TicTac Super Wifi Analyzer, ESP-12, ESP8266: 5 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Dự án này được xây dựng dựa trên mã moononournation ban đầu và khái niệm sử dụng hộp TicTac làm vỏ bọc.

Tuy nhiên, thay vì sử dụng một nút để bắt đầu các bài đọc, nó sử dụng bảng điều khiển cảm ứng đi kèm với màn hình TFT SPI. Mã đã được sửa đổi để kiểm soát tốt hơn đèn nền LED và đưa màn hình vào chế độ ngủ (vì mô-đun hiển thị cần duy trì nguồn điện cho chip cảm ứng). Đơn vị hiện tại ở chế độ ngủ đủ thấp để lipo 1000mah có thể tồn tại trong vài năm. Ngoài ra còn có sạc pin và bảo vệ điện áp thấp tại chỗ.

Xem bước cuối cùng để biết video về nó hoạt động.

Các bộ phận:

• Hộp TicTac 48g
• ESP12 (tốt nhất là ESP-12F)
• Màn hình TFT 2,4”SPI
• Mô-đun sạc Lipo
• Bóng bán dẫn PNP
• 3.3v dòng tĩnh lặng thấp, bộ điều chỉnh điện áp
• Điện trở và tụ điện liên kết (chi tiết ở phần sau)

Bước 1: Phát triển

Tôi đã nghĩ rằng mình sẽ vạch ra con đường phát triển cho dự án này. Bạn có thể bỏ qua phần này nếu bạn muốn bắt đầu ngay lập tức.

Đây là một trong những dự án ESP8266 đầu tiên của tôi. Tôi đã có khái niệm gọn gàng về việc sử dụng hộp TicTac làm vỏ bọc cho bộ phân tích Wifi và quyết định làm một chiếc. Cảm ơn bạn: Portable-WiFi-Analyzer. Tôi quyết định sử dụng màn hình 2,4”lớn hơn - đi kèm với bảng điều khiển cảm ứng và trên PCB có các chân cắm dễ kết nối hơn.

Khi tôi bắt đầu xây dựng, tôi đã khám phá các cách sắp xếp để thiết bị điện tử trên không ESP12 không có. Lựa chọn duy nhất là để nó ở bên trong nắp. Tôi cũng muốn có mô-đun bộ sạc dưới bộ phân phối. Câu hỏi đặt ra sau đó là xác định vị trí "nút bật" ở đâu? Tôi không muốn tạo một lỗ hổng ở mặt sau của hộp đựng. Nắp trên cùng sẽ là tốt nhất - nhưng không có chỗ nếu tôi có hai mô-đun ở đó.

Điều này dẫn đến ý tưởng sử dụng bảng điều khiển cảm ứng làm nút bật. Tôi nhận thấy một trong các đầu nối màn hình được gắn nhãn ‘T_IRQ’ - trông rất đáng khích lệ. Chip cảm ứng là XPT2046. Và tôi hài lòng là có chế độ ngủ tự động và kéo T_IRQ xuống thấp nếu chạm vào bảng điều khiển. Điều này là lý tưởng để thay thế công tắc đẩy và có thể được kết nối đơn giản với thiết lập lại ESP12.

Tôi nên đề cập rằng mã chạy một số lần quét mạng wifi và sau đó loại bỏ nguồn điện cho màn hình và đặt ESP12 vào trạng thái ngủ sâu - được đánh thức bằng đầu vào đặt lại.

Vì vậy, với khái niệm này rõ ràng, tôi đã kết nối nó bằng cách sử dụng NodeMcu - và nó không hoạt động! Vì vậy, có một chút việc phải làm. Tôi cũng biết rằng tôi không thể kiểm tra dòng điện ngủ bằng NodeMcu vì chip USB trên bo mạch và bộ điều chỉnh điện áp dòng tĩnh cao. Tôi cũng muốn có một hệ thống để dễ dàng lập trình ESP12. Điều này dẫn đến việc tôi tạo ra một bảng đột phá / hệ thống phát triển ESP12 có thể được lập trình dễ dàng như NodeMCU, nhưng sử dụng một lập trình viên FTDI. Bằng cách này, bộ điều chỉnh và chip USB được tách biệt. Xem: Bảng lập trình và đột phá ESP-12E và ESP-12F

Sau đó, tôi nối dây nó bằng cách sử dụng bảng mạch mới của tôi có ESP-12F - và nó đã hoạt động. Thay đổi duy nhất tôi đã thực hiện là rút ngắn bộ điều chỉnh điện áp trên mô-đun hiển thị để tất cả được điều khiển ở 3.3v. Tôi đã bắt đầu thực hiện các bản sửa đổi mã của mình, đặc biệt là mã để đặt chip hiển thị (ILI9341) vào chế độ ngủ vì điều này và chip bảng điều khiển cảm ứng sẽ cần được cấp nguồn (ở chế độ ngủ) khi mô-đun ESP cũng ở chế độ ngủ. Sau đó tôi đã kiểm tra dòng điện ngủ. Đây là 90uA. Vì vậy, pin 1000 mah sẽ sử dụng được một năm. Khởi đầu tốt.

