DIY ESP32 Development Board - ESPer: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Πρόσφατα είχα διαβάσει για πολλά IoT (Internet of Things) και πιστέψτε με, δεν μπορούσα να περιμένω να δοκιμάσω μία από αυτές τις υπέροχες συσκευές, με τη δυνατότητα να συνδεθώ στο Διαδίκτυο, μόνος μου και να πιάσω τα χέρια μου στη δουλειά Το Ευτυχώς η ευκαιρία προέκυψε, χάρη στο DFRobot, και μου δόθηκε το ESP32, ένα ισχυρό, υβριδικό και ένα φοβερό module.

Αρχικά, ζήτησα σκόπιμα από την ομάδα του DFRobot να μου στείλει τη μονάδα ESP32 και όχι τον πίνακα ανάπτυξης, επειδή δεν μπορούσα να αφήσω τη συγκίνηση του επιδέξου σχεδιασμού και κατασκευής κυκλωμάτων να περάσει από τα χέρια μου. Και ως εκ τούτου, εδώ είμαστε, φτιάχνοντας τον δικό μας πίνακα ανάπτυξης για το ESP32.

Οι κύριοι στόχοι μου για αυτό το διοικητικό συμβούλιο ήταν οι εξής:

• Ο πίνακας ανάπτυξης πρέπει να είναι φιλικός προς το ψωμί.
• Πρέπει να διαθέτει διακόπτες αφής EN (Reset) και FLASH.
• Μονόπλευρη διάταξη PCB.

Επέλεξα μονόπλευρη διάταξη, επειδή δεν έχουν όλοι πρόσβαση σε PCB διπλής όψης, και εγώ είμαι ένας από αυτούς τους ανθρώπους.

Δεν υπάρχει ενσωματωμένο κύκλωμα επικοινωνίας UART

Αυτό ήταν αρκετά μια αντιστάθμιση επειδή η μονόπλευρη διάταξη μπορούσε να δώσει μόνο αρκετό χώρο. Επομένως, θα χρησιμοποιούμε εξωτερικά μετατροπείς USB σε TTL για να το αναβοσβήνουμε.

• Όπως και το Arduino, ήθελα να έχω ένα ενσωματωμένο LED για τη μείωση των επαναλαμβανόμενων καλωδίων LED.
• Συμπαγές, αλλά εύκολο στη συγκόλληση και κατασκευή.
• Λεπτομερής μεταξοτυπία.
• Χρησιμοποιήστε το μαξιλάρι συγκόλλησης GND στο ESP32 για καλύτερη απώλεια θερμότητας.

Ευτυχώς, μπόρεσα να εκπληρώσω όλους τους προαναφερθέντες στόχους αφού σχεδίασα διάφορες διατάξεις PCB. Τούτου λεχθέντος, ας προχωρήσουμε με το διδακτικό.

Βήμα 1: Συλλέξτε μερικά πράγματα

Για να φτιάξετε αυτόν τον πίνακα ανάπτυξης απαιτούνται μόνο τα βασικά άρθρα εάν εξαιρέσετε τις αντιστάσεις SMD και φυσικά το δικό μας ESP32.

Κύριες απαιτήσεις:

• Ενότητα ESP32
• Χαλκός επενδεδυμένος πίνακας

Πρέπει να έχετε τουλάχιστον 4cm*5cm μπλοκ από χαρτόνι.

• SMD Resistors:

  • 10k - 2 τεμάχια
  • 1k - 1 τεμάχιο
• LED 3mm (οποιοδήποτε χρώμα)
• Ανδρικές κεφαλίδες - 38 ακίδες
• Tactile Switch - 2 τεμάχια

Δευτερεύουσες απαιτήσεις:

Συγκολλητικό σίδερο

Χρησιμοποιώ το κιτ συγκόλλησης που παρέχεται από το DFRobot. Wasταν πολύ βολικό να γίνει αυτό διδακτικό. Για λεπτή συγκόλληση, έπρεπε να χρησιμοποιήσω μια πρόσθετη άκρη κόλλησης πετάλου.

Τρυπάνι PCB

Δεν έχετε ένα; Γιατί να μην δοκιμάσετε να το φτιάξετε μόνοι σας! Ιδού πώς

Χλωριούχος σίδηρος

Αυτό θα χρησιμοποιηθεί για σκοπούς χάραξης.

• Χαρτί λείανσης - Μηδενικός βαθμός
• Ρούχα σίδερο
• Οποιοδήποτε εργαλείο κοπής PCB
• Ταινία διπλής όψης
• Ένας μόνιμος δείκτης
• Ψαλίδι
• Ακετόνη

Wantedθελα να κάνω τα πράγματα καθαρά, αν δεν το κάνετε τότε μπορείτε απλά να το παραλείψετε.

