Vyhledávač klíčů IoT pomocí ESP8266-01: 11 kroků (s obrázky)

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

Jste jako já, vždy zapomínám, kde jste si nechali klíče? Nikdy nemohu najít své klíče včas! A kvůli tomuto mému zvyku jsem přišel pozdě na vysokou školu, že limitovaná edice star wars dobroty prodej (stále fretting!), Datum (už nikdy nevybral můj hovor!)

Co přesně je tato klíčenka IoT

Dovolte mi, abych vám dal abstraktní představu, představte si, že byste plánovali večeři s rodiči v nóbl restauraci. Právě jste se chystali vyrazit na silnici, najednou chybí klíče, ach! Víte, že klíč je někde v domě. Pak si pamatujete, hej, připojil jsem klíčenku IoT, kterou jsem udělal díky Ashwinově Instructable, Díky bohu! Vytáhnete telefon a otevřete Chrome, poté zadáte klíčenku IP (např.- 192.168.43.193/) nebo mycarkey.local/ (funguje to kvůli mDNS) a spustíte vyhledávání. Páni! Ve vašem telefonu se objeví web (představte si, že vaše klíčenka je server, tak divné!). Kliknete na tlačítko Buz My Key a ve chvílích uslyšíte pípnutí z vaší pracovní obuvi (ježiš, tyto kočky). Našli jste klíče a za chvíli jste vyrazili na cestu, voila!

Krátká představa, jak to funguje

ESP-01 v klíčence se připojuje k jakékoli WiFi, kterou jste uvedli v programu (můžete uvést více názvů WiFi spolu s jejich přístupovými kódy a ESP-01 se v tu chvíli připojí k nejsilnější dostupné WiFi síti). Pokud klíčenku vezmete mimo dosah WiFi, ESP-01 se pravděpodobně odpojí a pokusí se připojit k dostupné zmíněné WiFi (takže pokud jste u domu svého přítele ztratili klíč, snadno jej najdete jednoduše zapnutím hotspotu telefonu (nejsou vyžadována žádná data) a ESP-01 se automaticky připojí k vašemu hotspotu a poté můžete klíčenku zazvonit a snadno ji najít).

Než začnete, doporučuji všem uživatelům ESP poprvé přečíst si Průvodce pro začátečníky k ESP8266 od Pietera P. Klikněte zde. Tato příručka byla pro mě jako začátečníka s čipem ESP8266 velmi užitečná.

Jaký je vztah mezi ESP8266 a ESP-01

Když jsem začal pracovat s ESP, byl jsem docela zmatený. Na internetu bylo hodně informací o ESP čipech. Kdysi jsem si myslel, že ESP8266, ESP-01, ESP-12E atd. Jsou různé a nemohou používat program napsaný v ESP-01 na ESP-12E, ale není tomu tak. Dovolte mi objasnit vaše pochybnosti! ESP8266 je čip, který se používá ve všech modulech ESP (jako ESP-12E a ESP-01). Na trhu je k dispozici mnoho dalších modulů ESP a všechny používají čip ESP8266. Jediným rozdílem mezi nimi je funkčnost, kterou modul ESP poskytuje. Řekněme, že ESP-01 má mnohem méně GPIO pinů, zatímco ESP-12E má hodně GPIO pinů. ESP-01 nemusí mít různé režimy spánku jako ESP-12E, zatímco ESP-01 je levnější a má menší rozměry.

Mějte na paměti, protože všichni používají stejný čip ESP8266, můžeme na všech modulech ESP bez problémů použít stejný program ESP8266, pokud nepoužíváte program, který může fungovat pouze na jednom konkrétním čipu (řekněme, že se pokoušíte zapněte GPIO pin 6 na ESP-01, který nemá. Žádné starosti a programy, které jsem dal v tomto tutoriálu, jsou kompatibilní se všemi moduly ESP. Ve skutečnosti jsem veškeré kódování provedl na ESP-12E NodeMCU, protože bylo jednodušší pracovat a chyby ladění na vývojové desce. Poté, co jsem byl přesvědčen o své práci, vyzkoušel jsem ty programy na ESP-01, které fungovaly jako kouzlo bez jakýchkoli úprav!

