TicTac Super Wifi Analyzer, ESP-12, ESP8266: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

Αυτό το έργο βασίζεται στον αρχικό κώδικα της σελήνης και στην ιδέα της χρήσης ενός κουτιού TicTac ως περιβλήματος.

Ωστόσο, αντί να χρησιμοποιήσετε ένα κουμπί για να ξεκινήσετε τις ενδείξεις, αυτό χρησιμοποιεί την οθόνη αφής που συνοδεύεται από οθόνη TFT SPI. Ο κωδικός έχει τροποποιηθεί για καλύτερο έλεγχο του οπίσθιου φωτισμού LED και για να θέσει την οθόνη σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας (καθώς η μονάδα οθόνης πρέπει να παραμένει σε λειτουργία για το τσιπ αφής). Η μονάδα ρεύματος στον ύπνο είναι αρκετά χαμηλή για να διαρκέσει λίγα χρόνια ένα λιπώδες 1000mah. Υπάρχει επίσης φόρτιση μπαταρίας και προστασία χαμηλής τάσης.

Δείτε το τελευταίο βήμα για ένα βίντεο που λειτουργεί.

Μέρη:

• 48g κουτί TicTac
• ESP12 (κατά προτίμηση ESP-12F)
• Οθόνη 2,4 "SPI TFT
• Μονάδα φόρτισης Lipo
• Τρανζίστορ PNP
• 3.3v χαμηλό ρεύμα ηρεμίας, ρυθμιστής τάσης
• Συνδεδεμένες αντιστάσεις και πυκνωτές (λεπτομέρειες αργότερα)

Βήμα 1: Ανάπτυξη

Σκέφτηκα ότι θα σκιαγραφήσω την πορεία ανάπτυξης για αυτό το έργο. Μπορείτε να παραλείψετε αυτήν την ενότητα εάν θέλετε να ξεκινήσετε αμέσως.

Αυτό είναι ένα από τα πρώτα μου έργα ESP8266. Πήρα την τακτοποιημένη ιδέα της χρήσης ενός κουτιού TicTac ως περιβλήματος για τον αναλυτή Wifi και αποφάσισα να το φτιάξω. Σας ευχαριστούμε: Φορητός-WiFi-Αναλυτής. Αποφάσισα να χρησιμοποιήσω μια μεγαλύτερη οθόνη 2,4 ιντσών - που συνοδεύτηκε από μια οθόνη αφής και σε ένα PCB με ακίδες που θα ήταν ευκολότερο να συνδεθείτε.

Όταν ξεκίνησα την κατασκευή, διερεύνησα ρυθμίσεις που θα είχαν την κεραία ESP12 μακριά από τα ηλεκτρονικά. Η μόνη επιλογή ήταν να είναι μέσα στο καπάκι. Iθελα επίσης τη μονάδα φορτιστή κάτω από το διανομέα. Το ερώτημα ήταν τότε πού να εντοπίσετε το κουμπί "on"; Δεν ήθελα να κάνω μια τρύπα στο πίσω μέρος της θήκης. Το επάνω καπάκι θα ήταν το καλύτερο - αλλά δεν υπάρχει χώρος αν έχω τις δύο ενότητες εκεί.

Αυτό οδήγησε στην ιδέα της χρήσης της οθόνης αφής ως κουμπί ενεργοποίησης. Παρατήρησα ότι ένας από τους συνδετήρες της οθόνης φέρει την ετικέτα "T_IRQ" - αυτό φαινόταν ενθαρρυντικό. Το τσιπ αφής είναι XPT2046. Και ναι, για τη χαρά μου είναι ότι έχει μια λειτουργία αυτόματης αναστολής λειτουργίας και χαμηλώνει το T_IRQ χαμηλά εάν αγγίξετε τον πίνακα. Αυτό είναι ιδανικό για αντικατάσταση του διακόπτη ώθησης και μπορεί απλά να συνδεθεί με την επαναφορά ESP12.