Έχω επισυνάψει τα αρχεία του πίνακα του αετού για να σας δώσω ελευθερία τροποποίησης.

Αυτό είναι όλο για τις απαιτήσεις, αν έχετε όλα τα παραπάνω στοιχεία, προχωρήστε περαιτέρω.

Βήμα 2: Κατασκευή του PCB

Θα φτιάξω το PCB χρησιμοποιώντας τη διορθωτική μέθοδο μεταφοράς γραφίτη. Εκτυπώστε το συνημμένο PDF στο βήμα απαιτήσεων σε γυαλιστερό χαρτί, αυτό που αισθάνεται καλά να το αγγίξετε. Μόλις έχετε μια τραγανή εκτύπωση της διάταξης σε ένα (λευκό) γυαλιστερό χαρτί, τότε δεν υπάρχει τίποτα που να σας σταματά, επομένως ξεκινήστε με τη διαδικασία κατασκευής PCB.

Τονίζω ότι το γυαλιστερό χαρτί είναι λευκό γιατί αργότερα θα κόψουμε τη μεταξοτυπία από αυτό. Δεν έχω λευκό γυαλιστερό χαρτί, επομένως πήρα δύο εκτυπώσεις της ίδιας διάταξης.

Η διαδικασία κατασκευής PCB έχει καλυφθεί λεπτομερώς σε ένα άλλο από τα Εγχειρίδια μου.

Παρασκευή PCB στο σπίτι

Επισυνάπτω τις εικόνες για το πώς κατασκευάστηκε αυτό το PCB, παραπάνω.

Για διάτρηση, χρησιμοποιήστε τρυπάνια 1mm ή κάτω.

Βήμα 3: Συγκόλληση των εξαρτημάτων

Ξεκινήστε με συγκόλληση του ESP32 στο PCB. Ορισμένα πράγματα που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά τη συγκόλληση αυτής της προκλητικής, αλλά διασκεδαστικής ενότητας, αναφέρονται παρακάτω.

• Η ευθυγράμμιση της μονάδας με τα μαξιλάρια συγκόλλησης, το πρώτο βήμα, είναι το πιο κρίσιμο μέρος του συνόλου. Ανακατέψτε αυτό και θα υποφέρετε από GPIO που δεν λειτουργούν και ίσως ακόμη και από μια ενότητα που δεν λειτουργεί!
• Χρησιμοποιήστε μυτερά άκρα συγκόλλησης για να αποφύγετε την αποσυναρμολόγηση ιχνών ή μαξιλαριών συγκόλλησης λόγω υπερθέρμανσης.
• Κατά τη συγκόλληση της μονάδας ESP32, κολλήστε πρώτα τα διαγώνια μαξιλαράκια έτσι ώστε το τσιπ να μην χαλάσει την ευθυγράμμιση του.
• Συγκολλήστε το μαξιλάρι GND του ESP32 θερμαίνοντας τη συγκόλληση σε αυτό το μαξιλάρι μέσα από την οπή που έχει ανοίξει στο κέντρο. Αυτό θα θερμάνει τη συγκόλληση στο μαξιλάρι GND του ESP32 και θα το συγχωνεύσει με το μαξιλάρι GND στο PCB.

Μόλις τελειώσετε με αυτό, κολλήστε όλα τα εξαρτήματα ένα προς ένα στις αντίστοιχες θέσεις τους με αναφορά στις παραπάνω εικόνες. Η σωστή σειρά συγκόλλησης των εξαρτημάτων είναι:

1. ESP32
2. SMD Resistors
3. Απτικοί διακόπτες
4. LED
5. Άλτες
6. Αρσενικές κεφαλίδες

Οι άλτες είναι τρεις στον αριθμό. Στο στιγμιότυπο οθόνης της διάταξης αετών που αναρτήθηκε παραπάνω, τα μπλε σύρματα αντιπροσωπεύουν τους άλτες. Εδώ, τα εμαγιέ καλώδια έχουν χρησιμοποιηθεί ως άλτες. Κατά τη συγκόλληση των κεφαλίδων, η τοποθέτηση του ESPer σε σανίδες ψωμιού ευθυγραμμίζει τέλεια τις κεφαλίδες.

Αφού συγκολλήσετε όλα τα εξαρτήματα προσεκτικά και σωστά, καθαρίστε ολόκληρο το PCB χρησιμοποιώντας μια παλιά οδοντόβουρτσα (επίσης άχρηστη). Αυτό αφαιρεί όλη την περίσσεια ροής.

