Baterija maitinamas ESP IoT: 10 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šiose instrukcijose parodyta, kaip pagal ankstesnių instrukcijų dizainą padaryti ESP IoT akumuliatoriaus pagrindą.

1 žingsnis: energijos taupymo dizainas

Energijos suvartojimas kelia didelį susirūpinimą baterijomis maitinamam IoT įrenginiui. Siekiant visiškai išvengti ilgalaikio energijos suvartojimo (kelių mA) nuo nereikalingo komponento, kai jis veikia, šis dizainas atsieja visas tas dalis ir pereina prie kūrimo doko.

Plėtros dokas

Jį sudaro:

1. USB į TTL lustas
2. RTS/DTR į EN/FLASH signalo konvertavimo grandinė
3. Lipo įkrovimo modulis

Plėtros dokas reikalingas tik kuriant ir visada jungiantis prie kompiuterio, todėl dydis ir nešiojamasis kompiuteris nėra didelis rūpestis. Norėčiau tai padaryti įmantresniu metodu.

„IoT“įrenginys

Jį sudaro:

1. ESP32 modulis
2. Lipo baterija
3. 3v3 LDO grandinė
4. Maitinimo jungiklis (neprivaloma)
5. LCD modulis (neprivaloma)
6. LCD maitinimo valdymo grandinė (neprivaloma)
7. mygtukas pabusti iš gilaus miego (neprivaloma)
8. kiti jutikliai (neprivaloma)

Antrasis su baterijomis maitinamo daiktų interneto įrenginio rūpestis yra kompaktiškas ir kartais taip pat susijęs su perkeliamumu, todėl pabandysiu gaminti mažesnius komponentus (SMD). Tuo pačiu metu pridėsiu skystųjų kristalų ekraną, kad jis taptų įmantresnis. Skystųjų kristalų ekranas taip pat gali parodyti, kaip sumažinti energijos suvartojimą gilaus miego metu.

2 žingsnis: Paruošimas

Plėtros dokas

• USB į TTL modulis (sugedę RTS ir DTR kaiščiai)
• Maži akrilo plokštės gabalai
• 6 kaiščių vyriška antraštė
• 7 kaiščiai su apvalia patine
• 2 NPN tranzistoriai (šį kartą naudoju S8050)
• 2 rezistoriai (~ 12-20k turėtų būti gerai)
• Lipo įkroviklio modulis
• Kai kurie duonos lentos laidai

„IoT“įrenginys

• 7 kaiščiai su apvalia moteriška antgale
• ESP32 modulis
• 3v3 LDO reguliatorius (šį kartą naudoju HT7333A)
• SMD kondensatoriai galios stabilumui užtikrinti (tai priklauso nuo prietaiso didžiausios srovės, šiuo metu naudoju 1 x 10 uF ir 3 x 100 uF)
• Maitinimo jungiklis
• ESP32_TFT_Bibliotekos palaikomas skystųjų kristalų ekranas (šį kartą naudoju JLX320-00202)
• SMD PNP tranzistorius (šį kartą naudoju S8550)
• SMD rezistoriai (2 x 10 K omų)
• Lipo baterija (šį kartą naudoju 303040 500 mAh)
• Paspauskite mygtuką, kad suaktyvintumėte žadintuvą
• Kai kurios varinės juostos
• Kai kurie padengti variniai laidai

3 žingsnis: išsiveržkite į RTS ir DTR

Dauguma USB į TTL modulių, palaikančių „Arduino“, turi DTR kaištį. Tačiau nėra per daug modulių, sugedusių RTS kaiščio.

Yra 2 būdai, kaip tai padaryti:

• Įsigykite USB į TTL modulius su RTS ir DTR išjungimo kaiščiais

• Jei atitiksite visus toliau nurodytus kriterijus, RTS kaištį galite išmušti patys, daugelyje žetonų RTS yra 2 kaištis (patvirtinkite du kartus naudodami duomenų lapą).

  1. jūs jau turite 6 kontaktų USB į TTL modulį („Arduino“)
  2. lustas yra SOP, bet ne QFN formos veiksnys
  3. jūs tikrai pasitikite savo litavimo įgūdžiais (prieš sėkmę išmušiau 2 modulius)

4 žingsnis: plėtros doko surinkimas

Vizualizuojamos grandinės kūrimas yra subjektyvus menas, daugiau informacijos rasite ankstesnėse instrukcijose.

