TicTac Super Wifi -analysaattori, ESP-12, ESP8266: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tämä projekti perustuu alkuperäiseen kuunpolttokoodiin ja käsitykseen käyttää TicTac -laatikkoa kotelona.

Kuitenkin painikkeiden käyttäminen lukemien aloittamiseen käyttää TFT SPI -näytön mukana tulevaa kosketuspaneelia. Koodia on muutettu LED -taustavalon parempaa hallintaa ja näytön siirtämistä lepotilaan (koska näyttömoduulin on pysyttävä kosketuspiirin päällä). Yksikön virta unessa on riittävän alhainen, jotta 1000 mAh: n lipo kestää useita vuosia. Siellä on myös akun lataus ja matalajännitesuoja.

Katso viimeisestä vaiheesta video sen toiminnasta.

Osat:

• 48 g TicTac -laatikko
• ESP12 (mieluiten ESP-12F)
• 2,4 tuuman SPI TFT -näyttö
• Lipo -latausmoduuli
• PNP -transistori
• 3.3v alhainen lepovirta, jännitesäädin
• Liittyvät vastukset ja kondensaattorit (lisätietoja myöhemmin)

Vaihe 1: Kehitys

Ajattelin hahmotella tämän projektin kehityspolun. Voit ohittaa tämän osion, jos haluat päästä suoraan tekemään tämän.

Tämä on yksi ensimmäisistä ESP8266 -projekteistani. Otin käyttöön siistin ajatuksen käyttää TicTac -laatikkoa Wifi -analysaattorin kotelona ja päätin tehdä sellaisen. Kiitos: Kannettava WiFi-analysaattori. Päätin käyttää suurempaa 2,4 tuuman näyttöä - mukana tulee kosketusnäyttö ja piirilevy, jonka nastat on helpompi yhdistää.

Kun aloitin rakentamisen, tutkin järjestelyjä, joilla ESP12 -antenni olisi vapaa elektroniikasta. Ainoa vaihtoehto oli, että se oli korkin sisällä. Halusin myös latausmoduulin annostelijan alle. Kysymys oli sitten siitä, mistä "päällä -painike" sijaitsee? En halunnut tehdä reikää kotelon takaosaan. Yläkorkki olisi paras - mutta ei ole tilaa, jos minulla on kaksi moduulia siellä.

Tämä johti ajatukseen käyttää kosketuspaneelia virtapainikkeena. Huomasin, että yksi näytön liittimistä oli merkitty "T_IRQ" - se näytti rohkaisevalta. Kosketussiru on XPT2046. Ja kyllä, ilokseni on automaattinen lepotila ja se laskee T_IRQ -arvon alhaiseksi, jos paneelia kosketetaan. Tämä on ihanteellinen painokytkimen vaihtamiseen, ja se voidaan yksinkertaisesti liittää ESP12 -nollauslaitteeseen.

Minun olisi pitänyt mainita, että koodi suorittaa useita wifi -verkkojen skannauksia ja poistaa sitten näytön virran ja asettaa ESP12: n syvään lepotilaan - joka herätetään nollaustulolla.

Joten kun tämä konsepti oli selvä, kytkin sen päälle käyttäen NodeMcu - ja se ei toiminut! Töitä oli siis vähän enemmän. Olin myös tietoinen siitä, että en voinut tarkistaa univirtaa NodeMcu: lla sisäisen USB-sirun ja korkean lepovirran jännitesäätimen vuoksi. Halusin myös järjestelmän ESP12: n helppoon ohjelmointiin. Tämä johti siihen, että tein ESP12 -murtokortin/kehitysjärjestelmän, joka voidaan ohjelmoida yhtä helposti kuin NodeMCU, mutta käyttämällä FTDI -ohjelmoijaa. Tällä tavalla säädin ja USB -siru ovat erillään. Katso: ESP-12E ja ESP-12F ohjelmointi- ja katkaisulauta

Sitten johdotin sen käyttämällä uutta levyäni, jolla oli ESP-12F-ja se toimi. Ainoa muutos, jonka olin tehnyt, oli oikosulkea näyttömoduulin jännitesäädin, joten kaikki käytettiin 3,3 voltilla. Aloin tehdä koodimoodejani, erityisesti koodia näytön sirun (ILI9341) asettamiseksi lepotilaan, koska tämä ja kosketusnäytön siru tarvitsevat virran (lepotilassa), kun ESP -moduuli on myös lepotilassa. Sitten tarkistin univirran. Tämä oli 90 uA. Joten 1000 mAh akku kestää vuoden. Hyvä alku.

