ESP8266 Stralingspatroon: 7 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Die ESP8266 is 'n gewilde mikrobeheermodule omdat dit met die internet aan boord gekoppel kan word. Dit bied baie geleenthede vir die stokperdjie om op afstand beheerde toestelle en IoT -toestelle te maak met die minimum ekstra hardeware. Die meeste modules bevat gerieflik 'n antenna, 'n omgekeerde F -tipe met 'n gedrukte kring of 'n keramiekskyfie. Sommige borde laat selfs toe dat 'n eksterne antenna vir 'n ekstra reeks ingeprop word. Die meeste van ons is bekend met die eienaardighede van radio-, TV- of selfs selfoonantennas. Nadat u die posisie van die antenna of stel versigtig aangepas het, word die sein raserig net soos u wegbeweeg en gaan sit! Ongelukkig kan die ESP8266 as 'n draadlose toestel soortgelyke antisosiale gedrag toon. 'N Metode om die stralingspatroon van die ESP8266 te meet, word in hierdie instruksie verduidelik met behulp van die RSSI -seinsterkte wat deur die module gerapporteer word. Verskeie antennatipes word getoets en die sweet spot word vir elke weergawe uitgelig. 'N Klein stapmotor word gebruik om die ESP8266 -module 360 grade oor 'n tydperk van 30 minute te draai en 'n gemiddelde RSSI -lesing elke 20 sekondes. Die data word gestuur na ThingSpeak, 'n gratis IoT -ontledingsdiens wat die resultate as 'n polêre grafiek voorstel waaruit die rigting van die maksimum sein opgelos kan word. Hierdie proses is herhaal vir verskeie oriëntasies van die ESP8266 -module.

Voorrade

Komponente vir hierdie projek kan maklik op die internet gevind word by verskaffers soos eBay, Amazon, ens.

28BYJ48 5V stappenmotor ULN2003 bestuurdersbord Arduino UNO of soortgelyke ESP8266 modules vir toets Eksterne antenna USB -kragtoevoer Arduino IDE en ThingSpeak rekening Diverse - plastiekbuis, draad, Blu tak

Stap 1: Oorsig van die stelsel

'N Arduino Uno word gebruik om die stappermotor gedurende 'n tydperk van 30 minute deur 'n volle draai te dryf. Aangesien die motor meer stroom neem as wat beskikbaar is by die Uno, word die ULN2003 -bestuurbord gebruik om die ekstra motorstroom te voorsien. Die motor word op 'n stuk hout vasgeskroef om 'n stabiele platform en 'n lengte plastiekbuis op die motorspind te druk, wat gebruik sal word om die module te toets. As die Uno aangeskakel word, draai die motorspind elke 30 minute 'n volle draai. 'N ESP8266 -module wat geprogrammeer is om die WiFi -seinsterkte, RSSI, te meten, word aan die plastiekbuis vasgeplak sodat die module volledig kan draai. Elke 20 sekondes stuur die ESP8266 die seinsterkte -lesing na ThingSpeak waar die sein in polêre koördinate geteken word. Die RSSI -lesing kan wissel tussen chipvervaardigers, maar lê gewoonlik tussen 0 en -100 met elke eenheid wat ooreenstem met 1dBm sein. Omdat ek dit haat om negatiewe getalle te hanteer, is 'n konstante 100 by die RSSI -lesing in die polêre plot gevoeg, sodat die lesings positief is en hoër waardes dui op 'n beter seinsterkte.

Stap 2: Stapmotor

Die 28BYJ48 -stapmotor word liggies aan 'n stuk hout vasgeskroef om stabiliteit te verseker. Ongeveer 8 duim 1/4 plastiekbuis word op die stepper -motoras vasgeplak om die module te toets. Die Uno, bestuurdersbord en motor is bedraad, soos al baie keer op die internet beskryf. 'N Kort skets in die lêer word in die Uno geflits sodat die buis elke 30 minute 'n volledige sirkel sal draai wanneer dit aangeskakel word.

Die skets wat gebruik is om die motor te draai, word in die tekslêer gelys, hier is niks revolusionêrs nie.

Stap 3: ESP8266 -toetsing

Die modules vir toets is eers geflits met 'n skets wat die RSSI -lesing elke 20 sekondes na ThingSpeak stuur vir 'n volledige omwenteling van die stapmotor. Drie oriëntasies is geteken vir elke module aangedui deur toets A, B en C. In posisie A is die module aan die buiskant gemonteer met die boonste antenne. As u na die antenna kyk, wys die RHS van die antenna aan die begin van die toets na die router. Ongelukkig het ek weer 'n adellike negatiewe getal gehad; die motor draai met die kloksgewys, maar die polêre plot word teen die kloksgewys geskaal. Dit beteken dat die onbedekte breedte van die antenna ongeveer 270 grade na die router kyk, in posisie B word die module horisontaal aan die bokant van die buis gemonteer. Die antenna wys na die router soos in toets A aan die begin van die toets. Uiteindelik word die module geposisioneer soos in toets A en dan word die module 90 grade met die kloksgewys gedraai en gemonteer om die toets C -posisie te gee.