Βήμα 4: Επικόλληση της μεταξοτυπίας

Τώρα το ESPer είναι εντελώς λειτουργικό, αλλά εξακολουθεί να του λείπει κάτι, και αυτό είναι μια μεταξοτυπία. Η προσθήκη αυτής της μεταξοτυπίας θα μας απαλλάξει από τη συνεχή αναφορά σε pinouts. Για να το κολλήσω στον πίνακα, θα χρησιμοποιήσω ταινία διπλής όψης. Η μεταξοτυπία μπορεί να επιτευχθεί μέσω της διάταξης που εκτυπώθηκε νωρίτερα.

Εάν έχετε αμφιβολίες σχετικά με την εργασία ή την καλωδίωση, είναι η κατάλληλη στιγμή για να το ελέγξετε. Επειδή μετά από τα επόμενα βήματα, δεν θα μπορείτε να τροποποιήσετε τον πίνακα σας με οποιονδήποτε τρόπο. Προχωρήστε με προσοχή

Τώρα προχωρήστε με τη μεταξοτυπία κάνοντας τα εξής:

• Καλύψτε ολόκληρη την πλακέτα ESPer με κομμάτια ταινίας διπλής όψης, εκτός από το τμήμα ESP32.
• Στη συνέχεια, ευθυγραμμίστε τη μεταξοτυπία και επικολλήστε την προσεκτικά στην ταινία διπλής όψης.
• Μετά από αυτό, αφαιρέστε την ποσότητα χαρτιού πάνω από το ESP32 για να το εκθέσετε και γεμίστε τα αριστερά κενά με ζεστή κόλλα.

Αυτό είναι όλο για αυτό το βήμα.

Βήμα 5: Συγχαρητήρια

Έκαναν όλα τα προηγούμενα βήματα; Αν ναι, τότε συγχαρητήρια γιατί αυτό είναι όλο για αυτό το διδακτικό.

Τώρα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη μονάδα ESP32 όπως κάθε άλλη πλακέτα ανάπτυξης, συνδέοντάς την με οποιονδήποτε μετατροπέα USB σε TTL (ακόμη και το Arduino σας). Η καλωδίωση είναι απλή, απλώς τροφοδοτήστε το ESPer χρησιμοποιώντας τροφοδοτικό 3,3V και πραγματοποιήστε τις συνδέσεις UART (Rx, Tx). Όταν χρησιμοποιείτε το Arduino, γειώστε τον πείρο RESET για να τον χρησιμοποιήσετε ως μετατροπέα TTL. Θα καλύψω περισσότερα για το ESP32 χρησιμοποιώντας αυτόν τον πίνακα ανάπτυξης στα επερχόμενα Instructables.

Έχω δημιουργήσει ένα αποθετήριο GitHub για την αποθήκευση των αρχείων για αυτό το εκπαιδευτικό. Αυτός είναι ο σύνδεσμος αν σας ενδιαφέρει:

github.com/UtkarshVerma/ESPer/

Έχω ενσωματώσει ένα βίντεο που δείχνει το ESP32 να χειρίζεται τον κώδικα Blink που είχα αναβοσβήνει μέσω του λειτουργικού συστήματος Mongoose.

Έχω αφαιρέσει τη μεταξοτυπία μου επειδή έπρεπε να κάνω περαιτέρω βελτιώσεις για άλλα έργα.

Μπορείτε να κάνετε το ίδιο ακολουθώντας αυτό το Instructable που καλύπτει τον τρόπο χρήσης του ESP32 ως Arduino. Αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε το Mongoose OS, επισκεφτείτε αυτήν την ανάρτησή μου: Mongoose OS στο ESPer

Εν τω μεταξύ, θα ήθελα να ευχαριστήσω το DFRobot.com που μου έστειλε φοβερά πράγματα όπως το ESP32 και μου έδωσε την ευκαιρία να ασχοληθώ μαζί τους. Ούτε τα λόγια είναι αρκετά για να εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου.

Αυτό είναι για αυτό το διδακτικό. Αν έχετε οποιαδήποτε αμφιβολία, μη διστάσετε να σχολιάσετε. Μην ξεχάσετε να με ακολουθήσετε αν σας άρεσε αυτό το διδακτικό. Παρακαλώ με στηρίξτε ανοίγοντας ξανά τους συντομευμένους συνδέσμους δύο ή τρεις φορές. Μπορείτε επίσης να με υποστηρίξετε στο Patreon.

Συνεχίστε το Tinkering!

Με:

Utkarsh Verma

Χορηγείται από το DFRobot.com

Ευχαριστώ τον Ashish Choudhary που δάνεισε την κάμερα του.