Sau đó, tôi đã tháo bộ điều chỉnh điện áp trên mô-đun hiển thị. Chỉ cần nhấc chốt nối đất lên là đủ. Bây giờ hệ thống ngủ hiện tại là 32uA. Tôi vẫn phải thêm một bộ điều chỉnh 3.3v nhưng biết một bộ điều chỉnh chỉ có dòng điện tĩnh 2uA. Vì vậy, bây giờ chúng tôi đang xem xét thời lượng pin 3 năm!

Tôi cũng muốn gắn các thành phần càng nhiều càng tốt trên PCB để làm cho hệ thống dây điện gọn gàng hơn. Vì vậy, tại thời điểm này, tôi đã thiết kế PCB cho thiết bị. Tôi muốn kết nối trực tiếp với các chân mô-đun màn hình. Điều này sẽ khá khó khăn vì vậy tôi đã chọn dây cứng từ PCB đến mô-đun màn hình.

Tôi đã mày mò thêm một chút với mã. Tôi đã thêm thông báo ngủ - tô màu đen màn hình và in ZZZ trước khi đi ngủ. Tôi cũng trì hoãn việc bật đèn nền LED cho đến khi màn hình được lấp đầy. Điều này tránh đèn flash trắng ở đầu mã gốc. Tôi đã thực hiện các mod tương tự ở phần cuối, tắt đèn LED trước khi chuyển màn hình sang chế độ ngủ.

Bạn có thể tự hỏi làm thế nào để đo uA. Chết dễ dàng! Mắc một điện trở 1k mắc nối tiếp với dương nguồn dẫn. Rút ngắn điều này bằng dây dẫn jumper để hệ thống có thể chạy. Sau đó, khi nó ở chế độ nghỉ, hãy tháo dây dẫn jumper và đo điện áp rơi trên điện trở. Với điện trở 1k 100mv nghĩa là 100uA. Nếu điện áp giảm quá lớn, tôi sử dụng điện trở có giá trị thấp hơn. Tôi đã sử dụng phương pháp này để đo nA hình đơn bằng cách sử dụng điện trở 1m trên các hệ thống khác có dòng điện ngủ thực sự thấp.

Bước 2: Thi công

PCB hoặc dây cứng?

Thiết bị mà tôi đã chế tạo ở đây sử dụng PCB để giữ ESP12F và các mô-đun bộ sạc, bộ điều chỉnh điện áp và bóng bán dẫn PNP cùng các tụ điện và điện trở kéo lên liên quan. Đây là tuyến đường gọn gàng nhất, nhưng yêu cầu thiết bị khắc PCB và hàn SMD. Tuy nhiên, hệ thống có thể được thực hiện bằng cách đấu dây trực tiếp các mô-đun và đặt bộ điều chỉnh điện áp và bóng bán dẫn PNP lên một miếng bảng dải - như trường hợp của dự án TicTac trước đó (được liên kết trước đó).

Nếu bạn quyết định sử dụng tùy chọn PCB, bạn cũng có thể muốn tạo bảng lập trình ESP12 của tôi, đặc biệt nếu bạn dự định thực hiện nhiều dự án hơn với bảng ESP12.

Danh sách các bộ phận:

• Hộp TicTac 49g
• ESP-12F (hoặc ESP-12E) Lưu ý rằng ESP-12F có phạm vi tốt hơn, nếu không thì giống với ESP-12E
• Màn hình TFT 2,4”SPI với trình điều khiển ILI9341 và cảm ứng, ví dụ: TJCTW24024-SPI
• Mô-đun bộ sạc - xem ảnh
• Dải ghim 2mm (tùy chọn nhưng đáng sử dụng)
• Bóng bán dẫn PNP ở định dạng SOT23. Tôi đã sử dụng BCW30 nhưng bất kỳ loại nào khác với khả năng hơn 100ma và độ lợi DC> 200 sẽ ổn.
• Bộ điều chỉnh 3v3 250ma (tối thiểu) ở định dạng SOT23. Tôi đã sử dụng Microchip MCP1703T-33002E / CB. Những người khác sẽ hoạt động nhưng kiểm tra dòng điện tĩnh của chúng. (đề nghị nhỏ hơn 30uA).
• Điện trở (tất cả kích thước 0805)
• 10k 4 giảm
• Giảm 3k3 1
• Tụ điện (tất cả kích thước 0805)
• 2n2 2 tắt
• Giảm 0,1u 1
• PCB dưới dạng tệp WiFiAnalyserArtwork.docx đính kèm.
• Pin LiPo một cell. Công suất 400-1000mahr - sẽ phù hợp trong trường hợp. 400mahr là đủ lớn.

