ESP8266 ESP-01 LED drôtový spínač: 6 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Tento projekt vznikol, keď sme s priateľkou nainštalovali do miestnosti viacero LED rozprávkových svetelných drôtov, aby sme mali príjemný vianočný pocit. Zakaždým, keď sme šli do postele, museli sme behať po miestnosti a vypnúť každý jeden drôt. Na druhý deň sme ich museli všetky znova zapnúť.

Keďže som mal okolo seba položených niekoľko modulov ESP8266 ESP-01, rozhodol som sa zostaviť a naprogramovať rýchly prototyp.

Po úspešnej implementácii prototypu s nevyžiadaným LED vodičom som sa rozhodol prevziať svoj prvý návrh DPS a objednať niekoľko dosiek.

Tento návod vás prevedie schémou, prvým prototypom a doskou plošných spojov a niekoľkými kliknutiami vám poskytne kód na naprogramovanie modulu ESP.

TL; DR: Toto je jednoduchý spôsob implementácie prepínača ovládaného Wi-Fi pomocou ESP8266 ESP-01.

Zásoby:

Hardvér

• Modul ESP8266 ESP-01
• Regulátor AMS-1117 3,3 V
• IRLB8721 MOSFET (konečná DPS) alebo 2N2222 tranzistor (pôvodný prototyp)
• Samčie a ženské hlavičkové lišty

Softvér

Arduino IDE v1.6

Na programovanie

OTVORTE SMART adaptér USB na ESP-01

Na testovanie

• LED
• Odpor 220 ohmov
• Breadboard
• Prepojovacie káble

Na montáž

• Spájkovačka
• Drôty (iba prototyp; nie pre PCB)
• Perf doska (iba prototyp; nie pre PCB)

Krok 1: Schéma

Hore je schéma vyrobená s EasyEDA. Dá sa to rozdeliť takto:

Odoberáme vstupné napätie z napájacieho kábla USB s 5V a napájame ho do pinov VIN modulu AMS1117 3,3V.

Kolíky VOUT modulu AMS1117 3,3 V sú pripojené k zbernému kolíku MOSFET IRLB8721 a pinov VIN a CH_PD modulu ESP8266 ESP-01. Aby modul ESP8266 ESP-01 vykonal kód, je potrebné pin CH_PD vytiahnuť HIGH.

Kolík D2 modulu ESP8266 ESP-01 je pripojený k kolíku GATE na IRLB8721 MOSFET. Toto určuje, či ním prúd môže prúdiť alebo nie.

Vysielačový kolík IRLB8721 MOSFET je pripojený k vodiču LED.

Nakoniec sú všetky uzemňovacie kolíky navzájom prepojené.

Ak ste vybrali tranzistor 2N2222, nahraďte všetky výskyty IRLB8721 číslom 2N2222 a pamätajte, že nohy majú na oboch komponentoch odlišný význam.

Krok 2: Programovanie

Predtým, ako postavíme prototyp na breadboard, mali by sme naprogramovať modul ESP8266 ESP-01, aby sme mohli prototyp neskôr otestovať.

Kód

Môj kód je vo veľkej miere založený na tutoriále Random Nerd Tutorial pre jednoduchý server HTTP. Druhé tlačidlo som však odstránil, pretože potrebujeme ovládať iba jeden kolík (D2). Napriek tomu môžete použiť ich kód tak, ako je, a nahradiť svoje poverenia WiFi.

Vykonajte blesk na ESP8266 ESP-01

Ak máte adaptér OPEN-SMART USB na ESP-01, môžete do neho zapojiť modul ESP8266 ESP-01 a prepínač prepnúť do polohy PROG. Potom to celé zapojte do voľného portu USB v počítači a spustite Arduino IDE.

Skopírujte a prilepte kód z Random Nerd Tutorials, nahraďte svoje poverenia WiFi a nahrajte ho do modulu ESP8266 ESP-01.

Potom vyberte modul ESP8266 ESP-01 z adaptéra OPEN-SMART, prepnite prepínač do polohy UART a znova ho vložte.

Otestujte kód

Otvorte sériovú konzolu v Arduino IDE a počkajte, kým sa modul nepripojí k WiFi.

Potom otvorte prehliadač a prejdite na adresu IP uvedenú v sériovej konzole. Poznámka: Musíte byť v rovnakej sieti aka WiFi. V opačnom prípade nebudete mať prístup k ESP8266 ESP-01!

Ak všetko funguje, zobrazí sa webová stránka s dvoma tlačidlami. Pripojte LED diódu s odporom 220 Ohm k kolíku D2 na module ESP8266 ESP-01 a po kliknutí na správne tlačidlo na webovej stránke by sa mala rozsvietiť a vypnúť.

Ak máte nejaké problémy, postupujte podľa podrobného a podrobného návodu uvedeného vyššie.