Θα έπρεπε να είχα αναφέρει ότι ο κώδικας εκτελεί αρκετές σαρώσεις για δίκτυα wifi και στη συνέχεια αφαιρεί την τροφοδοσία από την οθόνη και θέτει το ESP12 σε βαθύ ύπνο - αυτό ξυπνά με μια εισαγωγή επαναφοράς.

Έτσι, με αυτή την έννοια σαφή, το ένωσα, χρησιμοποιώντας ένα NodeMcu - και δεν λειτούργησε! Άρα, έπρεπε να κάνουμε λίγο περισσότερη δουλειά. Wasμουν επίσης συνειδητός ότι δεν μπορούσα να ελέγξω το ρεύμα ύπνου με το NodeMcu λόγω του ενσωματωμένου τσιπ USB και του ρυθμιστή τάσης υψηλής ηρεμίας ρεύματος. Wantedθελα επίσης ένα σύστημα για εύκολο προγραμματισμό των ESP12. Αυτό οδήγησε στο να φτιάξω έναν πίνακα/σύστημα ανάπτυξης ESP12 που θα μπορούσε να προγραμματιστεί τόσο εύκολα όσο το NodeMCU, αλλά χρησιμοποιώντας έναν προγραμματιστή FTDI. Με αυτόν τον τρόπο ο ρυθμιστής και το τσιπ USB είναι χωριστά. Δείτε: ESP-12E και ESP-12F Programming and Breakout Board

Στη συνέχεια, το συνδέω χρησιμοποιώντας τη νέα μου πλακέτα που κρατά ένα ESP-12F-και λειτούργησε. Η μόνη αλλαγή που είχα κάνει ήταν να κλείσω τον ρυθμιστή τάσης στη μονάδα οθόνης, έτσι ώστε όλα να κινούνται στα 3.3v. Ξεκίνησα να κάνω τις λειτουργίες κώδικα, ιδιαίτερα τον κωδικό για να θέσω το τσιπ οθόνης (ILI9341) σε κατάσταση αδράνειας, καθώς αυτό και το τσιπ της οθόνης αφής θα πρέπει να τροφοδοτούνται (σε κατάσταση αδράνειας) όταν η μονάδα ESP είναι επίσης σε κατάσταση αναστολής λειτουργίας. Στη συνέχεια, έλεγξα το ρεύμα ύπνου. Αυτό ήταν 90uA. Έτσι, μια μπαταρία 1000mah θα διαρκέσει ένα χρόνο. Καλή αρχή.

Στη συνέχεια, αφαίρεσα τον ρυθμιστή τάσης στη μονάδα οθόνης. Θα ήταν αρκετό να είχαμε μόλις σηκώσει τον πείρο γείωσης. Τώρα το ρεύμα ύπνου του συστήματος ήταν 32uA. Έπρεπε ακόμα να προσθέσω έναν ρυθμιστή 3.3v, αλλά ήξερα έναν με μόλις 2uA ρεύμα ηρεμίας. Έτσι, τώρα κοιτάμε τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας 3 ετών!

Wantedθελα επίσης να τοποθετήσω τα εξαρτήματα όσο το δυνατόν περισσότερο σε ένα PCB για να γίνει η καλωδίωση πιο καθαρή. Έτσι, σε αυτό το σημείο προχώρησα με ένα σχέδιο PCB για τη μονάδα. Θα ήθελα να είχα συνδεθεί απευθείας με τις καρφίτσες της μονάδας οθόνης. Αυτό θα ήταν αρκετά δύσκολο, οπότε επέλεξα να κάνω καλώδιο από το PCB στη μονάδα οθόνης.

