Super Wifi analyzátor TicTac, ESP-12, ESP8266: 5 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Tento projekt vychází z původního kódu měsíční navigace a konceptu použití krabice TicTac jako přílohy.

Namísto použití tlačítka k zahájení měření však používá dotykový panel dodávaný s displejem TFT SPI. Kód byl upraven tak, aby lépe ovládal podsvícení LED a přepnul displej do režimu spánku (protože modul displeje musí zůstat napájen pro dotykový čip). Jednotkový proud ve spánku je dostatečně nízký, aby lipo 1000 mah vydrželo několik let. K dispozici je také nabíjení baterie a ochrana proti nízkému napětí.

Podívejte se na poslední krok, jak to funguje.

Díly:

• 48g box TicTac
• ESP12 (nejlépe ESP-12F)
• 2,4”SPI TFT displej
• Nabíjecí modul Lipo
• PNP tranzistor
• 3,3 V nízký klidový proud, regulátor napětí
• Přidružené odpory a kondenzátory (podrobnosti dále)

Krok 1: Vývoj

Myslel jsem, že bych nastínil cestu vývoje tohoto projektu. Tuto sekci můžete přeskočit, pokud se chcete pustit přímo do toho.

Toto je jeden z mých prvních projektů ESP8266. Byl jsem zaujat úhledným konceptem použití krabice TicTac jako skříně pro analyzátor Wifi a rozhodl jsem se, že ji vyrobím. Děkuji: Portable-WiFi-Analyzer. Rozhodl jsem se použít větší 2,4palcový displej - dodávaný s dotykovým panelem a na desce plošných spojů s piny, ke kterým bude snadnější připojení.

Když jsem začal stavět, prozkoumal jsem uspořádání, které by mělo anténu ESP12 mimo elektroniku. Jedinou možností bylo, aby to bylo uvnitř čepice. Také jsem chtěl pod dávkovač modul nabíječky. Otázkou tedy bylo, kde najít tlačítko „zapnuto“? Nechtěl jsem dělat díru v zadní části skříně. Nejlepší by bylo horní víčko - ale není tam místo, pokud tam mám dva moduly.

To vedlo k myšlence použít dotykový panel jako tlačítko pro zapnutí. Všiml jsem si, že jeden z konektorů displeje byl označen „T_IRQ“- to vypadalo povzbudivě. Dotykový čip je XPT2046. A k mé radosti je, že má režim automatického spánku a pokud se dotknete panelu, stáhne T_IRQ dolů. To je ideální pro výměnu spínače a lze jej jednoduše připojit k resetování ESP12.

Měl jsem zmínit, že kód spouští několik skenů pro wifi sítě a poté odpojí napájení displeje a uvede ESP12 do hlubokého spánku - to je probuzeno resetovacím vstupem.

Takže s tímto konceptem jasným, zapojil jsem to pomocí NodeMcu - a nefungovalo to! Bylo tedy ještě trochu práce. Věděl jsem také, že pomocí NodeMcu nemohu zkontrolovat klidový proud kvůli integrovanému USB čipu a vysokému klidovému proudovému regulátoru napětí. Také jsem chtěl systém pro snadné programování ESP12. To vedlo k tomu, že jsem vytvořil oddělovací desku/vývojový systém ESP12, který lze naprogramovat stejně snadno jako NodeMCU, ale pomocí programátoru FTDI. Tímto způsobem je regulátor a USB čip odděleny. Viz: Programovací a odpočinková deska ESP-12E a ESP-12F

Pak jsem to zapojil pomocí své nové desky s ESP-12F-a fungovalo to. Jedinou změnou, kterou jsem provedl, bylo zkratování regulátoru napětí na zobrazovacím modulu, takže vše bylo napájeno na 3,3 V. Začal jsem dělat své kódové mody, zejména kód pro přepnutí zobrazovacího čipu (ILI9341) do spánkového režimu a čip dotykového panelu by musel být napájen (v režimu spánku), když je modul ESP také ve spánku. Poté jsem zkontroloval spánkový proud. To bylo 90uA. Baterie 1000 mAh by tedy vydržela rok. Dobrý začátek.

Poté jsem odstranil regulátor napětí na zobrazovacím modulu. Stačilo by jen zvednout zemnící kolík. Nyní byl spánkový proud systému 32uA. Stále jsem musel přidat regulátor 3,3 V, ale znal jsem jeden s klidovým proudem 2uA. Nyní se tedy díváme na 3 roky výdrže baterie!

Také jsem chtěl co nejvíce namontovat komponenty na desku plošných spojů, aby bylo vedení úhlednější. V tomto bodě jsem tedy pokračoval s návrhem desky plošných spojů pro jednotku. Rád bych byl připojen přímo k pinům modulu displeje. To bude docela obtížné, takže jsem se rozhodl pro pevný vodič z desky plošných spojů do modulu displeje.

