ESP8266 Modeli i rrezatimit: 7 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:11

ESP8266 është një modul i njohur i mikrokontrolluesit sepse mund të lidhet me internetin përmes WiFi në bord. Kjo hap shumë mundësi për hobbyistin për të bërë pajisje të kontrolluara nga distanca dhe pajisje IoT me minimumin e pajisjeve shtesë. Në mënyrë të përshtatshme, shumica e moduleve përfshijnë një antenë, ose një qark të shtypur të përmbysur të tipit F ose një çip qeramik. Disa tabela madje lejojnë që një antenë e jashtme të lidhet për një distancë shtesë. Shumica prej nesh janë të njohur me veçoritë e radiove, TV apo edhe antenave të celularëve. Pas rregullimit të kujdesshëm të pozicionit të antenës ose pajisjes, sinjali bëhet i zhurmshëm kur largoheni dhe uleni! Fatkeqësisht, ESP8266 duke qenë një pajisje pa tel, mund të tregojë sjellje të ngjashme antisociale. Një metodë e matjes së modelit të rrezatimit të ESP8266 shpjegohet në këtë Udhëzues duke përdorur fuqinë e sinjalit RSSI të raportuar nga moduli. Janë testuar disa lloje antenash dhe pika e ëmbël theksohet për secilin version. Një motor stepper i vogël përdoret për të rrotulluar modulin ESP8266 në 360 gradë gjatë një periudhe prej 30 minutash dhe një lexim mesatar RSSI të matur çdo 20 sekonda. Të dhënat dërgohen në ThingSpeak, një shërbim pa pagesë i analizës IoT që paraqet rezultatet si një komplot polar nga i cili mund të zgjidhet drejtimi i sinjalit maksimal. Ky proces u përsërit për disa orientime të modulit ESP8266.

Furnizimet

Komponentët për këtë projekt gjenden lehtësisht në internet nga furnizuesit si eBay, Amazon etj, nëse jo tashmë në kutinë tuaj junk.

28BYJ48 5V stepper motor ULN2003 bordi i drejtuesit Arduino UNO ose module të ngjashme ESP8266 për provë Antena e jashtme Furnizimi me energji USB USB Arduino IDE dhe llogaria ThingSpeak Sundries - tub plastik, tel, Blu tak

Hapi 1: Vështrim i përgjithshëm i sistemit

Një Arduino Uno përdoret për të drejtuar motorin stepper përmes një rrotullimi të plotë gjatë një periudhe prej 30 minutash. Ndërsa motori merr më shumë rrymë sesa është në dispozicion nga Uno, bordi i shoferit ULN2003 përdoret për të furnizuar rrymën shtesë të motorit. Motori është i dehur në një copë druri për të dhënë një platformë të qëndrueshme dhe një gjatësi tubi plastik të shtyrë mbi gishtin e motorit i cili do të përdoret për montimin e modulit në provë. Kur Uno ndizet, boshti i motorit bën një rrotullim të plotë çdo 30 minuta. Një modul ESP8266 i programuar për të matur fuqinë e sinjalit WiFi, RSSI, është ngjitur në tubin plastik në mënyrë që moduli të bëjë një rrotullim të plotë. Çdo 20 sekonda, ESP8266 dërgon leximin e fuqisë së sinjalit në ThingSpeak ku sinjali është vizatuar në koordinatat polare. Leximi RSSI mund të ndryshojë midis prodhuesve të çipave, por në përgjithësi qëndron midis 0 dhe -100 me secilën njësi që korrespondon me 1dBm sinjal. Ndërsa urrej të merrem me numra negativë, një konstante 100 është shtuar në leximin RSSI në komplotin polar në mënyrë që leximet të jenë pozitive dhe vlerat më të larta tregojnë një forcë më të mirë të sinjalit.

Hapi 2: Stepper Motor

Motori stepper 28BYJ48 është i dehur lehtë në një copë druri për të siguruar stabilitet. Rreth 8 inç tub plastik 1/4”është ngjitur në gishtin e motorit stepper për montimin e modulit në provë. Uno, bordi i shoferit dhe motori janë të lidhur siç është përshkruar shumë herë në internet. Një skicë e shkurtër në skedar hidhet në Uno në mënyrë që tubi të rrotullohet një rreth të plotë çdo 30 minuta kur të ndizet.

Skica e përdorur për të rrotulluar motorin është e shënuar në skedarin e tekstit, asgjë revolucionare këtu.

Hapi 3: Testimi ESP8266

Modulet për provë u ndezën së pari me një skicë që dërgon leximin RSSI në ThingSpeak çdo 20 sekonda për një revolucion të plotë të motorit stepper. Tre orientime u vizatuan për secilin modul të shënuar me testin A, B dhe C. Në pozicionin A, moduli është montuar në anën e tubit me antenën më të lartë. Kur përballeni me antenën, RHS e antenës tregon drejt ruterit në fillim të testit. Fatkeqësisht, unë u fisnikërova nga numrat negativ përsëri, motori kthehet në drejtim të akrepave të orës, por komploti polar është shkallëzuar në drejtim të kundërt. Kjo do të thotë që pjesa e gjerë e pasiguruar e antenës është përballë ruterit në rreth 270 gradë. Në pozicionin B, moduli është montuar horizontalisht në krye të tubit. Antena drejtohet te ruteri si në testin A në fillim të testit. Së fundi, moduli pozicionohet si në testin A dhe më pas moduli shtrembërohet në drejtim të akrepave të orës me 90 gradë dhe montohet për të dhënë pozicionin e testit C.

Skedari i tekstit jep kodin e kërkuar për të dërguar të dhënat RSSI në ThingSpeak. Ju duhet të shtoni detajet tuaja WiFi dhe çelësin API nëse përdorni ThingSpeak.