Ασχολήθηκα λίγο περισσότερο με τον κώδικα. Πρόσθεσα μια ειδοποίηση ύπνου - γέμισα την οθόνη σε μαύρο χρώμα και εκτύπωσα ZZZ πριν κοιμηθώ. Καθυστέρησα επίσης την ενεργοποίηση του οπίσθιου φωτισμού LED μέχρι να γεμίσει η οθόνη. Αυτό αποφεύγει το λευκό φλας στην αρχή του αρχικού κώδικα. Έκανα παρόμοιες λειτουργίες στο τέλος απενεργοποιώντας τις λυχνίες LED πριν βάλω την οθόνη να κοιμηθεί.

Mightσως αναρωτιέστε πώς να μετρήσετε το uA. Νεκρά εύκολα! Βάλτε μια αντίσταση 1k σε σειρά με το καλώδιο θετικής ισχύος. Συντομεύστε αυτό με ένα καλώδιο βραχυκυκλωτήρα, ώστε το σύστημα να μπορεί να τρέξει. Στη συνέχεια, όταν είναι σε κατάσταση αδράνειας αφαιρέστε το καλώδιο βραχυκυκλωτήρα και μετρήστε την πτώση τάσης στην αντίσταση. Με 1k αντίσταση 100mv σημαίνει 100uA. Εάν η πτώση τάσης είναι πολύ μεγάλη, χρησιμοποιώ αντίσταση χαμηλότερης τιμής. Έχω χρησιμοποιήσει αυτήν τη μέθοδο για τη μέτρηση ενός αριθμού nA χρησιμοποιώντας μια αντίσταση 1m σε άλλα συστήματα με πραγματικά χαμηλά ρεύματα ύπνου.

Βήμα 2: Κατασκευή

PCB ή σκληρό σύρμα;

Η μονάδα που έφτιαξα εδώ χρησιμοποιεί ένα PCB για να συγκρατεί τις μονάδες ESP12F και φορτιστή και τον ρυθμιστή τάσης και το τρανζίστορ PNP και τους σχετικούς πυκνωτές και αντιστάσεις έλξης. Αυτή είναι η πιο προσεκτική διαδρομή, αλλά απαιτεί εξοπλισμό χάραξης PCB και συγκόλλησης SMD. Ωστόσο, το σύστημα θα μπορούσε να κατασκευαστεί με καλωδίωση των μονάδων απευθείας και τοποθέτηση του ρυθμιστή τάσης και του τρανζίστορ PNP σε ένα κομμάτι λωρίδας - όπως συνέβη στο προηγούμενο έργο TicTac (συνδεδεμένο νωρίτερα).

Εάν αποφασίσετε να πάτε με την επιλογή PCB, ίσως θελήσετε να φτιάξετε και τον πίνακα προγραμματισμού ESP12, ειδικά αν σκοπεύετε να κάνετε περισσότερα έργα με τους πίνακες ESP12.

Λίστα μερών:

• 49g κουτί TicTac
• ESP-12F (ή ESP-12E) Σημειώστε ότι το ESP-12F έχει καλύτερη εμβέλεια, διαφορετικά το ίδιο με το ESP-12E
• Οθόνη 2,4”SPI TFT με πρόγραμμα οδήγησης ILI9341 και αφής π.χ. TJCTW24024-SPI
• Ενότητα φορτιστή - δείτε τη φωτογραφία
• Λουρίδα 2mm (προαιρετικό αλλά αξίζει να χρησιμοποιήσετε)
• Τρανζίστορ PNP σε μορφή SOT23. Χρησιμοποίησα το BCW30 αλλά οποιοδήποτε άλλο με ικανότητα άνω των 100ma και κέρδος DC> 200 θα πρέπει να είναι εντάξει.
• Ρυθμιστής 3v3 250ma (min) σε μορφή SOT23. Χρησιμοποίησα Microchip MCP1703T-33002E/CB. Άλλοι θα δουλέψουν αλλά θα ελέγξουν το ηρεμιστικό ρεύμα τους. (προτείνετε λιγότερο από 30uA).
• Αντιστάσεις (μέγεθος 0805)
• 10k 4 off
• 3k3 1 έκπτωση
• Πυκνωτές (μέγεθος 0805)
• 2n2 2 έκπτωση
• Έκπτωση 0,1u 1
• Επισυνάπτεται το PCB ως αρχείο WiFiAnalyserArtwork.docx.
• Μπαταρία LiPo μονής κυψέλης. Χωρητικότητα 400-1000mahr - αυτό ταιριάζει στη θήκη. Το 400mahr είναι αρκετά μεγάλο.