Sitten irrotin näyttömoduulin jännitesäätimen. Olisi riittänyt vain nostaa maadoitustappi. Nyt järjestelmän lepovirta oli 32uA. Minun piti vielä lisätä 3,3 voltin säädin, mutta tiesin sellaisen, jolla oli vain 2uA lepovirta. Joten nyt katsomme 3 vuoden akunkestoa!

Halusin myös asentaa komponentit mahdollisimman paljon piirilevylle, jotta johdotus olisi siistimpi. Joten tässä vaiheessa lähdin eteenpäin piirilevyn suunnittelusta yksikölle. Olisin halunnut muodostaa yhteyden suoraan näyttömoduulin nastoihin. Tämä oli melko vaikeaa, joten valitsin kovan johdon PCB: stä näyttömoduuliin.

Työskentelin hieman enemmän koodin kanssa. Lisäsin unilmoituksen - täytin näytön mustalla ja tulostin ZZZ: n ennen nukkumaanmenoa. Viivästytin myös LED -taustavalon sytyttämistä, kunnes näyttö oli täynnä. Näin vältetään valkoinen salama alkuperäisen koodin alussa. Tein samanlaisia modeja lopussa sammuttamalla LEDit ennen näytön nukkumista.

Saatat ihmetellä kuinka mitata uA. Helvetin helppoa! Aseta 1k: n vastus sarjaan positiivisen virtajohdon kanssa. Oikosulje tämä hyppyjohdolla, jotta järjestelmä voi toimia. Sitten, kun se on lepotilassa, irrota hyppyjohdin ja mittaa jännitehäviö vastuksessa. 1k vastuksella 100mv tarkoittaa 100uA. Jos jännitehäviö on liian suuri, käytän pienempää vastusta. Olen käyttänyt tätä menetelmää yhden luvun nA mittaamiseen käyttäen 1 metrin vastusta muissa järjestelmissä, joissa on todella alhaiset univirrat.

Vaihe 2: Rakentaminen

PCB tai kova lanka?

Tässä rakentamani yksikkö käyttää piirilevyä ESP12F- ja latausmoduulien sekä jännitesäätimen ja PNP-transistorin sekä niihin liittyvien kondensaattoreiden ja vetovastusvasteiden pitämiseen. Tämä on siistein reitti, mutta vaatii PCB -etsaus- ja SMD -juotoslaitteita. Järjestelmä voitaisiin kuitenkin valmistaa kytkemällä moduulit suoraan ja asettamalla jännitesäädin ja PNP -transistori nauhalevyn päälle - kuten tehtiin aiemmassa TicTac -projektissa (linkitetty aiemmin).

Jos päätät käyttää PCB -vaihtoehtoa, saatat haluta tehdä myös ESP12 -ohjelmointikorttini, varsinkin jos aiot tehdä enemmän projekteja ESP12 -levyillä.

Osaluettelo:

• 49 g TicTac -laatikko
• ESP-12F (tai ESP-12E) Huomaa, että ESP-12F: llä on parempi kantama, muuten sama kuin ESP-12E
• 2,4 tuuman SPI TFT -näyttö ILI9341 -ohjaimella ja koskettamalla esim. TJCTW24024-SPI
• Laturimoduuli - katso kuva
• 2 mm nastanauha (valinnainen, mutta kannattaa käyttää)
• PNP -transistori SOT23 -muodossa. Käytin BCW30: ta, mutta minkä tahansa muun, jonka kapasiteetti on yli 100 mA ja DC -vahvistus> 200, pitäisi olla kunnossa.
• 3v3 250 mA (min) säädin SOT23 -muodossa. Käytin Microchip MCP1703T-33002E/CB -laitetta. Muut toimivat, mutta tarkistavat lepovirtansa. (ehdottaa alle 30uA).
• Vastukset (kaikki 0805 koko)
• 10k 4off
• 3k3 1 pois
• Kondensaattorit (kaikki 0805 koko)
• 2n2 2 pois päältä
• 0,1 u 1 pois päältä
• Piirilevy WiFiAnalyserArtwork.docx -tiedostona liitteenä.
• Yksisoluinen LiPo -akku. Kapasiteetti 400-1000 mAh - se sopii koteloon. 400 mAh riittää.

