Llamba Hënore IoT: 5 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Në këtë udhëzues unë tregoj se si të shndërroni një llambë të thjeshtë LED të mundësuar nga bateria në një pajisje IoT.

Ky projekt përfshin:

• bashkim;
• programimi ESP8266 me Arduino IDE;
• bërja e aplikacionit android me MIT App Inventor.

Objekti i interesit është kjo llambë në formë hëne që bleva nga gearbest. Por me të vërtetë ky udhëzues mund të përshtatet me çdo pajisje të tensionit të ulët DC (pajisjet e mundësuar nga AC kërkojnë qark shtesë).

Furnizimet

1. Smartphone Android (versionet android 7-9 të testuara).
2. Mjetet e saldimit.
3. Prototipizimi i PCB (protoboard).
4. Bordi ESP-12E (ose bordi tjetër me mikrokontrollues ESP8266).
5. Konvertues serial USB për programim.
6. Disa vlera të ndryshme të përbërësve pasivë (rezistorë dhe kondensatorë).

(Opsionale. Shihni seksionin "Blloko Diagramin")

1. 3.3V@500mA IC LDO.
2. 3.3V-5V bordi i konvertuesit të nivelit logjik.
3. Furnizimi me energji elektrike 5V DC.

Hapi 1: Ide

Llamba e Hënës mundësohet nga një qelizë Li-ION 18650 dhe ka 3 mënyra funksionimi:

• fikur;
• manual;
• auto

Në modalitetin manual, llamba kontrollohet me butonin shtypës, çdo shtyp ndryshon gjendjen e dritës LED (blu e ndezur, portokalli e ndezur, e ndezur, e fikur), intensiteti i dritës ndryshon ndërsa mbani shtypur butonin. Në modalitetin automatik, gjendja e dritës LED ndryshon duke trokitur ose shkundur vetë llambën.

Vendosa të shtoj ESP8266 për të vepruar si një server në internet i cili dëgjon kërkesat dhe në përputhje me rrethanat simulon shtypjet e butonave. Unë nuk doja të prishja funksionimin origjinal të llambës, thjesht doja të shtoja veçori shtesë të kontrollit mbi WiFi, kështu që zgjodha ESP për të simuluar shtypjet e butonave në vend që të kontrollonte drejtpërdrejt LED -të. Gjithashtu kjo më lejoi të ndërveproja minimalisht me qarkun origjinal.

Kur u përfundua prototipi, ai doli 80mA constantly vazhdimisht nga bateria në gjendje të fikur (m 400mA në shkëlqim të plotë). Rryma e gatishmërisë është e lartë sepse ESP8266 punon si server dhe është gjithmonë i lidhur me WiFi dhe dëgjon kërkesat. Bateria u shterua pas një dite e gjysmë vetëm në gjendje të fikur, kështu që më vonë vendosa të përdor portat e karikimit të llambave USB për të furnizuar të gjitha pajisjet elektronike nga furnizimi me energji të jashtme 5V dhe baterinë e hequr të gjitha së bashku (por kjo është opsionale).

Hapi 2: Blloko Diagramin

Në bllok -diagram mund të shihni se çfarë qarku do të shtohet dhe si do të modifikohet qarku ekzistues. Në rastin tim, unë hoqa plotësisht baterinë dhe shkurtova hyrjen IC të ngarkuesve të baterisë me dalje (përsëri, kjo është opsionale). Blloqet transparente në diagram tregojnë komponentët të cilët janë anashkaluar (megjithëse butoni i shtypjes ende punon siç ishte menduar fillimisht).

Sipas dokumentacionit ESP8266 toleron vetëm 3.3V, megjithatë ka shumë shembuj kur ESP8266 punon plotësisht mirë me 5V, kështu që konvertuesi i nivelit logjik dhe 3.3V LDO mund të lihen jashtë, megjithatë unë qëndrova me praktikën më të mirë dhe i shtova ato përbërës.

Kam përdorur 3 kunja I/O ESP8266 dhe kunj ADC. Një kunj dalës dixhital është për simulimin e shtypjeve të butonave, dy hyrje dixhitale është për të zbuluar se çfarë ngjyre janë LED -të (nga kjo mund të kuptojmë se në cilën gjendje është MCU dhe cila gjendje është pas shtypjes së butonit). Kodi ADC mat tensionin e hyrjes (përmes një ndarësi të tensionit), kështu mund të monitorojmë nivelin e mbetur të ngarkimit të baterisë.

Si furnizim me energji të jashtme, përdor ngarkuesin e vjetër të telefonit 5V@1A (mos përdorni ngarkues të shpejtë).

Hapi 3: Programimi

Me pak fjalë, programi funksionon kështu (për më shumë informacion shihni vetë kodin):

ESP8266 lidhet me pikën tuaj të hyrjes WiFi të cilat kredenciale duhet të futni në fillim të programimit të kodit paraprak, merr adresën IP nga serveri juaj DHCP i ruterave, për të gjetur IP -në që do t’ju nevojitet më vonë, mund të kontrolloni cilësimet DHCP të ndërfaqes në internet të ruterit ose të vendosni korrigjimin e flamurit në kodin në 1 dhe do të shihni se çfarë IP ESP mori në monitorin serik (duhet ta rezervoni atë IP në cilësimet e ruterit tuaj në mënyrë që ESP të marrë gjithmonë të njëjtën IP në nisje).

