ESP8266 ESP-01 LED drátový spínač: 6 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Tento projekt vznikl, když jsme s přítelkyní nainstalovali do místnosti několik LED pohádkových světelných drátů pro příjemný vánoční pocit. Pokaždé, když jsme šli spát, museli jsme pobíhat po místnosti a vypnout každý jeden drát. Druhý den jsme je museli všechny znovu zapnout.

Protože se mi povalovaly nějaké moduly ESP8266 ESP-01, rozhodl jsem se sestavit a naprogramovat rychlý prototyp.

Po úspěšné implementaci prototypu pomocí nevyžádaného LED drátu jsem se rozhodl převzít svůj první návrh DPS a objednat několik desek.

Tento návod vás provede schématem, prvním prototypem a deskou plošných spojů a poskytne vám kód k naprogramování modulu ESP několika kliknutími.

TL; DR: Toto je snadný způsob implementace přepínače ovládaného Wi-Fi pomocí ESP8266 ESP-01.

Zásoby:

Hardware

• Modul ESP8266 ESP-01
• Regulátor AMS-1117 3,3 V
• IRLB8721 MOSFET (finální PCB) nebo 2N2222 tranzistor (počáteční prototyp)
• Samčí a samičí lišty záhlaví

Software

Arduino IDE v1.6

Pro programování

OPEN SMART USB to ESP-01 Adapter

K testování

• VEDENÝ
• Rezistor 220 Ohm
• Prkénko
• Propojovací kabely

Pro montáž

• Páječka
• Vodiče (pouze prototyp; ne pro PCB)
• Perf board (pouze prototyp; ne pro PCB)

Krok 1: Schéma

Nahoře je schéma vytvořené pomocí EasyEDA. Lze to rozdělit takto:

Odebíráme vstupní napětí z napájecího kabelu USB s 5V a napájíme jej do pinů VIN modulu AMS1117 3,3V.

Kolíky VOUT modulu AMS1117 3,3 V jsou připojeny ke sběrnému kolíku IRLB8721 MOSFET a pinům VIN a CH_PD modulu ESP8266 ESP-01. Aby modul ESP8266 ESP-01 mohl spustit kód, je třeba pin CH_PD vytahovat HIGH.

Pin D2 modulu ESP8266 ESP-01 je připojen ke kolíku GATE MOSFETu IRLB8721. Toto určuje, zda jím může proud protékat nebo ne.

Vysílačový kolík IRLB8721 MOSFET je připojen k vodiči LED.

Nakonec jsou všechny zemnící kolíky spojeny dohromady.

Pokud jste vybrali tranzistor 2N2222, nahraďte všechny výskyty IRLB8721 číslem 2N2222 a pamatujte, že nohy mají na obou komponentách odlišný význam.

Krok 2: Programování

Než nastavíme prototyp na prkénku, měli bychom naprogramovat modul ESP8266 ESP-01, abychom mohli prototyp později otestovat.

Kód

Můj kód je silně založen na tutoriálu Random Nerd Tutorial pro jednoduchý server HTTP. Druhé tlačítko jsem však odstranil, protože potřebujeme ovládat pouze jeden pin (D2). Nicméně můžete jednoduše použít jejich kód tak, jak je, a nahradit své přihlašovací údaje WiFi.

Bleskněte na ESP8266 ESP-01

Pokud máte adaptér OPEN-SMART USB to ESP-01, můžete do něj zapojit modul ESP8266 ESP-01 a nastavit přepínač na PROG. Poté zapojte celou věc do volného USB portu ve vašem počítači a spusťte Arduino IDE.

Zkopírujte a vložte kód z výukových programů Random Nerd, nahraďte své přihlašovací údaje WiFi a nahrajte je do modulu ESP8266 ESP-01.

Poté vyjměte modul ESP8266 ESP-01 z adaptéru OPEN-SMART, přepněte přepínač do polohy UART a znovu jej vložte.

Otestujte kód

Otevřete sériovou konzolu v Arduino IDE a počkejte, až bude modul připojen k WiFi.

Poté otevřete prohlížeč a přejděte na adresu IP uvedenou v sériové konzole. Poznámka: Musíte být ve stejné síti aka WiFi. Jinak nebudete mít přístup k ESP8266 ESP-01!

Pokud vše funguje, zobrazí se web se dvěma tlačítky. Připojte LED s rezistorem 220 Ohmů ke kolíku D2 na modulu ESP8266 ESP-01 a měl by se rozsvítit a zhasnout, když na webu kliknete na správné tlačítko.

Pokud narazíte na nějaké potíže, postupujte podle úplného a podrobného tutoriálu, který je propojen výše.