Đối với tùy chọn không có PCB, hãy sử dụng các thiết bị tương đương được dẫn, điện trở ¼W trở lên là tốt và tụ điện có điện áp làm việc từ 5v trở lên.

Khi chế tạo PCB - hãy khoan các lỗ ở 0,8mm. Nếu bạn có con mắt tinh tường - các lỗ trên dải pin 2mm của ESP12 có thể là 0,7mm để hỗ trợ tốt hơn.

Vị trí thành phần:

Khi lắp ráp PCB, hãy làm điện trở và tụ điện trước, sau đó là bộ điều chỉnh và bóng bán dẫn PNP, tiếp theo là mô-đun bộ sạc và dải pin cho ESP12. Tôi đã không hàn ESP12 tại chỗ vì nó đủ chắc khi ép vào dải ghim và việc lập trình lại bảng dễ dàng hơn. Bạn sẽ nhận thấy rằng PCB có các đầu nối cho TX, RX, GPIO 0, Đặt lại và nối đất nếu bạn muốn lập trình lại tại chỗ. Lưu ý rằng một nút sẽ được yêu cầu để kéo GPIO xuống thấp. Đặt lại có thể được kéo xuống thấp bằng cách chạm vào màn hình. Một nút có thể được sử dụng nhưng chỉ khi dây đến màn hình T_IRQ bị ngắt kết nối.

Bước 3: Đấu dây

Trước khi đấu dây màn hình vào bảng mạch, hãy tháo bộ điều chỉnh i1 và đặt một đốm hàn vào J1 sau đó thay thế này. Sau đó, nó sẽ giống như sau:

Sau đó, tháo dải ghim hoặc cắt ngắn các ghim. Cách tốt nhất để tháo dải ghim là từng ghim một. Đặt một mỏ hàn vào một bên trong khi kéo chốt bằng kìm ở bên kia.

Bây giờ dây có thể bắt đầu, bắt đầu bằng việc kết nối cáp ribbon với màn hình. Cắt khoảng 7-8 cm cáp ribbon PC và chọn 10 cách. Cắt 9 trong số các cách lùi lại 10mm để lại một đường dài hơn ở một cạnh cho chốt T-IRQ. Phần còn lại sau đó có thể được trải ra đến nơi chúng sẽ được hàn và cắt tỉa nhiều hơn một chút nếu cần thiết.

Tôi đã đặt và hàn một dây dẫn tại một thời điểm bắt đầu với VCC.

Đặt PCB ở nơi cần thiết so với màn hình. Sau đó, lần lượt cắt các dây dẫn dài hơn yêu cầu đến 5mm hoặc lâu hơn và dải cách điện 2mm, thiếc phần cuối và hàn tại chỗ. Định tuyến dây như sau (đếm số chân từ VCC):

Trưng bày	PCB	Bình luận
1	1	VCC
2	8	GND
3	9	CS
4	5	CÀI LẠI
5	7	Đ / C
6	2	SDI (MOSI)
7	4	SCK
8	10	DẪN ĐẾN
9	3	SDO (MISO)
10	6	T_IRQ

Bây giờ tất cả những gì còn lại là kết nối pin và lập trình ESP12. Nếu lập trình tại chỗ, hãy kết nối pin ngay bây giờ. Nếu lập trình tắt bo mạch, hãy kết nối pin sau đó.

Bước 4: Lập trình

Tải xuống tệp có mã ESP8266WiFiAnalMod.ino được đính kèm, tạo một thư mục có tên ‘ESP8266WiFiAnalMod’ trong thư mục bản phác thảo Arduino của bạn và di chuyển tệp vào thư mục này.

Khởi động Arduino IDE (tải xuống và cài đặt từ Arduino.cc nếu cần) và thêm chi tiết bảng ESP nếu bạn chưa có (xem: Sparkfun).

Tải mã (File> Sketchbook>… ESP8266WiFiAnalMod).