Čia pateikiama ryšio santrauka:

TTL kaištis 1 (5V) -> doko kaištis 1 (Vcc)

-> Lipo įkroviklio modulis Vcc kaištis TTL kaištis 2 (GND) -> doko kaištis 2 (GND) -> Lipo įkroviklio modulis GND kaištis TTL kaištis 3 (Rx) -> doko kaištis 3 (Tx) TTL kaištis 4 (Tx) -> Doko kaištis 4 (Rx) TTL kaištis 5 (RTS) -> NPN tranzistorius 1 Skleidėjas -> 15 K omų rezistorius -> NPN tranzistorius 2 Bazė TTL kaištis 6 (DTR) -> NPN tranzistorius 2 Skleidėjas -> 15 K omų rezistorius -> NPN tranzistorius 1 bazinis NPN tranzistorius 1 kolektorius -> doko kaištis 5 (programa)

5 žingsnis: pasirinktinai: „Breadboard“prototipų kūrimas

Lituoti IoT įrenginio dalyje yra šiek tiek sunku, tačiau tai nėra būtina. Remdamiesi tuo pačiu grandinės dizainu, galite tiesiog naudoti duonos lentą ir tam tikrą laidą, kad sukurtumėte savo prototipą.

Pridedama nuotrauka yra mano prototipo testas su „Arduino Blink“testu.

6 žingsnis: „IoT“įrenginio surinkimas

Dėl kompaktiško dydžio renkuosi daug SMD komponentų. Galite paprasčiausiai perjungti juos į duonos plokštėje pritaikytus komponentus, kad būtų lengviau sukurti prototipą.

Čia pateikiama ryšio santrauka:

Stovo kaištis 1 (Vcc) -> Maitinimo jungiklis -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO reguliatorius Vin doko kaištis 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO reguliatorius GND -> kondensatorius (-ai) -ve -> ESP32 GND doko kaištis 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) dokas 4 kaištis (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) doko kaištis 5 (programa) -> ESP32 GPIO 0 doko kaištis 6 (RST) -> ESP32 „ChipPU“(EN) doko kaištis 7 (baterija +ve) -> lipo +ve 3v3 LDO reguliatoriaus vožtuvas -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm rezistorius -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP tranzistorius Emittor ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm rezistorius -> PNP tranzistorius 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 tranzistorių kolektorius -> LCD Vcc -> LED

7 žingsnis: energijos naudojimas

Koks yra tikrasis šio daiktų interneto įrenginio energijos suvartojimas? Išmatuokime su mano galios matuokliu.

• Visi įjungti komponentai (procesorius, WiFi, LCD), gali naudoti apie 140 - 180 mA
• Išjungtas „WiFi“, toliau rodyti nuotrauką LCD ekrane, ji naudoja apie 70–80 mA
• Išjungtas skystųjų kristalų ekranas, ESP32 užmiega, jis naudoja apie 0,00–0,10 mA

8 žingsnis: laimingas tobulėjimas

Atėjo laikas sukurti savo baterijomis varomą daiktų interneto įrenginį!

Jei negalite laukti kodavimo, galite pabandyti kompiliuoti ir atnaujinti ankstesnį projekto šaltinį:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Arba, jei norite paragauti išjungimo funkcijos, išbandykite kitą mano projekto šaltinį:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

9 žingsnis: kas toliau?

Kaip minėta ankstesniame žingsnyje, kitas mano projektas yra ESP32 nuotraukų albumas. Jis gali atsisiųsti naujų nuotraukų, jei prijungtas „WiFi“, ir išsaugoti blykstėje, kad visada galėčiau peržiūrėti naują nuotrauką kelyje.

10 veiksmas: pasirinktinai: 3D spausdintas dėklas

Jei turite 3D spausdintuvą, galite atsispausdinti savo daiktų interneto įrenginio dėklą. Arba galite įdėti jį į skaidrią saldžią dėžutę, kaip ir mano ankstesnį projektą.