Některé klíčové body:

• Mým cílem je pomoci vám pochopit, jak můžeme IoT vložit kamkoli.
• Hlavní cestou z tohoto Instructable je znalost vložení ESP-01 do klíčenky, která se zdá bizarní, ale hej, strojírenství je plné výzev! Doporučuji každému, aby přišel s různými vzory klíčenek a pokusil se, aby byl nápad na klíčenku IoT dokonalý.
• Klíčenka IoT, kterou jsem vytvořil, není příliš výkonná na baterii (6 hodin s Li-Po baterií 500 mAh 3,7 V) a je trochu objemná. Ale já vím, vy ho můžete vylepšit, ne -li ještě lépe, a vytvořit si vlastní instruktáž (nezapomeňte mě zmínit!)

Dost bla bla bla! Začněme

Jak teče můj Instructable

1. Požadované materiály a součásti [krok 1]
2. ESP-01 Začínáme [Krok 2]
3. Připravme si bzučák pro ESP-01 [krok 3]
4. Příprava na programování [krok 4]
5. Přizpůsobení programu [krok 5]
6. Umožňuje programovat ESP-01 [krok 6]
7. IP a mDNS pro ovládání bzučáku [krok 7]
8. Výběr vhodné baterie [Krok 8]
9. Umístění všech komponent [krok 9]
10. Příprava vnějšího krytu pro umístění obvodu klíčenky a baterie [Krok 10]
11. Čas závidět svým přátelům! Několik myšlenek na závěr [Krok 11]

Krok 1: Požadované materiály a součásti

Takže jste připraveni, skvělé!

Zmínil jsem všechny komponenty, které jsou použity v tomto Instructable na obrázku výše (obrázek má hodnotu tisíc slov)

Krok 2: ESP-01 Začínáme

Použil jsem mnoho modulů ESP, ale musím říci, že ESP-01 je můj oblíbený modul ESP8266, protože je nejmenší a levný.

Na ESP-01 je celkem 8 pinů. Výše jsem poskytl obrázek pinového diagramu.

Pro programování ESP-01 budeme používat desku Arduino UNO a Arduino IDE, protože mnoho z vás musí mít Arduino doma.

ESP-01 má dva režimy:

• Režim programování
• Normální zaváděcí režim

Ke změně režimů vyžadujeme pouze přepnutí pinů RST a GPIO 0.

ESP8266 zkontroluje při spuštění, do kterého režimu by se měl zavést. Toho dosáhnete kontrolou pinu GPIO 0. Pokud je pin uzemněn, 0V ESP se spustí do programovacího režimu. Pokud je kolík stále plovoucí nebo je připojen k 3.3V, ESP se spustí normálně.

RST pin je aktivní nízko, takže 0V na RST pinu resetuje čip (stačí se na vteřinu dotknout RST pinu k zemi)

Pro normální režim spouštění: GPIO 0 by měl být buď plovoucí, nebo připojený k 3,3 V po resetování nebo prvním spuštění čipu

Pro režim programování: GPIO 0 by mělo být uzemněno po prvním resetování nebo spuštění čipu a zůstat uzemněno, dokud programování neskončí. Chcete -li vyjít z tohoto režimu, stačí vyjmout kolík GPIO 0 ze země a ponechat jej buď plovoucí, nebo se připojit na 3 V, poté na sekundu uzemnit kolík RST. ESP se spustí zpět do normálního režimu.

ESP-01 má 1 MB flash paměti.

Varování! ESP-01 pracuje s 3,3 V, pokud některému z pinů dáte více než 3,6 V, smažíte čip (již jsem smažil dva ESP-01). Můžeme jej použít mezi 3V - 3,6V, nyní je to užitečné, protože budeme používat 3,7V LiPo baterii. V následujících krocích vysvětlím, jak můžeme tuto baterii použít s ESP-01.

Krok 3: Připravte si bzučák pro ESP-01

Existují dva typy bzučáku:

• Aktivní bzučák
• Pasivní bzučák

Aktivní bzučáky fungují přímo tím, že dávají určité napětí. Okamžitě uslyšíte bzučivý zvuk.

Pasivní bzučáky vyžadují PWM. Pokud tedy použijete konstantní napětí, bzučák nevydá žádný zvuk.

Vyberte aktivní 3V bzučák.