Krok 3: Prototypovanie

Nastavte nepájivú dosku so všetkými potrebnými komponentmi a vodičmi podľa schémy vyššie a vyskúšajte ju s naprogramovaným modulom ESP8266 ESP-01.

Ak všetko funguje, máte dve možnosti.

Možnosť A: Spájkujte ho s doskou perf

Možnosť B: Vyrobte si DPS

Najprv som sa rozhodol pre možnosť A a potom som sa rozhodol si zašpiniť ruky prvým projektom PCB.

Na obrázkoch vidíte môj samopájkovaný prototyp. Ako vždy, spoje sú neporiadok a použil som niekoľko zmršťovacích bužírok, aby som zabránil skratovaniu prekrývajúcich sa spojov. Tiež som použil tranzistor 2N2222 namiesto IRLB8721 MOSFET, pretože som ich mal veľa položených a vedel som, že to nemá zostať.

Spájkovanie mi trvalo asi hodinu a nebolo to vôbec zábavné. Ak ste profesionálnym spájkovačom, možno vás tento proces baví, ale pre mňa chcem niečo jednoduchšie.

Krok 4: DPS

Bál som sa PCB, pretože som si myslel, že ich musím navrhnúť pomocou komponentov SMD a nenašiel som pripravené vývojové moduly ESP alebo Arduino, ktoré by som vložil do schémy alebo rozloženia PCB.

Pre tento projekt som sa rozhodol jednoducho považovať moduly ESP8266-01 a AMS1117 3.3. V za druh vecí, ktoré by som potreboval spájkovať na doske, aby som ich mohol použiť: ako kolíkové kolíky.

To mi veľmi uľahčilo život a rozloženie DPS bolo hotové asi za dve hodiny. Dve verzie môžete vidieť na obrázkoch.

Verzia 1 má niekoľko drobných výhrad:

1. Kolíky záhlavia sú príliš úzke. Nebral som do úvahy, že musia byť od seba vzdialené 2,54 mm, a len som chytil prvé kolíky z knižnice. Znečistil som štítok pre VIN: štítky VCC a GND sú vymenené. Modul AMS1117 3,3 V je širší, ako som si myslel, a zasahuje cez okraj dosky plošných spojov.

Tieto výhrady som si samozrejme všimol po ich objednaní a vyskúšaní v reálnom živote. Nie sú to žiadne prerušovače hry, ale vytvoril som novú verziu, kde som vylepšil vyššie uvedené body. Tiež som umiestnil modul ESP8266 ESP-01 tak, aby neprekrýval modul AMS1117 3,3 V.

Projekt EasyEDA nájdete tu:

Krok 5: Napredovanie

Takže tu máme ľahko zostaviteľnú dosku plošných spojov. Čo bude ďalej?

Plášť

Bolo by skvelé mať 3D tlačené puzdro, ktoré skryje elektroniku a urobí stavbu robustnejšou. V ideálnom prípade by mal mať integrovaný chladič pre IRLB8721 (aj keď počas môjho testu s 10 m dlhým LED káblom nebol nikdy teplejší ako izbová teplota).

Konektory

Tiež chcem pridať konektor USB pre VIN aka kábel USB a konektor JST pre VOUT alias LED drôt. V súčasnej dobe som na dosku použil samčie hlavičky a na ich pripojenie spájané samičie hlavičky spájkované s LED vodičom a (prerušeným) káblom USB. Toto však nie je spojenie do budúcna a nepôsobí ani necíti veľmi profesionálne.

V spojení s puzdrom by to ohromne zvýšilo estetiku stavby a tiež celkový zážitok z používania (čo je rozhodujúce, ak sa pokúšate implementovať inteligentný dom v zdieľanom prostredí, a nielen vo svojej vlastnej miestnosti alebo laboratóriu).

Integrácia inteligentného domu

V súčasnosti je každý ESP8266 ESP-01 serverom HTTP s webovou stránkou, ktorá kontroluje jeho stav. Rád by som urobil svoje prvé kroky k inteligentnej domácnosti a pomocou NodeRED a MQTT ich integroval do centralizovaného systému domácej automatizácie, aby som mohol ovládať všetky svoje prepínače z jedného používateľského rozhrania.

Samozrejme by som mohol jednoducho vytvoriť webový server, ktorý odosiela požiadavky na rôzne moduly ESP8266 ESP-01, ale opäť to nie je elegantné, štandardizované alebo rozšíriteľné riešenie.

Krok 6: Kritika

Ak ste sa dostali až sem, ďakujem veľmi pekne za prečítanie!

Toto je môj prvý článok a dúfam, že by ste si mohli niečo odniesť. Neponáral som sa do rôznych uvedených tém, pretože som mal pocit, že už existuje mnoho skvelých návodov na rôzne témy. Ak potrebujete ďalšie referencie alebo chcete, aby som niektoré kroky popísal podrobnejšie, zanechajte komentár.

Ak sa vám páči to, čo čítate, zanechajte tiež komentár a možno sa vám článok páči. Veľa by to znamenalo:)