Για την επιλογή χωρίς PCB χρησιμοποιήστε ισοδύναμα με μόλυβδο, οι αντιστάσεις ¼W και άνω είναι καλές και πυκνωτές με τάση λειτουργίας 5v ή μεγαλύτερη.

Κατά την κατασκευή του PCB - ανοίξτε τις οπές στα 0,8mm. Εάν έχετε έντονο μάτι - οι τρύπες ESP12 2 χιλιοστών μπορούν να είναι 0,7 mm για καλύτερη στήριξη.

Τοποθέτηση εξαρτήματος:

Κατά τη συναρμολόγηση του PCB κάντε πρώτα τις αντιστάσεις και τους πυκνωτές, στη συνέχεια το ρυθμιστή και το τρανζίστορ PNP, ακολουθούμενο από τη μονάδα φορτιστή και την ταινία ακίδων για το ESP12. Δεν κόλλησα το ESP12 στη θέση του καθώς είναι αρκετά σταθερό πιεσμένο πάνω στην ταινία και είναι ευκολότερο να ξαναπρογραμματίσω τον πίνακα. Θα παρατηρήσετε ότι το PCB διαθέτει υποδοχές για TX, RX, GPIO 0, Reset και γείωση, αν θέλετε να επαναπρογραμματίσετε επί τόπου. Λάβετε υπόψη ότι θα χρειαστεί ένα κουμπί για να χαμηλώσετε το GPIO. Η επαναφορά μπορεί να τραβηχτεί χαμηλά αγγίζοντας την οθόνη. Θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ένα κουμπί αλλά μόνο εάν το καλώδιο στην οθόνη T_IRQ είναι αποσυνδεδεμένο.

Βήμα 3: Καλωδίωση

Πριν συνδέσετε την οθόνη στην πλακέτα κυκλώματος, αφαιρέστε το ρυθμιστή i1 και τοποθετήστε ένα κομμάτι κόλλησης στο J1 που στη συνέχεια αντικαθιστά αυτό. Στη συνέχεια θα πρέπει να μοιάζει με:

Στη συνέχεια, είτε αφαιρέστε τη λωρίδα καρφίτσας είτε κόψτε τις καρφίτσες σύντομα. Ο καλύτερος τρόπος για να αφαιρέσετε την ταινία είναι ένας πείρος κάθε φορά. Εφαρμόστε ένα συγκολλητικό σίδερο στη μία πλευρά τραβώντας τον πείρο με πένσα από την άλλη.

Τώρα η καλωδίωση μπορεί να ξεκινήσει, ξεκινώντας με τη σύνδεση καλωδίου κορδέλας στην οθόνη. Κόψτε ένα καλώδιο κορδέλας PC μήκους 7-8 εκατοστών και επιλέξτε 10 τρόπους. Περικοπή 9 από τους τρόπους επιστροφής 10mm αφήνοντας ένα μεγαλύτερο σε μία άκρη για τον πείρο T-IRQ. Τα υπόλοιπα μπορούν στη συνέχεια να διασκορπιστούν στο σημείο που θα κολληθούν και να κοπούν λίγο περισσότερο όπου είναι απαραίτητο.

Τοποθέτησα και κόλλησα ένα μόλυβδο κάθε φορά ξεκινώντας από το VCC.