Kolíky ESP-01 mohou dávat pouze až 12 mA, což je s ohledem na požadavek na napájení 3V bzučáku poměrně málo. Jako spínač pro ovládání bzučáku tedy použijeme tranzistor NPN (použil jsem 2N3904).

Postupujte podle schématu připojení podle výše nahraných obrázků. Proveďte připojení na prkénku. V nadcházejících fázích můžete otestovat svůj obvod a ujistit se, že vše funguje, než pájíte všechny součásti na desku plošných spojů.

Krok 4: Připravte se na programování

Nyní nastavíme Arduino IDE pro programování ESP-01

Nejprve přidáme desku ESP8266 na Arduino IDE. Otevřete Arduino IDE a přejděte na Soubor> Předvolby. Zobrazí se adresa URL správce dalších desek. Vložte tento odkaz:

• Nyní přejděte na Nástroje> Deska> Správce desek
• Hledat esp8266. Měli byste vidět esp8266 od komunity ESP8266. Nainstalovat.
• Nyní přejděte na Nástroje> Deska> Desky ESP8266. Vyberte obecný modul ESP8266.
• Hotovo! Nastavili jste Arduino IDE

Připojení

Připojte svůj ESP-01 k desce Arduino UNO podle schématu připojení na obrázcích výše.

Nebudeme používat čip Atmega328p (Ano, ten dlouhý velký čip na desce Arduino). Pro programování ESP-01 používáme desku Arduino UNO, proto jsme připojili pin RESET Atmega k 5V portu.

K ovládání spouštění ESP-01 se používají kolíky GPIO0 a RST. Více v kroku 6

ČERVENÁ LED dioda slouží ke kontrole, zda nahraný program funguje nebo ne.

Dobře, nyní, když jsou vytvořena připojení, stáhněte si níže svůj kód Keychain. V dalším kroku vysvětlím, jak provést nějaké změny v mém kódu a jak nahrát program.

Některé další informace (přeskočit, pokud chcete)

Možná jste si všimli, že Rx jde do Rx a Tx jde do Tx. To není správně!. Pokud zařízení vysílá, druhé zařízení přijímá (Tx na Rx) a naopak (Rx na Tx). Proč tedy toto spojení?

Deska Arduino UNO byla vyrobena tak. Dovolte mi, abych se ujasnil, Rx a Tx kabelu USB připojeného k desce Arduino UNO jsou připojeny k Atmega328p. Připojení je provedeno takto: Rx z USB jde do Tx z Atmega a Tx z USB jde do Rx z Atmega. Nyní je Port Pin 0 a 1 uvedený jako Rx respektive Tx připojen přímo k Atmega (Rx Atmega je Rx na Port Pin 0 a Tx Atmega je Tx Port Pin 1) a protože nebudeme k programování použijte Atmega a potřebujete pouze připojení USB, můžete vidět Tx USB je Rx desky Arduino UNO Pin 0 a Rx USB je Tx desky Arduino UNO Pin 1

Fuj! Nyní znáte připojení Rx Tx.

Určitě jste si všimli rezistoru mezi spojením Rx - Rx. To je důležité pro zabránění smažení čipu ESP-01 díky TTL 5V. Použili jsme připojení s děleným napětím, které v zásadě snižuje 5V při Rx na 3,3V, takže ESP-01 nebude smažit. Pokud chcete vědět, jak funguje dělič napětí, přejděte na tento odkaz:

Krok 5: Přizpůsobení programu

Když otevřete můj program, můžete se nechat zastrašit veškerým žargonem a kódy. Nebojte se. Pokud chcete vědět, jak program funguje, podívejte se na odkaz Průvodce pro začátečníky, který jsem uvedl na začátku tohoto Instructable.

Celá oblast v kódu, kde můžete provádět změny, je přítomna mezi jednořádkovými komentáři, jako je tento

//-----------------------------------

proveďte své změny zde;

//----------------------------------

Přečtěte si prosím komentáře, které jsem poskytl v programu, abyste lépe porozuměli kódu

…….

Do programu můžete přidat více názvů WiFi a jejich příslušné přístupové kódy. ESP-01 se připojí k tomu, který je v době skenování nejsilnější. Po odpojení bude neustále vyhledávat dostupné WiFi, ke kterému se může připojit, a poté se připojí automaticky. Doporučil bych vám přidat do programu domácí WiFi a mobilní hotspot.