Muille kuin PCB-vaihtoehdoille käytä lyijyakvivalentteja, vastukset ¼W ja sitä suurempia ovat sopivia ja kondensaattorit, joiden käyttöjännite on 5v tai enemmän.

Kun teet piirilevyä - poraa reiät 0,8 mm: iin. Jos sinulla on innokas silmä - ESP12 2 mm: n nastojen reiät voivat olla 0,7 mm paremman tuen saamiseksi.

Komponenttien sijoitus:

Kun asennat piirilevyä, tee ensin vastukset ja kondensaattorit, sitten säädin ja PNP-transistori, sitten latausmoduuli ja ESP12: n nastanauha. En juottanut ESP12: ta paikalleen, koska se on tarpeeksi lujasti painettuna tapin nauhaan, ja se on helpompi ohjelmoida uudelleen levyltä. Huomaat, että piirilevyssä on liittimet TX, RX, GPIO 0, Reset ja maadoitus, jos haluat koskaan ohjelmoida uudelleen paikan päällä. Huomaa, että GPIO: n laskemiseen tarvitaan painike. Palautus voidaan vetää alhaiseksi koskettamalla näyttöä. Painiketta voidaan käyttää, mutta vain, jos näytön T_IRQ johto on irrotettu.

Vaihe 3: Johdotus

Ennen kuin kytket näytön piirilevyyn, irrota säädin i1 ja aseta J1: lle juotoskärki, joka korvaa sen. Jälkeenpäin sen pitäisi näyttää tältä:

Poista sitten tapin nauha tai katkaise tapit lyhyiksi. Paras tapa irrottaa tappi on yksi tappi kerrallaan. Levitä juotin toiselle puolelle ja vedä tapista pihdeillä toisella puolella.

Johdotus voi nyt alkaa, liittämällä nauhakaapelin näyttöön. Leikkaa noin 7-8 cm pitkä PC-nauhakaapeli ja valitse 10 tapaa. Leikkaa 9 reittiä taaksepäin 10 mm ja jätä yksi pidempi reuna T-IRQ-tapille. Loput voidaan sitten levittää sinne, missä ne juotetaan ja leikataan hiukan enemmän tarvittaessa.

Laitoin ja juotin yhden johdon kerrallaan alkaen VCC: stä.

Aseta piirilevy paikkaan, johon sen on oltava suhteessa näyttöön. Leikkaa sitten yksi kerrallaan johdot vähintään 5 mm pidemmäksi kuin on tarpeen ja irrota 2 mm eristys, tinaa pää ja juote paikoilleen. Johdon reititys tapahtuu seuraavasti (lasketaan nastanumerot VCC: stä):

Näyttö	PCB	Kommentti
1	1	VCC
2	8	GND
3	9	CS
4	5	PALAUTA
5	7	DC
6	2	SDI (MOSI)
7	4	SCK
8	10	LED
9	3	SDO (MISO)
10	6	T_IRQ

Nyt ei muuta kuin liittämään akku ja ohjelmoimaan ESP12. Jos ohjelmoit paikan päällä, kytke akku nyt. Jos ohjelmoit kortin pois, kytke akku myöhemmin.

Vaihe 4: Ohjelmointi

Lataa liitteenä oleva koodi ESP8266WiFiAnalMod.ino, luo kansio nimeltä ESP8266WiFiAnalMod Arduino -luonnoskansioosi ja siirrä tiedosto tähän.

Käynnistä Arduino IDE (lataa ja asenna tarvittaessa Arduino.cc -sivustosta) ja lisää ESP -kortin tiedot, jos sinulla ei ole niitä (katso: Sparkfun).

Lataa koodi (Tiedosto> Luonnoskirja>… ESP8266WiFiAnalMod).