Trochu více jsem si pohrával s kódem. Přidal jsem upozornění na spánek - vyplnění obrazovky černou barvou a vytištění ZZZ před usnutím. Také jsem oddaloval zapnutí podsvícení LED, dokud se obrazovka nezaplnila. Tím se zabrání bílému záblesku na začátku původního kódu. Podobné režimy jsem udělal na konci vypnutím LED před uspáním displeje.

Možná si říkáte, jak měřit uA. Mrtvé snadné! Zapojte odpor 1k do série s kladným napájecím kabelem. Zkratujte to propojkou, aby systém mohl běžet. Poté, když je v režimu spánku, odstraňte propojovací kabel a změřte pokles napětí na rezistoru. S 1k odporem 100 mv znamená 100 uA. Pokud je pokles napětí příliš velký, použiji odpor nižší hodnoty. Tuto metodu jsem použil k měření jednoho obrázku nA pomocí 1m odporu na jiných systémech se skutečně nízkými spánkovými proudy.

Krok 2: Stavba

PCB nebo tvrdý drát?

Jednotka, kterou jsem zde postavil, používá desku plošných spojů k upevnění modulů ESP12F a nabíječky a regulátoru napětí a tranzistoru PNP a souvisejících kondenzátorů a výsuvných odporů. Toto je nejčistší cesta, ale vyžaduje zařízení pro leptání desek plošných spojů a pájení SMD. Systém však mohl být vytvořen přímým zapojením modulů a vložením regulátoru napětí a tranzistoru PNP na kus desky - jako tomu bylo v dřívějším projektu TicTac (propojený dříve).

Pokud se rozhodnete jít s volbou PCB, možná budete chtít také vytvořit moji programovací desku ESP12, zvláště pokud plánujete dělat více projektů s deskami ESP12.

Seznam dílů:

• 49g TicTac box
• ESP-12F (nebo ESP-12E) Všimněte si, že ESP-12F má lepší dosah, jinak stejný jako ESP-12E
• 2,4”SPI TFT displej s ovladačem ILI9341 a dotykovým např. TJCTW24024-SPI
• Modul nabíječky - viz foto
• 2 mm kolíková lišta (volitelná, ale stojí za použití)
• PNP tranzistor ve formátu SOT23. Použil jsem BCW30, ale každý jiný s více než 100mA schopností a DC ziskem> 200 by měl být v pořádku.
• Regulátor 3v3 250mA (min) ve formátu SOT23. Použil jsem Microchip MCP1703T-33002E/CB. Ostatní budou fungovat, ale zkontrolují jejich klidový proud. (doporučuji méně než 30uA).
• Rezistory (všechny velikosti 0805)
• 10k 4off
• Sleva 3k3 1
• Kondenzátory (všechny velikosti 0805)
• 2n2 2 vypnuto
• Sleva 0,1u 1
• PCB jako soubor WiFiAnalyserArtwork.docx přiložen.
• Jednobuněčná baterie LiPo. Kapacita 400-1000 mahr - to se vejde do pouzdra. 400 mahr je dost velký.

Pro variantu bez PCB použijte olovnaté ekvivalenty, rezistory ¼W a vyšší jsou v pořádku a kondenzátory s pracovním napětím 5v nebo vyšším.

Při výrobě DPS - vyvrtejte otvory na 0,8 mm. Pokud máte bystré oko - otvory ESP12 2 mm pro kolíkové pásky mohou být 0,7 mm pro lepší podporu.

Umístění součásti:

Při montáži desky plošných spojů nejprve proveďte odpory a kondenzátory, poté regulátor a tranzistor PNP, poté modul nabíječky a kolíkovou lištu pro ESP12. Nepájel jsem ESP12 na místo, protože je dostatečně pevný přitlačený na kolíkový pásek a je snazší přeprogramovat jej mimo desku. Pokud budete někdy chtít přeprogramovat in-situ, všimnete si, že PCB má konektory pro TX, RX, GPIO 0, Reset a uzemnění. Všimněte si, že k vytažení GPIO low bude potřeba tlačítko. Reset lze provést nízkým dotykem displeje. Tlačítko lze použít, ale pouze pokud je odpojen vodič k displeji T_IRQ.

Krok 3: Zapojení

Před zapojením displeje k desce s obvody odstraňte regulátor i1 a na J1 naneste pájku, která to nahradí. Poté by to mělo vypadat takto:

Poté buď odstraňte kolíkový pásek, nebo čepy zkraťte. Nejlepším způsobem, jak odstranit kolík, je jeden kolík najednou. Na jednu stranu naneste páječku a na druhé zatáhněte za kolík kleštěmi.

Nyní může začít zapojení, počínaje připojením plochého kabelu k displeji. Uřízněte plochý kabel PC o délce 7–8 cm a vyberte 10 způsobů. Ořízněte 9 způsobů zpět o 10 mm a ponechte jeden delší na jednom okraji pro kolík T-IRQ. Zbytek pak lze rozložit na místo, kde budou pájeny a v případě potřeby trochu více oříznuty.

Umístil jsem a připájel jeden vodič najednou od VCC.