Syntaxe pro přidání WiFi: wifiMulti.addAP ("Hall_WiFi", "12345678");

První řetězec je název WiFi a druhý řetězec je heslo.

…….

Pokud chcete změnit pin, ke kterému je připojen bzučák, můžete to uvést v proměnné

const int buz_pin = pin_no;

pin_no by měla být platná hodnota podle modulu ESP, který používáte.

Hodnota LED_BUILTIN je 2pinový GPIO pro ESP-01;

…….

Extra [Přeskočit, pokud chcete]

Protože náš ESP-01 bude fungovat jako server, existuje základní kód webové stránky HTML, který jsem již přidal do programu, který jste si dříve stáhli. Nebudu se moc rozepisovat, ale pokud chcete prozkoumat zdrojový HTML kód, můžete si jej stáhnout níže. [PŘEJMENUJTE SOUBOR Z html code.html.txt na html code.html]

Krok 6: Umožňuje naprogramovat ESP-01

1)

• Připojte desku Arduino UNO k počítači.

• Ujistěte se, že v části Nástroje jsou vybrány tyto možnosti

  • Deska: "Obecný modul ESP8266"
  • Rychlost nahrávání: "115200"
  • Nechte ostatní možnosti zůstat výchozí
• Nechoďte na Nástroje> Port
• Vyberte port Arduino UNO COM (Můj počítač zobrazoval COM3. Váš se může lišit.

2) To je ono. Nyní před kliknutím na Nahrát musíme spustit ESP-01 do programovacího režimu. Pro tuto zem 0V pin ESP-01. Poté na sekundu uzemněte kolík RST. Nyní se ESP-01 spustil do režimu programování.

3) Nyní klikněte na Nahrát ve vašem Arduino IDE. Sestavení náčrtu nějakou dobu trvá. Monitorujte stavová okna příkazů pod Arduino IDE.

4) Až bude kompilace hotová, měli byste vidět Connecting ……._ ……._ ……… To je, když se váš počítač pokouší připojit k vašemu ESP-01. Pokud se připojíte ……. na dlouhou dobu nebo pokud připojení selže (u mě se to stává často), stačí resetovat ESP-01 znovu (klepnutím na RST na ESP-01 uzemním 2–3krát na zem 0V, abych se ujistil, že nastartoval do programovacího režimu).

Někdy i po tomto připojení selže, to, co dělám, je poté, co se připojím …… _ …… ESP-01 resetuji znovu a obvykle to funguje. Pamatujte, že pin GPIO 0 by měl být uzemněn během celého programovacího období.

5) Po dokončení nahrávání získáte:

Odchod ……

Tvrdé resetování pomocí kolíku RTS…

To znamená, že kód byl úspěšně nahrán. Nyní vyjměte kolík GPIO 0 ze země a poté resetujte ESP-01 znovu. Nyní se váš ESP spustí v normálním režimu a pokusí se připojit k síti WiFi, kterou jste uvedli v programu.

Program ESP-01 můžete sledovat ze sériového monitoru Arduino.

6) Otevřete sériový monitor, v pravém dolním rohu vyberte NL i CR a přenosovou rychlost 115200. Resetujte ESP-01 (nechte GPIO 0 plovoucí nebo připojené k 3,3 V, když se pokoušíme spustit nahraný program) a poté uvidíte všechny zprávy vrácené ESP-01. Zpočátku můžete vidět nějaké nesmyslné hodnoty, které jsou normální u všech čipů ESP8266. Po úspěšném připojení uvidíte na obrazovce vytištěnou IP adresu. Poznamenejte si to.

Přidal jsem nějaké emotikony v serial.print (), který vypadá dobře v Serial Monitor, protože dává nějaké výrazy. Kdo říká, že nemůžeme být kreativnější!

Krok 7: IP a MDNS pro ovládání bzučáku

Než se pustím do podrobností o tom, jak server funguje, zkuste zapnout bzučák. Zařízení, ke kterému se pokoušíte získat přístup k serveru ESP-01, by mělo být připojeno ke stejné síti jako ESP-01 nebo by mělo být připojeno k hotspotu vašeho zařízení. Nyní otevřete svůj oblíbený prohlížeč a zadejte IP adresu, kterou jste získali v předchozím kroku, a hledejte. Mělo by to otevřít stránku. Klikněte na Přepnout buzz a ČERVENÁ LED dioda by měla začít blikat!