Krok 3: Prototypování

Nastavte prkénko se všemi potřebnými součástmi a vodiči, jak je znázorněno na schématu výše, a otestujte jej pomocí naprogramovaného modulu ESP8266 ESP-01.

Pokud vše funguje, máte dvě možnosti.

Možnost A: Pájejte jej na desku perf

Možnost B: Vytvořte desku plošných spojů

Nejprve jsem se rozhodl pro možnost A a poté jsem se rozhodl ušpinit si ruce svým prvním projektem PCB.

Na obrázcích vidíte můj samopájený prototyp. Jako vždy jsou spoje nepořádek a použil jsem nějaké smršťovací bužírky, abych zabránil zkratování překrývajících se spojů. Také jsem použil tranzistor 2N2222 namísto IRLB8721 MOSFET, protože jsem jich měl spoustu povalovaných a věděl jsem, že to nemá zůstat.

Pájení mi trvalo asi hodinu a nebylo to vůbec zábavné. Pokud jste profesionálním pájedlem, možná vás tento proces baví, ale pro mě chci něco jednoduššího.

Krok 4: PCB

Bál jsem se desek plošných spojů, protože jsem si myslel, že je musím navrhnout pomocí komponent SMD a nenašel jsem snadno vyrobené vývojové moduly ESP nebo Arduino, které bych vložil do schématu nebo rozvržení desky plošných spojů.

Pro tento projekt jsem se rozhodl jednoduše považovat moduly ESP8266-01 a AMS1117 3.3. V za druh věcí, které bych potřeboval pájet na desku, abych je mohl použít: jako kolíkové zásuvkové kolíky.

To mi hodně usnadnilo život a rozložení DPS bylo hotové asi za dvě hodiny. Obě verze můžete vidět na obrázcích.

Verze 1 má několik drobných upozornění:

1. Kolíky záhlaví jsou příliš úzké. Nebral jsem v úvahu, že musí být od sebe vzdáleny 2,54 mm, a jen jsem popadl první kolíky z knihovny. Znepřehlednil jsem štítek pro VIN: štítky VCC a GND jsou prohozeny. Modul AMS1117 3,3 V je širší, než jsem si myslel, a překlenuje okraj desky plošných spojů.

Těchto námitek jsem si samozřejmě všiml po objednání a vyzkoušení v reálném životě. Nejsou to žádné hry na přerušení hry, ale vytvořil jsem novou verzi, kde jsem vylepšil výše uvedené body. Také jsem umístil modul ESP8266 ESP-01 tak, aby nepřekrýval modul AMS1117 3.3V.

Projekt EasyEDA najdete zde:

Krok 5: Pokrok

Takže tady máme snadno sestavitelnou desku plošných spojů. Co bude dál?

Kryt

Bylo by skvělé mít 3D tištěné pouzdro, které skrývá elektroniku a činí stavbu robustnější. V ideálním případě by měl integrovaný chladič pro IRLB8721 (i když během mého testu s 10 m dlouhým LED vodičem se nikdy neohřál nad pokojovou teplotu).

Konektory

Také chci přidat USB konektor pro VIN aka kabel USB a konektor JST pro VOUT aka LED vodič. V současné době jsem na desku použil samčí záhlaví a samičí záhlaví připájené k drátu LED a (odpojený) kabel USB k jeho připojení. Toto však není spojení do budoucna a nevypadá a necítí se příliš profesionálně.

Ve spojení s pouzdrem by to ohromně zvýšilo estetiku stavby a také celkový zážitek z používání (což je zásadní, pokud se pokusíte implementovat chytrou domácnost ve sdíleném prostředí a nejen ve své vlastní místnosti nebo laboratoři).

Integrace Smart Home

V současné době je každý ESP8266 ESP-01 server HTTP s webovou stránkou, která kontroluje jeho stav. Chtěl bych udělat své první kroky ke Smart Home a pomocí NodeRED a MQTT je integrovat do centralizovaného systému domácí automatizace, abych mohl ovládat všechny své přepínače z jednoho uživatelského rozhraní.

Samozřejmě bych mohl jednoduše vytvořit webový server, který odesílá požadavky na různé moduly ESP8266 ESP-01, ale opět to není elegantní, standardizované nebo rozšiřitelné řešení.

Krok 6: Kritika

Pokud jste se dostali až sem, moc děkujeme za přečtení!

Toto je můj první článek zde a doufám, že byste si mohli něco odnést. Neponořil jsem se do různých zmíněných témat, protože jsem cítil, že již existuje mnoho skvělých návodů na různá témata. Pokud potřebujete další reference nebo chcete, abych popsal některé kroky podrobněji, zanechte prosím komentář.

Pokud se vám líbí to, co čtete, zanechte prosím také komentář a třeba se vám článek líbí. Znamenalo by to hodně:)