Umístěte desku plošných spojů tam, kde má být, ve vztahu k displeji. Potom jeden po druhém ořízněte vodiče na 5 mm nebo déle, než je požadováno, a odizolujte 2 mm izolaci, pocínujte konec a pájku na místo. Směrování drátu probíhá následovně (počítání čísel pinů z VCC):

Zobrazit	PCB	Komentář
1	1	VCC
2	8	GND
3	9	CS
4	5	RESET
5	7	DC
6	2	SDI (MOSI)
7	4	SCK
8	10	VEDENÝ
9	3	SDO (MISO)
10	6	T_IRQ

Nyní zbývá jen připojit baterii a naprogramovat ESP12. Pokud programujete na místě, připojte nyní baterii. Pokud programujete mimo desku, připojte baterii později.

Krok 4: Programování

Stáhněte si připojený soubor s kódem ESP8266WiFiAnalMod.ino, ve složce skic Arduino vytvořte složku s názvem „ESP8266WiFiAnalMod“a přesuňte soubor do této složky.

Spusťte Arduino IDE (v případě potřeby stáhněte a nainstalujte z Arduino.cc) a přidejte podrobnosti o desce ESP, pokud je nemáte (viz: Sparkfun).

Načtěte kód (Soubor> Skicář>… ESP8266WiFiAnalMod).

Poté nastavte detaily programování (Nástroje):

Vyberte desku: Obecný modul ESP8266

Další nastavení viz níže. Pokud používáte programátor s automatickým pohonem resetování a GPIO0, vyberte způsob resetování: „nodemcu“. Jinak nastavte na „ck“, pokud programujete na místě nebo přímým připojením k převodníku USB na sériový port.

Číslo portu se pravděpodobně bude lišit.

Pokud chcete programovat in-situ, budete muset pájet vodiče k přepínači, abyste vytáhli GPIO 0 low a připojili se k Tx a Rx-viz níže:

Jednodušší možností je použít programovací desku: ESP-12E a ESP-12F Programming and Breakout Board

Pokud programujete na místě, připojte se podle níže uvedeného postupu. Všimněte si, že pokud je připojen displej, reset lze aktivovat pomocí dotykové obrazovky, jinak je potřeba přepnout z Reset na GND. Na desce je potřeba napájení, nejlépe připojením 3,7 V na výstupy OUT+ a OUT. Pokud používáte baterii, je třeba nabíječku resetovat krátkým zapojením kabelu USB.

Pokud nastavujete režim programování ručně, zatáhněte reset nízko (dotyková obrazovka), vytáhněte GPIO 0 nízko a při nízkém uvolněte reset. Nyní klikněte na tlačítko Stáhnout. Programování by mělo pokračovat.

Pokud používáte programovací a odpojovací desku, připojte sériový převodník USB FTDI, připojte k programovací desce napájení 3,3 V a klikněte na Stáhnout.

Krok 5: Konečná montáž a testování

Nyní je vhodný čas na předběžný test. Pokud byl ESP12 naprogramován na místě, měl by fungovat - stačí se lehce dotknout obrazovky a mělo by se spustit. Pokud je naprogramován z jednotky - vložte ESP12 a zapojte baterii a mělo by to fungovat.

Při procházení konečné sestavy jsem částečně odpojil baterii, částečně kvůli pohodlí a částečně proto, abych se vyhnul jakémukoli nechtěnému zkratu.

Displej se úhledně vloží mezi víčko a spodní část pouzdra. Vyvýšená část v základně pěkně drží obrazovku na straně krabice.

Deska plošných spojů musí být připevněna k desce displeje, aby se vešla do víčka a představovala nabíjecí zásuvku USB. Když je vidět požadovaný vztah mezi pozicemi desek, umístěte na obě desky oboustrannou pásku (typ o tloušťce 1 mm). To poskytne vůli 2 mm, která by měla zabránit jakémukoli elektrickému kontaktu. Preventivně jsem umístil izolační pásku pokrývající elektroniku displeje:

Dále musíme sundat asi 2 mm z horního víčka. Udělal jsem to tak, aby to dobře sedělo na obrazovce s extra bity vyříznutými pro plochý kabel dotykové obrazovky a plastový držák obrazovky. Viz. níže:

Nakonec musíme umístit baterii a pomocí ní držet displej na straně krabice. Použil jsem starý kus polystyrenové pěny a nařezal a obrousil na požadovanou tloušťku. Přilepil jsem to na desku plošných spojů pomocí tenké oboustranné pásky a pomocí několika menších kousků pásky zastavil klouzání baterie.

Když to všechno propojíte a zjistíte, že se nic neděje, nebojte se (zatím). Ochranný obvod baterie na nabíjecím modulu musí být resetován. To se provádí připojením pomocí kabelu micro USB k napájení 5 V. Několik sekund je dost dlouho.

A teď máte užitečné zařízení, které ukazuje sílu systémů ESP8266, a v mém případě mě přivedlo ke změně mého WiFi kanálu, protože detekovalo 5 dalších na stejném!

Doufám, že se vám tento krásný projekt bude líbit.

Mike