ESP IoT op batterye: 10 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Hierdie instruksies wys hoe u 'n ESP IoT -basis op batterye kan maak op die ontwerp in my vorige instruksies.

Stap 1: Kragbesparende ontwerp

Kragverbruik is 'n groot bron van kommer vir 'n battery -aangedrewe IoT -toestel. Om die langtermyn -energieverbruik (min mA) van die onnodige komponent tydens die werking te elimineer, ontkoppel hierdie ontwerp al die onderdele en skuif na 'n ontwikkelingsdok.

Ontwikkelingsdok

Dit bestaan uit:

1. USB na TTL -chip
2. RTS/DTR na EN/FLASH sein omskakelingskring
3. Lipo laaier module

Die ontwikkelingsdok is slegs nodig tydens die ontwikkeling en altyd aan die rekenaar gekoppel, sodat grootte en draagbaarheid nie 'n groot probleem is nie. Ek wil 'n meer fancy metode gebruik om dit te maak.

IoT -toestel

Dit bestaan uit:

1. ESP32 module
2. Lipo battery
3. 3v3 LDO -kring
4. Kragskakelaar (opsioneel)
5. LCD -module (opsioneel)
6. LCD kragbeheer kring (opsioneel)
7. knoppie om wakker te word uit diepe slaap (opsioneel)
8. ander sensors (opsioneel)

Die tweede bekommernis vir 'n battery -aangedrewe IoT -toestel is kompak en soms ook draagbaar, so ek sal probeer om kleiner komponente (SMD) te gebruik. Terselfdertyd sal ek 'n LCD byvoeg om dit meer stylvol te maak. Die LCD kan ook demonstreer hoe u die kragverbruik onder diep slaap kan verminder.

Stap 2: Voorbereiding

Ontwikkelingsdok

• USB na TTL -module (uitgebreekte RTS- en DTR -penne)
• Klein stukkies akrielbord
• 6 penne manlike kop
• 7 penne om manlike kop
• 2 NPN -transistors (ek gebruik hierdie keer S8050)
• 2 weerstande (~ 12-20k behoort goed te wees)
• Lipo Charger module
• 'N Paar broodplankdrade

IoT -toestel

• 7 penne om vroulike kopstuk
• ESP32 module
• 3v3 LDO -reguleerder (ek gebruik hierdie keer HT7333A)
• SMD -kondensators vir kragstabiliteit (dit hang af van die piekstroom van die toestel, ek gebruik hierdie keer 1 x 10 uF en 3 x 100 uF)
• Krag skakelaar
• ESP32_TFT_Library ondersteun LCD (ek gebruik hierdie keer JLX320-00202)
• SMD PNP -transistor (ek gebruik hierdie keer S8550)
• SMD -weerstande (2 x 10 K Ohm)
• Lipo -battery (ek gebruik hierdie keer 303040 500 mAh)
• Drukknoppie om sneller wakker te word
• 'N Paar koperbande
• Sommige bedekte koperdrade

Stap 3: RTS & DTR breek uit

Die meeste USB tot TTL -modules wat Arduino ondersteun, het 'n DTR -pen. Daar is egter nie te veel modules wat die RTS -pen uitbreek nie.

Daar is 2 maniere om dit te maak:

• Koop 'n USB na TTL modules met RTS en DTR break pins

• As u aan al die volgende kriteria voldoen, kan u die RTS -pen self uitbreek, in die meeste skyfies is RTS pen 2 (u moet dit dubbel bevestig met u datablad).

  1. u het reeds 'n 6 -pins USB na TTL -module (vir Arduino)
  2. die chip is in SOP, maar nie QFN -vormfaktor nie
  3. jy vertrou regtig jou eie soldeervaardigheid (ek het 2 modules weggeblaas voor sukses)

Stap 4: Ontwikkelingsdok -vergadering

Die bou van 'n visualiseerbare stroombaan is 'n subjektiewe kuns; u kan meer inligting vind in my vorige instruksies.

Hier is die opsomming van die verbinding:

TTL -pen 1 (5V) -> Koppelpen 1 (Vcc)

-> Lipo Charger module Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> Dock pin 2 (GND) -> Lipo Charger module GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Dock pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Dockpen 4 (Rx) TTL -pen 5 (RTS) -> NPN -transistor 1 Emitter -> 15 K Ohmweerstand -> NPN -transistor 2 Base TTL -pen 6 (DTR) -> NPN -transistor 2 Emitter -> 15 K Ohmweerstand -> NPN transistor 1 Base NPN transistor 1 Collector -> Dock pin 5 (Program) NPN transistor 2 Collector -> Dock pin 6 (RST) Lipo Charger module BAT pin -> Dock pin 7 (Battery +ve)

Stap 5: Opsioneel: Breadboard -prototipering

Die soldeerwerk in die gedeelte van die IoT -toestel is 'n bietjie moeilik, maar dit is nie noodsaaklik nie. As u op dieselfde stroombaanontwerp gebaseer is, kan u eenvoudig 'n broodbord en 'n draad gebruik om u prototipe te maak.

Aangehegte foto is my prototipe -toets met Arduino Blink -toets.

Stap 6: Montering van IoT -toestelle

Vir 'n kompakte grootte kies ek baie SMD -komponente. U kan dit eenvoudig oorskakel na broodbordvriendelike komponente vir maklike prototipering.

Hier is die opsomming van die verbinding:

Koppelpen 1 (Vcc) -> Aan / uit -skakelaar -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO Regulator Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> capacitor (s) -ve -> ESP32 GND Dock pin 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pen 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Dockpen 5 (program) -> ESP32 GPIO 0 Dockpen 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Dockpen 7 (battery +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO Regulator Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm weerstand -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP transistor Emittor ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm weerstand -> PNP transistor Base ESP32 GPIO 12 -> Wake knop -> GND ESP32 GPIO 23 -> LCD MOSI ESP32 GPIO 19 -> LCD MISO ESP32 GPIO 18 -> LCD CLK ESP32 GPIO 5 -> LCD CS ESP32 GPIO 17 -> LCD RST ESP32 GPIO 16 -> LCD D/C PNP transistor Collector -> LCD Vcc -> LED

Stap 7: Kraggebruik

Wat is die werklike kragverbruik van hierdie IoT -toestel? Kom ons meet met my kragmeter.

• Alle komponente (CPU, WiFi, LCD) kan ongeveer 140 - 180 mA gebruik
• Skakel WiFi uit, gaan voort met die vertoon van foto in LCD, dit gebruik ongeveer 70 - 80 mA
• As die LCD afgeskakel is, gaan die ESP32 diep aan die slaap, dit gebruik ongeveer 0,00 - 0,10 mA

Stap 8: Gelukkige ontwikkeling

Dit is tyd om u eie IoT -toestel met batterye te ontwikkel!

As u nie kan wag om te kodeer nie, kan u my vorige projekbron saamstel en flits:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Of as u die krag -af -funksie wil proe, probeer dan my volgende projekbron:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

Stap 9: Wat is volgende?

Soos in die vorige stap genoem, is my volgende projek 'n ESP32 -fotoalbum. Dit kan nuwe foto's aflaai as dit gekoppel is aan WiFi en op die flits stoor, sodat ek altyd die nuwe foto op die pad kan sien.

Stap 10: Opsioneel: 3D -gedrukte tas

As u 'n 3D -drukker het, kan u die koffer vir u IoT -toestel afdruk. Of u kan dit in 'n deursigtige soetkissie plaas, net soos my vorige projek.