Τοποθετήστε το PCB εκεί που πρέπει να είναι σε σχέση με την οθόνη. Στη συνέχεια, ένα κάθε φορά, κόψτε τα καλώδια στα 5 mm ή περισσότερο από όσο απαιτείται και αφαιρέστε τη μόνωση 2 mm, τοποθετήστε το άκρο και κολλήστε στη θέση του. Η δρομολόγηση σύρματος γίνεται ως εξής (μετρώντας τους αριθμούς ακίδων από το VCC):

Απεικόνιση	PCB	Σχόλιο
1	1	VCC
2	8	GND
3	9	CS
4	5	ΕΠΑΝΑΦΟΡΑ
5	7	D/C
6	2	SDI (MOSI)
7	4	SCK
8	10	LED
9	3	SDO (MISO)
10	6	T_IRQ

Τώρα το μόνο που απομένει είναι να συνδέσετε την μπαταρία και να προγραμματίσετε το ESP12. Εάν προγραμματίζετε επί τόπου, συνδέστε την μπαταρία τώρα. Εάν προγραμματίζετε εκτός πλακέτας, συνδέστε τη μπαταρία μετά.

Βήμα 4: Προγραμματισμός

Κατεβάστε το συνημμένο αρχείο κωδικού ESP8266WiFiAnalMod.ino, δημιουργήστε ένα φάκελο που ονομάζεται «ESP8266WiFiAnalMod» στο φάκελο σκίτσων του Arduino και μετακινήστε το αρχείο σε αυτό.

Ξεκινήστε το Arduino IDE (κάντε λήψη και εγκαταστήστε από το Arduino.cc εάν είναι απαραίτητο) και προσθέστε τα στοιχεία της πλακέτας ESP εάν δεν τα έχετε (δείτε: Sparkfun).

Φορτώστε τον κωδικό (Αρχείο> Sketchbook>… ESP8266WiFiAnalMod).

Στη συνέχεια, ορίστε τις λεπτομέρειες προγραμματισμού (Εργαλεία):

Επιλογή πλακέτας: Γενική μονάδα ESP8266

Δείτε παρακάτω για τις υπόλοιπες ρυθμίσεις. Επιλέξτε Επαναφορά μεθόδου: "nodemcu" εάν χρησιμοποιείτε προγραμματιστή με την αυτοματοποιημένη μονάδα επαναφοράς και GPIO0. Διαφορετικά ορίζεται σε "ck" εάν προγραμματίζετε επί τόπου ή μέσω απευθείας σύνδεσης σε μετατροπέα USB σε σειριακό.

Ο αριθμός θύρας είναι πιθανό να είναι διαφορετικός.

Αν θέλετε να προγραμματίσετε επί τόπου, θα πρέπει να κολλήσετε καλώδια σε έναν διακόπτη για να τραβήξετε χαμηλά το GPIO 0 και να συνδεθείτε με τα Tx και Rx-δείτε παρακάτω:

Μια ευκολότερη επιλογή είναι να χρησιμοποιήσετε έναν πίνακα προγραμματισμού: ESP-12E και ESP-12F Programming and Breakout Board

Εάν προγραμματίζετε επί τόπου συνδεθείτε όπως παρακάτω. Σημειώστε εάν η οθόνη είναι συνδεδεμένη Η επαναφορά μπορεί να ενεργοποιηθεί από την οθόνη αφής, διαφορετικά απαιτείται αλλαγή από το Reset σε GND. Απαιτείται ρεύμα στον πίνακα, καλύτερα εφαρμόζοντας 3,7v στους ακροδέκτες OUT+ και OUT. Εάν χρησιμοποιείτε μπαταρία, ο φορτιστής πρέπει να επαναρυθμιστεί συνδέοντας σύντομα ένα καλώδιο USB.

Εάν ορίσετε χειροκίνητα τη λειτουργία προγραμματισμού, τραβήξτε χαμηλή επαναφορά (οθόνη αφής), τραβήξτε χαμηλά το GPIO 0 και ενώ χαμηλά αφήστε την επαναφορά. Τώρα κάντε κλικ στο κουμπί λήψης. Ο προγραμματισμός πρέπει να προχωρήσει.