Aseta sitten ohjelmointitiedot (Työkalut):

Valitse levy: Yleinen ESP8266 -moduuli

Katso muut asetukset alla. Valitse Reset method: “nodemcu”, jos käytät ohjelmoijaa, jossa on nollaus ja GPIO0. Muussa tapauksessa aseta "ck", jos ohjelmoit paikan päällä tai suoraan liittämällä USB-sarjamuuntimeen.

Portin numero on todennäköisesti erilainen.

Jos haluat ohjelmoida paikan päällä, sinun on juotettava johdot kytkimeen GPIO 0: n laskemiseksi alhaiseksi ja muodostettava yhteys Tx- ja Rx-liittimiin-katso alla:

Helpompi vaihtoehto on käyttää ohjelmointikorttia: ESP-12E ja ESP-12F Programming and Breakout Board

Jos ohjelmoit paikan päällä, kytke alla kuvatulla tavalla. Huomaa, jos näyttö on kytketty. Palautus voidaan aktivoida kosketusnäytöllä. Virtaa tarvitaan kortille, parhaiten käyttämällä 3,7 V: n liitäntöjä OUT+ ja OUT-nastoihin. Jos käytät akkua, laturi on nollattava kytkemällä lyhyesti USB -johto.

Jos asetat ohjelmointitilan manuaalisesti, vedä nollaus alhaalle (kosketusnäyttö), vedä GPIO 0 alhaiseksi ja vapauta nollataso nollatessasi. Napsauta nyt latauspainiketta. Ohjelmoinnin pitäisi jatkua.

Jos käytät ohjelmointi- ja katkaisukorttia, liitä vain FTDI USB -sarjamuunnin, kytke 3,3 voltin virta ohjelmointikorttiin ja napsauta lataa.

Vaihe 5: Lopullinen kokoonpano ja testaus

Nyt on hyvä aika tehdä alustava testi. Jos ESP12 ohjelmoitiin paikan päällä, sen pitäisi toimia - kosketa kevyesti näyttöä ja sen pitäisi käynnistyä. Jos laite on ohjelmoitu pois - aseta ESP12 ja kytke akku verkkoon, ja sen pitäisi toimia.

Irrotin akun lopullisen kokoonpanon läpi osittain mukavuuden vuoksi ja osittain tahattoman oikosulun välttämiseksi.

Näyttö tulee siististi korkin ja kotelon pohjan väliin. Pohjan kohotettu osa pitää näytön siististi laatikon puolella.

Piirilevy on kiinnitettävä näyttökorttiin, jotta se mahtuu korkin sisään ja esittää USB -latausliitännän. Kun vaadittu suhde levyjen asentojen välillä näkyy, aseta kaksipuolinen teippi (1 mm paksu tyyppi) molempiin levyihin. Tämä antaa 2 mm: n välyksen, jonka pitäisi välttää sähkökontaktit. Laitoin varmuuden vuoksi eristävän teipin, joka peitti näytön elektroniikan:

Seuraavaksi meidän on otettava noin 2 mm pois yläkorkista. Sovitin tämän tiukasti näyttöön ja leikattiin ylimääräisiä osia kosketusnäytön nauhakaapelille ja näytön muovikiinnikkeelle. Katso alempaa:

Lopuksi meidän on asetettava akku paikalleen ja pidettävä sitä näytöllä laatikon puolella. Käytin vanhaa polystyreenivaahtoa ja leikkasin ja hioin sen tarvittavaksi paksuudeksi. Kiinnitin tämän näytön piirilevyyn ohuella kaksipuolisella teipillä ja käytin paria pienempää teippiä estämään akun liukumisen.

Kun olet yhdistänyt kaiken ja huomaat, ettei mitään tapahdu, älä huoli (vielä). Latausmoduulin akun suojapiiri on nollattava. Tämä tehdään liittämällä se mikro -USB -johdon kautta 5 voltin virtalähteeseen. Muutama sekunti riittää.

Ja nyt sinulla on hyödyllinen laite, joka näyttää ESP8266 -järjestelmien tehon, ja minun tapauksessani sain minut vaihtamaan WiFi -kanavani, koska se havaitsi viisi muuta samaa!

Toivottavasti pidät tästä ihanasta projektista.

Mike