Hapi 4: Rezultatet e qarkut të printuar të përmbysur F

Moduli i parë i testuar kishte një antenë meanandrike të shtypur, e cila është lloji më i zakonshëm, sepse është më i lirë për tu prodhuar. Komploti polar tregon sesi ndryshon fuqia e sinjalit me rrotullimin e modulit. Mos harroni RSSI bazohet në një shkallë log dhe kështu një ndryshim i 10 njësive RSSI është një ndryshim 10 herë në fuqinë e sinjalit. Testi A me antenën në krye të modulit jep sinjalin më të lartë. Gjithashtu, pozicioni më i mirë është kur pista PCB përballet me ruterin. Rezultatet më të këqija ndodhin në testin B ku ka shumë mbrojtje nga përbërësit e tjerë në tabelë. Testi C gjithashtu vuan nga mbrojtja e komponentëve, por ka disa pozicione ku pista PCB ka një rrugë të qartë drejt ruterit. Mënyra më e mirë për të montuar modulin është me antenën më të lartë me pista PCB përballë ruterit. Në këtë rast, mund të presim një forcë sinjali prej rreth 35 njësish. Pozicionet jo optimale mund të zvogëlojnë lehtësisht fuqinë e sinjalit me një faktor dhjetë. Normalisht, moduli do të montohej në një kuti për mbrojtjen fizike dhe mjedisore, mund të presim që kjo do të zvogëlojë sinjalin edhe më shumë … Një provë për të ardhmen.

ThingSpeak ka nevojë për pak kod për të organizuar të dhënat dhe për të krijuar komplote polare. Kjo mund të gjendet në skedarin e tekstit të ngulitur.

Hapi 5: Rezultatet e çipave qeramike

Disa module ESP8266 përdorin një çip qeramik për antenën në vend të pista të qarkut të shtypur. Unë nuk kam asnjë ide se si funksionojnë përveç konstantës së lartë dielektrike të qeramikës ndoshta lejon një tkurrje në madhësinë fizike. Avantazhi i antenës së çipit është një gjurmë më e vogël në kurriz të kostos. Testet e fuqisë së sinjalit u përsëritën në një modul me një antenë çipi qeramike duke dhënë rezultatet në figurë. Antena e çipit lufton për të arritur një forcë sinjali më të madhe se 30 në krahasim me 35 me modelin e PCB. Ndoshta madhësia ka rëndësi në fund të fundit? Montimi i modulit me çipin më të lartë jep transmetimin më të mirë. Sidoqoftë, në Testin B me bordin e montuar horizontalisht, ka shumë mbrojtje nga përbërësit e tjerë në tabelë në pozicione të caktuara. Më në fund në Testin C ka pozicione ku çipi ka një rrugë të qartë drejt ruterit dhe raste të tjera kur ka pengesa nga komponentët e tjerë të bordit.

Hapi 6: Rezultatet e Antenës së Drejtuar Omni

Moduli i çipave qeramikë kishte mundësinë e lidhjes së një antene të jashtme përmes një lidhësi IPX. Para se të përdoret lidhësi, një lidhje duhet të zhvendoset për të ndërruar rrugën e sinjalit nga çipi në prizën IPX. Kjo u tregua mjaft e lehtë duke mbajtur lidhjen me piskatore dhe më pas duke e ngrohur lidhjen me një hekur bashkues. Pasi shkrihet saldimi, lidhja mund të hiqet dhe të vendoset në pozicionin e ri. Një lyerje tjetër me hekurin e saldimit do ta lidhë lidhjen përsëri në pozicionin e ri. Testimi i antenës omni ishte pak më ndryshe. Së pari antena u testua duke e rrotulluar atë horizontalisht. Pastaj antena u klikua në një pozicion 45 gradë dhe u testua. Më në fund një komplot u bë me antenën vertikale. Për më tepër çuditërisht, pozicioni më i keq ishte një pozicion vertikal për antenën, veçanërisht pasi antenat e ruterit ishin vertikale dhe në një plan të ngjashëm. Pozicionet më të mira ishin me antenën midis horizontale dhe 45 gradë me një kënd rrotullimi prej rreth 120 gradë. Në këto kushte, fuqia e sinjalit arriti në 40, një përmirësim i ndjeshëm në krahasim me antenën e çipit origjinal. Komplotet tregojnë vetëm ngjashmërinë më të vogël me ato diagrame simetrike bukur simbolike të paraqitura në librat shkollorë për antenat. Në realitet, shumë faktorë të tjerë, të njohur dhe të panjohur, ndikojnë në fuqinë e sinjalit duke e bërë matjen eksperimentale mënyrën më të mirë për të testuar sistemin.

Hapi 7: Antena optimale

Si provë përfundimtare, antena omni e drejtuar u vendos në 45 gradë në pozicionin e fuqisë më të lartë të sinjalit. Këtë herë antena nuk u rrotullua por u la në datalog për 30 minuta për të dhënë një ide të ndryshimit të matjes. Grafiku tregon se matja është e qëndrueshme brenda +/- 2 njësive RSSI. Të gjitha këto rezultate u morën në një familje të zënë me energji elektrike. Asnjë përpjekje nuk është bërë për të fikur telefonat DECT, furrat me mikrovalë ose pajisje të tjera WiFi dhe Bluetooth për të zvogëluar zhurmën elektrike. Kjo është bota reale … Ky udhëzues tregon se si të matni efektivitetin e antenave të përdorura në ESP8266 dhe module të ngjashme. Një antenë e shtypur e pistës jep një forcë më të mirë të sinjalit në krahasim me një antenë të çipit. Sidoqoftë, siç pritej, një antenë e jashtme jep rezultatin më të mirë.