid takistavad.

6. samm: Omni suunaantenni tulemused

Keraamilise kiibi moodulil oli võimalus ühendada väline antenn IPX -pistiku kaudu. Enne pistiku kasutamist tuleb liigutada link, et vahetada signaalitee kiibilt IPX -pesasse. See osutus üsna lihtsaks, hoides linki pintsettidega ja kuumutades seejärel linki jootekolbiga. Kui joodis on sulanud, saab lingi eemaldada ja asetada uude asendisse. Teine jootekolbiga jootmine lingi tagasi uude asendisse. Omni antenni testimine oli veidi erinev. Esmalt testiti antenni, pöörates seda horisontaalselt. Seejärel klõpsati antenni 45 -kraadisesse asendisse ja testiti. Lõpuks tehti joonistus vertikaalse antenniga. Üllataval kombel oli halvem positsioon antenni vertikaalne asend, eriti kuna ruuteri antennid olid vertikaalsed ja sarnasel tasapinnal. Parimad positsioonid olid antenniga horisontaalse ja 45 kraadi vahel, pöörlemisnurgaga umbes 120 kraadi. Nendes tingimustes jõudis signaali tugevus 40 -ni, mis on märkimisväärne paranemine võrreldes algse kiibiantenniga. Joonised näitavad vaid vähimatki sarnasust nende kaunilt sümmeetriliste sõõrikudiagrammidega, mis on näidatud antennide õpikutes. Tegelikkuses mõjutavad signaali tugevust paljud muud teadaolevad ja tundmatud tegurid, mistõttu eksperimentaalne mõõtmine on parim viis süsteemi testimiseks.

Samm: optimaalne antenn

Viimase testina seati omni suunaantenn 45 kraadi kõrgeima signaalitugevuse asendisse. Seekord antenni ei pööratud, vaid jäeti 30 minutiks andmekogusse, et anda aimu mõõtmisvariatsioonist. Graafik näitab, et mõõtmine on stabiilne +/- 2 RSSI ühiku piires. Kõik need tulemused võeti elektriliselt hõivatud leibkonnas. DECT -telefone, mikrolaineahjusid ega muid WiFi- ja Bluetooth -seadmeid ei üritatud elektrimüra vähendamiseks välja lülitada. See on reaalne maailm… See juhend sisaldab juhiseid, kuidas mõõta ESP8266 ja sarnaste moodulite antennide tõhusust. Prinditud rajaantenn annab kiibiantenniga võrreldes parema signaalitugevuse. Oodatult annab aga parima tulemuse väline antenn.