Die tekslêer gee die kode wat nodig is om die RSSI -data na ThingSpeak te stuur. U moet u eie WiFi -besonderhede en API -sleutel byvoeg as u ThingSpeak gebruik.

Stap 4: Omgekeerde F -drukresultate

Die eerste module wat getoets is, het 'n kronkelende gedrukte kring -antenna, wat die algemeenste is omdat dit die goedkoopste is om te vervaardig. Die polêre plot toon hoe die seinsterkte verander namate die module gedraai word. Onthou dat die RSSI op 'n logskaal gebaseer is, en 'n verandering van 10 RSSI -eenhede is 'n 10 keer verandering in seinvermoë. Toets A met die antenna bo -aan die module gee die hoogste sein. Die beste posisie is ook wanneer die PCB -baan na die router kyk. Die slegter resultate kom voor in toets B, waar daar baie afskerming is teen die ander komponente op die bord. Toets C ly ook aan komponentafskerming, maar daar is 'n paar posisies waar die PCB -baan 'n duidelike pad na die router het. Die beste manier om die module te monteer, is met die boonste antenne met die PCB -baan na die router. In hierdie geval kan ons 'n seinsterkte van ongeveer 35 eenhede verwag. Nie -optimale posisies kan die seinsterkte maklik met 'n faktor van tien verminder. Normaalweg word die module in 'n boks gemonteer vir fisiese en omgewingsbeskerming, ons kan verwag dat dit die sein nog meer sal verminder … 'n Toets vir die toekoms.

ThingSpeak benodig 'n bietjie kode om die data te organiseer en polêre plotte te maak. Dit kan gevind word in die ingeslote tekslêer.

Stap 5: Keramiekskyfies -resultate

Sommige ESP8266 -modules gebruik 'n keramiekskyfie vir die antenna in plaas van die drukbaan. Ek het geen idee hoe dit werk nie, behalwe dat die hoë diëlektriese konstante van die keramiek waarskynlik 'n krimp in fisiese grootte moontlik maak. Die voordeel van die chip -antenne is 'n kleiner voetspoor ten koste van die koste. Seinsterkte -toetse is herhaal op 'n module met 'n keramiek -chip -antenna wat die resultate in die prentjie gee. Miskien maak die grootte tog saak? Om die module met die boonste chip te monteer, bied die beste ratkas. In toets B met die bord horisontaal gemonteer, is daar in sekere posisies egter baie afskerming van die ander komponente op die bord. Uiteindelik in toets C is daar posisies waar die skyfie 'n duidelike pad na die router het en ander kere dat daar obstruksie van die ander bordkomponente is.

Stap 6: Resultate vir omni -rigtingantenne

Die keramiekskyfmodule het die moontlikheid gehad om 'n eksterne antenna via 'n IPX -aansluiting aan te sluit. Voordat die aansluiting gebruik kan word, moet 'n skakel verskuif word om die seinpad van die chip na die IPX -aansluiting te ruil. Dit was redelik maklik deur die skakel met 'n pincet vas te hou en dan die skakel met 'n soldeerbout te verhit. Sodra die soldeer gesmelt is, kan die skakel verwyder word en in die nuwe posisie geplaas word. 'N Verdere stuk met die soldeerbout sal die skakel weer in die nuwe posisie soldeer. Die omni -antenna was effens anders. Die antenna is eers getoets deur dit horisontaal te draai. Vervolgens is die antenna in 'n posisie van 45 grade geklik en getoets. Uiteindelik is 'n plot gemaak met die antenna vertikaal, maar die slegter posisie was 'n vertikale posisie vir die antenna, veral omdat die router -antennas vertikaal en in 'n soortgelyke vlak was. Die beste posisies was met die antenna tussen horisontaal en 45 grade met 'n rotasiehoek van ongeveer 120 grade. Onder hierdie omstandighede het die seinsterkte 40 bereik, 'n beduidende verbetering teenoor die oorspronklike chip -antenna. In werklikheid beïnvloed baie ander faktore, bekend en onbekend, die seinsterkte, waardeur eksperimentele meting die beste manier is om die stelsel te toets.

Stap 7: Die optimale antenne

As 'n laaste toets is die omni -rigtingantenne op 45 grade gestel in die posisie van die hoogste seinsterkte. Hierdie keer is die antenna nie gedraai nie, maar vir 30 minute aan die datalog gelaat om 'n idee te gee van die metingsvariasie. Die grafiek dui aan dat die meting stabiel is tot +/- 2 RSSI-eenhede. Al hierdie resultate is geneem in 'n elektries besige huishouding. Geen poging is aangewend om DECT -telefone, mikrogolfoonde of ander WiFi- en Bluetooth -toestelle af te skakel om elektriese geraas te verminder nie. Dit is die werklike wêreld … Hierdie instruksie wys hoe u die doeltreffendheid van die antennas op ESP8266 en soortgelyke modules kan meet. 'N Gedrukte spoorantenne gee 'n beter seinsterkte in vergelyking met 'n chip -antenna. Soos verwag, gee 'n eksterne antenna egter die beste resultaat.