Sau đó thiết lập các chi tiết lập trình (Công cụ):

Chọn bảng: Mô-đun ESP8266 chung

Xem bên dưới để biết phần còn lại của cài đặt. Chọn phương pháp Đặt lại: “gật đầu” nếu sử dụng một lập trình viên với ổ đĩa tự động của việc đặt lại và GPIO0. Nếu không, hãy đặt thành “ck” nếu lập trình tại chỗ hoặc bằng cách kết nối trực tiếp với bộ chuyển đổi USB sang nối tiếp.

Số cổng có thể khác.

Nếu bạn muốn lập trình tại chỗ, bạn sẽ cần hàn dây vào một công tắc để kéo GPIO 0 xuống thấp và kết nối với Tx và Rx - xem bên dưới:

Một lựa chọn dễ dàng hơn là sử dụng bảng lập trình: Bảng lập trình và đột phá ESP-12E và ESP-12F

Nếu lập trình tại chỗ kết nối như bên dưới. Lưu ý nếu màn hình được kết nối Đặt lại có thể được kích hoạt bằng màn hình cảm ứng, nếu không thì cần chuyển từ Đặt lại sang GND. Nguồn là cần thiết cho bo mạch, tốt nhất bằng cách áp dụng 3.7v cho các chân OUT + và OUT-. Nếu sử dụng pin, bộ sạc cần được đặt lại bằng cách cắm nhanh vào dây dẫn USB.

Nếu cài đặt chế độ lập trình, kéo cài đặt lại về mức thấp (màn hình cảm ứng) theo cách thủ công, kéo GPIO 0 xuống thấp và thả cài đặt lại ở mức thấp. Bây giờ hãy nhấp vào nút tải xuống. Việc lập trình sẽ được tiến hành.

Nếu sử dụng bảng lập trình và đột phá, chỉ cần gắn bộ chuyển đổi nối tiếp USB FTDI, cấp nguồn 3.3v cho bảng lập trình và nhấp vào tải xuống.

Bước 5: Lắp ráp và kiểm tra lần cuối

Bây giờ là thời điểm tốt để kiểm tra sơ bộ. Nếu ESP12 được lập trình tại chỗ, nó sẽ hoạt động - chỉ cần chạm nhẹ vào màn hình và nó sẽ khởi động. Nếu được lập trình khỏi thiết bị - hãy lắp ESP12 và nối dây pin và nó sẽ hoạt động.

Tôi đã ngắt kết nối pin trong khi xem xét lắp ráp cuối cùng một phần để thuận tiện và một phần để tránh bất kỳ hiện tượng đoản mạch ngoài ý muốn nào.

Màn hình sẽ kẹp gọn gàng giữa nắp và đáy hộp. Phần nhô lên ở đế giữ màn hình vào mặt hộp một cách độc đáo.

Bảng mạch phải được cố định vào bảng hiển thị để vừa bên trong nắp vừa có ổ cắm sạc USB. Khi thấy mối quan hệ cần thiết giữa các vị trí bảng thì dán băng dính hai mặt (loại dày 1mm) vào cả hai bảng. Điều này sẽ cung cấp khoảng cách 2mm để tránh bất kỳ tiếp xúc điện nào. Tôi đã đặt một số băng cách điện che các thiết bị điện tử của màn hình như một biện pháp phòng ngừa:

Tiếp theo, chúng ta cần loại bỏ khoảng 2mm khỏi nắp trên. Tôi đã làm cho cái này vừa khít với màn hình với các bit thừa được cắt ra cho cáp ruy-băng màn hình cảm ứng và giá đỡ nhựa màn hình. Xem bên dưới:

Cuối cùng, chúng ta cần đặt pin và sử dụng nó để giữ màn hình so với mặt hộp. Tôi sử dụng một miếng bọt polystyrene cũ và cắt và đánh nhám nó theo độ dày cần thiết. Tôi đã dán cái này vào PCB của màn hình bằng cách sử dụng băng dính hai mặt mỏng và sử dụng một vài miếng băng nhỏ hơn để ngăn pin trượt.

Khi bạn đã kết nối tất cả và thấy rằng không có gì xảy ra, đừng lo lắng (chưa). Mạch bảo vệ pin trên mô-đun bộ sạc phải được đặt lại. Điều này được thực hiện bằng cách kết nối nó qua dây dẫn micro USB với nguồn cung cấp 5v. Một vài giây là đủ dài.

Và bây giờ bạn có một thiết bị hữu ích cho thấy sức mạnh của hệ thống ESP8266, và trong trường hợp của tôi, tôi đã thay đổi kênh WiFi của mình vì nó phát hiện ra 5 kênh khác trên cùng một kênh!

Tôi hy vọng bạn thích dự án đáng yêu này.

Mike