Co je IP adresa?

IP je adresa, kterou každé zařízení získá po připojení k síti WiFi. IP adresa je jako jedinečný identifikátor, který pomáhá najít konkrétní zařízení. Žádná dvě zařízení nemohou mít stejnou IP adresu ve stejné síti. Když se ESP-01 připojí k WiFi nebo hotspotu, je mu přiřazena IP adresa, kterou vytiskne v Serial Monitoru.

Co je tedy mDNS?

Pojďme pochopit DNS. Zkratka znamená Domain Name System. Jedná se o speciální server, který vrací IP adresu domény, kterou jste prohledali. Řekněme, že jste například hledali instructables.com. Prohlížeč vyhledá server DNS a server vrátí IP adresu instructables.com. V době psaní tohoto Instructable jsem dostal IP adresu instructables.com jako 151.101.193.105. Nyní, když vložím 151.101.193.105 do adresního řádku prohlížeče a budu hledat, získám stejný web Instructables.com, čistý! Existuje ještě jedna výhoda DNS, IP adresa zařízení se neustále mění, řekněme, že vaše dnešní IP směrovače byla 92.16.52.18 a zítra to může být 52.46.59.190. IP se změní pokaždé, když se vaše zařízení znovu připojí k síti. Protože DNS automaticky aktualizuje IP všech zařízení, jsme vždy přesměrováni na správný cílový server.

Ale pro náš ESP-01 nemůžeme vytvořit server DNS, který by dotazoval jeho IP. V takovém případě použijeme mDNS. Funguje na lokálních zařízeních. Na sériovém monitoru jste si možná všimli esp01.local/ toto je název, který jsme přiřadili našemu ESP-01, který by automaticky reagoval na esp01.local/ (zkuste hledat esp01.local/ ve svém prohlížeči). Nyní tedy můžete přistupovat k ESP-01 přímo, jako když hledáte instructables.com, aniž byste znali jejich IP adresu. Ale je tu problém, mDNS nefunguje na Androidu, což znamená, že nemůžete přistupovat k vašemu ESP pomocí mDNS na zařízeních Android, spíše musíte zadat IP adresu do vyhledávacího panelu. mDNS funguje skvěle napříč iOS, macOS, ipadOS a pro Windows musíte nainstalovat Bonjour, zatímco na Linuxu musíte nainstalovat Avahi.

Chcete-li změnit název ESP-01 mDNS, najděte mdns.begin ("esp01"); v mém programu a nahraďte řetězec "esp01" libovolným preferovaným řetězcem, který chcete.

Pokud nechcete používat mDNS, můžete udělat ještě jednu věc. Poté, co je váš ESP-01 připojen k routeru, přejděte do nastavení routeru a nastavte pro ESP-01 statickou IP adresu. Statická IP se v průběhu času nemění. Můžete hledat na internetu, jak nakonfigurovat router tak, aby nastavoval statickou IP adresu pro jakékoli zařízení. Získáte mnoho užitečných stránek. Jakmile tedy přiřadíte statickou IP, jednoduše si ji poznamenejte nebo vytvořte záložku v prohlížeči, abyste příště mohli vyhledávat přímo ze záložky.

Nyní u mobilních hotspotů se IP nemění (nezměnilo se to pro mě jako nikdy!). IP adresy zařízení připojeného k vašemu hotspotu můžete získat v nastavení hotspotu Androidu. Jednoduše si v prohlížeči vytvořte záložku ESP-01 IP a je to, na web se můžete kdykoli dostat a zazvonit si klíčenkou.

IP ADRESA PŘIŘAZENÁ K ESP-01 PŘI PŘIPOJENÍ K MOBILNÍMU HOTSPOTU A WIFI MŮŽE BÝT JINÁ

Poznámka: Pro přístup k ESP-01 musíte být ve stejné síti jako váš modul ESP. Nemůžete to tedy ovládat přes internet, ale pouze přes místní síť.