Kur inicohet MCU gjithmonë ekzekuton të njëjtën rutinë përgjithmonë:

1. Kontrolloni nëse jeni akoma i lidhur me AP, nëse jo provoni të lidheni përsëri deri në sukses.

2. Prisni që klienti të bëjë kërkesën HTTP. Kur ndodh kërkesa:

   1. Kontrolloni tensionin e hyrjes.
   2. Kontrolloni se në çfarë gjendje janë LED -të.
   3. Përputhni kërkesën HTTP me gjendjet e njohura LED (blu ndezur, portokalli të ndezur, të dyja të ndezura, të fikura).
   4. Simuloni aq shumë shtypje të butonave sa të jetë e nevojshme për të arritur gjendjen e kërkuar.

Unë do të përshkruaj shkurtimisht udhëzimet e programimit, nëse është hera juaj e parë që programoni ESP8266 MCU kërkoni udhëzime më të thella.

Ju do të keni nevojë për Arduino IDE dhe konvertuesin e ndërfaqes serike USB (për shembull FT232RL). Për të përgatitur IDE ndiqni këto udhëzime.

Ndiqni diagramin e qarkut për të lidhur modulin ESP-12E për programim. Disa keshilla:

• përdorni furnizimin me energji të jashtme 3.3V@500mA (në shumicën e rasteve furnizimi me energji serike USB nuk është i mjaftueshëm);
• kontrolloni nëse konvertuesi juaj serik USB është i pajtueshëm me nivelin logjik 3.3V;
• kontrolloni nëse drejtuesit e konvertuesit serial USB janë instaluar me sukses (nga menaxheri i pajisjes Windows) gjithashtu mund të kontrolloni nëse funksionon si duhet nga IDE, vetëm kunja të shkurtra RX dhe TX, sesa nga IDE zgjidhni portën COM, hapni monitorin serik dhe shkruani diçka, nëse të gjitha funksionojnë duhet të shihni tekstin që dërgoni duke u shfaqur në tastierë;
• për ndonjë arsye unë kam qenë në gjendje të programoj ESP vetëm kur lidha fillimisht konvertuesin serik USB në PC dhe më pas u mundësova në ESP nga burimi i jashtëm 3.3V;
• pasi programoni me sukses mos harroni të tërhiqni GPIO0 lart në nisjen tjetër.

Hapi 4: Skematike dhe Saldimi

Ndiqni skemën për të bashkuar të gjithë përbërësit në protoboard. Siç u përmend më parë, disa përbërës janë opsionalë. Kam përdorur KA78M33 3.3V LDO IC dhe këtë tabelë të konvertuesit të nivelit logjik nga sparkfun, përndryshe, ju mund ta bëni vetë konvertorin siç tregohet në skemën (mund të përdorni çdo mosfet N-channel në vend të BSS138). Në rast se nuk përdorni bateri Li-ION, rrjeti i energjisë +5V do të jetë terminal pozitiv i baterisë. Tensioni i referencës ESP8266 ADC është 1V, vlerat e mia të zgjedhura të ndarësit të rezistencës ju lejojnë të matni tensionin e hyrjes deri në 5.7V.

Duhet të ketë 5 lidhje me PCB -në e llambës origjinale: +5V (ose +Bateri), GND, butonin shtytës, sinjale PWM nga llambat MCU për kontrollin e LED -ve blu dhe portokalli. Nëse e ndizni llambën nga burimi 5V, siç bëra unë, ju do të dëshironi të shkurtoni karikuesit e baterisë IC VCC me kunj OUTPUT, në atë mënyrë të gjitha pajisjet elektronike do të mundësohen drejtpërdrejt nga +5V dhe jo nga dalja e ngarkuesit të baterisë.

Ndiqni imazhin e dytë për të gjitha pikat e lidhjes që do t'ju duhet të bëni në llambat PCB.

SHENIMET:

1. Nëse keni vendosur të shkurtoni +5V me daljen IC të ngarkuesit të baterisë, hiqeni plotësisht baterinë para se ta bëni këtë, nuk doni të lidhni +5V drejtpërdrejt me një bateri.
2. Kushtojini vëmendje cilës pin të butonit të shtytjes i lidhni daljen ESP, sepse 2 kunja të një butoni shtypi janë të lidhur me tokën dhe nuk doni të bëni qark të shkurtër kur dalja ESP shkon LART, më mirë kontrolloni dy herë me multimetër.

Hapi 5: Aplikacioni Android

Aplikacioni Android është bërë me shpikësin e aplikacionit MIT, për të shkarkuar një aplikacion dhe/ose klonuar projektin për veten tuaj, shkoni në këtë lidhje (do t'ju duhet llogari google për të hyrë në të).

Në nisjen e parë do t'ju duhet të hapni cilësimet dhe të futni adresën tuaj IP ESP8266. Ky IP do të ruhet, kështu që nuk ka nevojë ta futni përsëri pas rinisjes së programit.

Aplikacioni i testuar me disa pajisje android 9 dhe android 7.