Εάν χρησιμοποιείτε τον πίνακα προγραμματισμού και το ξεμπλοκάρισμα, απλά συνδέστε τον σειριακό μετατροπέα USB FTDI, εφαρμόστε τροφοδοσία 3.3v στον πίνακα προγραμματισμού και κάντε κλικ στη λήψη.

Βήμα 5: Τελική συναρμολόγηση και δοκιμή

Τώρα είναι μια καλή στιγμή για μια προκαταρκτική δοκιμή. Εάν το ESP12 ήταν προγραμματισμένο επί τόπου, θα έπρεπε να λειτουργεί - απλώς αγγίξτε ελαφρά την οθόνη και θα πρέπει να ξεκινήσει. Εάν έχετε προγραμματίσει τη μονάδα - τοποθετήστε το ESP12 και συνδέστε την μπαταρία και θα πρέπει να λειτουργεί.

Αποσύνδεσα την μπαταρία ενώ περνούσα από την τελευταία συναρμολόγηση εν μέρει για ευκολία και εν μέρει για να αποφύγω τυχόν ακούσιο βραχυκύκλωμα.

Η οθόνη θα τοποθετηθεί σωστά ανάμεσα στο καπάκι και το κάτω μέρος της θήκης. Το υπερυψωμένο τμήμα στη βάση συγκρατεί όμορφα την οθόνη στην πλευρά του κουτιού.

Η πλακέτα κυκλώματος πρέπει να στερεωθεί στην πλακέτα οθόνης για να χωρέσει τόσο στο εσωτερικό του πώματος όσο και να παρουσιάζει την υποδοχή φόρτισης USB. Όταν φανεί η απαιτούμενη σχέση μεταξύ των θέσεων του πίνακα, τοποθετήστε ταινία διπλής όψης (τύπου πάχους 1 mm) και στις δύο σανίδες. Αυτό θα δώσει μια απόσταση 2 mm που θα πρέπει να αποφεύγει οποιαδήποτε ηλεκτρική επαφή. Τοποθέτησα κάποια μονωτική ταινία που καλύπτει τα ηλεκτρονικά της οθόνης προληπτικά:

Στη συνέχεια, πρέπει να αφαιρέσουμε περίπου 2 mm από το επάνω καπάκι. Το έκανα μια άνετη εφαρμογή στην οθόνη με επιπλέον κομμάτια κομμένα για το καλώδιο κορδέλας οθόνης αφής και την πλαστική βάση της οθόνης. Δες παρακάτω:

Τέλος, πρέπει να τοποθετήσουμε την μπαταρία και να τη χρησιμοποιήσουμε για να κρατήσουμε την οθόνη από την πλευρά του κουτιού. Χρησιμοποίησα ένα παλιό κομμάτι αφρού πολυστυρολίου και το έκοψα και το τρίψα στο απαιτούμενο πάχος. Το κόλλησα στο PCB της οθόνης χρησιμοποιώντας λεπτή ταινία διπλής όψης και χρησιμοποίησα μερικά μικρότερα κομμάτια ταινιών για να σταματήσω την ολίσθηση της μπαταρίας.

Όταν τα συνδέσετε όλα και διαπιστώσετε ότι δεν συμβαίνει τίποτα, μην ανησυχείτε (ακόμα). Το κύκλωμα προστασίας της μπαταρίας στη μονάδα φορτιστή πρέπει να επαναρυθμιστεί. Αυτό γίνεται συνδέοντάς το μέσω καλωδίου micro USB σε τροφοδοσία 5v. Λίγα δευτερόλεπτα είναι αρκετά.

Και τώρα έχετε μια χρήσιμη συσκευή που δείχνει τη δύναμη των συστημάτων ESP8266 και στην περίπτωσή μου με οδήγησε να αλλάξω το κανάλι WiFi καθώς εντόπισε 5 άλλα στο ίδιο!

Ελπίζω να απολαύσετε αυτό το υπέροχο έργο.

Μικρόφωνο