Krok 8: Výběr vhodné baterie

Pojďme nejprve porozumět mAh

Řekněme, že máte 3,7 V baterii s kapacitou 200 mAh. Baterie je připojena k obvodu, který spotřebovává 100 mA. Jak dlouho tedy bude baterie schopna napájet obvod?

jen rozdělit

200mAh/100mA = 2h

Ano, 2 hodiny!

mAh je hodnocení, které udává, kolik energie může zdroj poskytnout za hodinu. Pokud má baterie 200mAh, dodává energii 200mA nepřetržitě po dobu 1 hodiny, než vybije.

Vybral jsem baterii 3,7 V 500 mAh (jděte na více mAh> 1 000 mAh (preferováno). Lepší baterii jsem nemohl dostat v žádném obchodě).

ESP-01 spotřebovává zhruba 80mA proud

Zhruba náš obvod by měl spotřebovat 100 mA bez bzučáku. Naše baterie by tedy měla být schopna napájet obvod déle než 5 hodin (pro baterii 500 mAh), protože bzučák je většinu času vypnutý. Baterie 1 000 mAh by měla poskytovat více než 10 hodin zálohování baterie. Vyberte si tedy baterii podle svého požadavku.

Dobře, můžeme tedy nyní připojit baterii přímo k našemu obvodu? NE. Napětí baterie je 3,7V. Jakékoli napětí nad 3,6 V zabije náš čip ESP8266. Co tedy dělat? Můžete zvýšit napětí na 5 V a poté jej snížit na 3,3 V pomocí spínacího regulátoru, ale hej! ty obvody zaberou hodně místa. A také zapomínáme, že 3,7V baterie poskytne 4,2V při plném nabití. To mě zpočátku hodně trápilo!

Pak jsem si vzpomněl, že můžeme použít diodu ke snížení napětí. Pokud si pamatujete, křemíková dioda klesá při předpětí dopředu zhruba o 0,7 V. ESP-01 můžete připojit k diodě, která byla připojena k 3,7V baterii. Dioda by měla klesnout o 0,7 V, takže by měla dostat 3 V (3,7 - 0,7). A při plném nabití bychom měli dostat 3,5 (4,2 - 0,7), což je dobrý rozsah pro napájení ESP -01. Přejděte na diodu řady 1N400x.

Viz připojení na obrázcích výše.

Dobře. Nyní, když jsme dokončili baterii, uvidíme, jak vytvořit nabíjecí držák pro naši klíčenku.

Krok 9: Umístění všech komponent

Klíčenku jsme téměř dokončili!

Zbývá jen vyrobit klíčenku a umístit všechny součásti dovnitř.

Schéma zapojení je uvedeno výše. Ujistěte se, že naplánujete, jak budou vaše součásti do sebe zapadat.

Možná jste si ve schématu zapojení všimli kondenzátoru. Je nutné pro odstranění kolísání napětí v obvodu, protože ESP8266 je citlivý na změny napětí.

Pro připojení baterie k vašemu obvodu můžete použít konektor JST, protože v budoucnu bude snadné baterii vyměnit.

Pro připojení ESP-01 používám kolíkové kolíky připájené na desku plošných spojů. Je snadné vyjmout a vložit ESP-01 do obvodu.

Ujistěte se, že váš obvod je co nejmenší!

Krok 10: Příprava vnějšího krytu pro umístění obvodu klíčenky a baterie

Tady chci, abyste vy, kluci, přišli s různými nápady na klíčenku.

Používám lepenkové výřezy pro výrobu krychle, uvnitř které je umístěna baterie a obvod. Je trochu objemný, ale vhodný pro nošení v kapse.

Brainstormujte a přicházejte s úžasnými nápady pro klíčenky!

Krok 11: Dokončení

Gratulujeme! Vyrobili jste klíčenku IoT!

V tomto projektu je velký prostor pro vylepšení, protože můžeme mít lepší výdrž baterie, takže klíčenka bude ještě menší atd. Tento Instructable budu průběžně aktualizovat s lepšími funkcemi, které můžeme do klíčenky přidat.

Do té doby budujte, lámejte, přestavujte!

Přihlaste se k odběru, abyste dostali oznámení o mém dalším Instructable.

Jakýkoli dotaz klidně napište do sekce komentářů. Uvidíme se v dalším Instructable.