ESP8266 ESP-01 Przełącznik przewodowy LED: 6 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Ten projekt powstał, gdy moja dziewczyna i ja zainstalowaliśmy w pokoju wiele bajkowych przewodów świetlnych LED, aby uzyskać miły nastrój świąteczny. Za każdym razem, gdy szliśmy spać, musieliśmy biegać po pokoju i odcinać każdy przewód. Któregoś dnia musieliśmy ponownie je wszystkie włączyć.

Ponieważ miałem kilka modułów ESP8266 ESP-01, postanowiłem złożyć i zaprogramować szybki prototyp.

Po udanym wdrożeniu prototypu ze śmieciowym przewodem LED postanowiłem zająć się swoim pierwszym projektem PCB i zamówiłem kilka płytek.

Ta instrukcja poprowadzi Cię przez schemat, pierwszy prototyp i płytkę drukowaną i daje kod do programowania modułu ESP za pomocą kilku kliknięć.

TL; DR: Jest to łatwy sposób na zaimplementowanie przełącznika sterowanego przez Wi-Fi z ESP8266 ESP-01.

Kieszonkowe dzieci:

Sprzęt komputerowy

• Moduł ESP8266 ESP-01
• Regulator AMS-1117 3,3 V
• IRLB8721 MOSFET (ostateczna płytka drukowana) lub tranzystor 2N2222 (wstępny prototyp)
• Męskie i żeńskie paski nagłówka

Oprogramowanie

Arduino IDE v1.6

Do programowania

Adapter OPEN SMART USB na ESP-01

Dla testów

• PROWADZONY
• Rezystor 220 Ohm
• Deska do krojenia chleba
• Kable rozruchowe

Do montażu

• Lutownica
• Przewody (tylko prototyp; nie do PCB)
• Płytka perforowana (tylko prototyp; nie do PCB)

Krok 1: Schemat

Powyżej znajduje się schemat wykonany za pomocą EasyEDA. Można to podzielić w następujący sposób:

Pobieramy napięcie wejściowe z kabla zasilającego USB o napięciu 5V i wprowadzamy je do pinów VIN modułu AMS1117 3,3V.

Piny VOUT modułu AMS1117 3.3V są połączone z pinem kolektora IRLB8721 MOSFET oraz pinami VIN i CH_PD modułu ESP8266 ESP-01. Aby moduł ESP8266 ESP-01 wykonał kod, pin CH_PD należy wyciągnąć na WYSOKO.

Pin D2 modułu ESP8266 ESP-01 jest połączony z pinem GATE MOSFET-u IRLB8721. Kontroluje to, czy prąd może przez nią przepływać, czy nie.

Pin emitera MOSFET IRLB8721 jest podłączony do przewodu LED.

Wreszcie wszystkie styki uziemienia są ze sobą połączone.

Jeśli wybrałeś tranzystor 2N2222, zamień odpowiednio wszystkie wystąpienia IRLB8721 na 2N2222 i pamiętaj, że nogi mają różne znaczenia na obu komponentach.

Krok 2: Programowanie

Zanim ustawimy prototyp na płytce stykowej, powinniśmy zaprogramować moduł ESP8266 ESP-01, dzięki czemu możemy później przetestować prototyp.

Kod

Mój kod jest w dużej mierze oparty na samouczku Random Nerd Tutorial dla prostego serwera HTTP. Usunąłem jednak drugi przycisk, ponieważ musimy kontrolować tylko jeden pin (D2). Niemniej jednak możesz po prostu użyć ich kodu bez zmian i zastąpić dane uwierzytelniające Wi-Fi.

Flash ESP8266 ESP-01

Jeśli masz przejściówkę OPEN-SMART USB na ESP-01, możesz podłączyć do niej moduł ESP8266 ESP-01 i ustawić przełącznik na PROG. Następnie podłącz całość do wolnego portu USB w komputerze i odpal Arduino IDE.

Skopiuj i wklej kod z Random Nerd Tutorials, podmień swoje dane logowania do WiFi i prześlij go do modułu ESP8266 ESP-01.

Następnie wyjmij moduł ESP8266 ESP-01 z adaptera OPEN-SMART, ustaw przełącznik na UART i włóż go ponownie.

Przetestuj kod

Otwórz konsolę szeregową w Arduino IDE i poczekaj, aż moduł połączy się z WiFi.

Następnie otwórz przeglądarkę i przejdź do adresu IP wyświetlanego w konsoli szeregowej. Uwaga: Musisz być w tej samej sieci, czyli Wi-Fi. W przeciwnym razie nie będziesz mieć dostępu do ESP8266 ESP-01!

Jeśli wszystko działa, widzisz witrynę z dwoma przyciskami. Podłącz diodę LED z rezystorem 220 Ohm do pinu D2 w module ESP8266 ESP-01 i powinna zaświecić się i zgasnąć po kliknięciu odpowiedniego przycisku na stronie internetowej.

Jeśli napotkasz jakiekolwiek trudności, skorzystaj z pełnego i szczegółowego samouczka, do którego link znajduje się powyżej.

Krok 3: Prototypowanie

Skonfiguruj płytkę stykową ze wszystkimi potrzebnymi komponentami i przewodami, jak pokazano na powyższym schemacie i przetestuj ją z zaprogramowanym modułem ESP8266 ESP-01.

Jeśli wszystko działa, masz dwie możliwości.

Opcja A: przylutuj go do płyty perforowanej

Opcja B: Zrób PCB

Zdecydowałem się najpierw na opcję A, a potem postanowiłem ubrudzić sobie ręce swoim pierwszym projektem PCB.

Na zdjęciach widzicie mój prototyp do samodzielnego lutowania. Jak zawsze w połączeniach jest bałagan i użyłem rurek termokurczliwych, aby zapobiec zwarciu nakładających się połączeń. Użyłem również tranzystora 2N2222 zamiast MOSFET-u IRLB8721, ponieważ miałem ich mnóstwo i wiedziałem, że nie zostało.

Lutowanie zajęło mi około godziny i wcale nie było zabawne. Jeśli jesteś profesjonalnym lutownikiem, może podoba Ci się ten proces, ale dla mnie chcę czegoś prostszego.

Krok 4: PCB

Bałem się płytek drukowanych, ponieważ myślałem, że muszę je zaprojektować z elementami SMD i nie mogłem znaleźć gotowych modułów rozwojowych ESP lub Arduino do wstawienia do schematu lub układu płytki PCB.

W tym projekcie postanowiłem po prostu rozważyć moduły ESP8266-01 i AMS1117 3.3. V jako rodzaj rzeczy, które musiałbym przylutować na płytce, aby ich użyć: jako żeńskie piny do nagłówka.

To znacznie ułatwiło mi życie, a układ PCB wykonałem w około dwie godziny. Na zdjęciach widać obie wersje.

Wersja 1 ma kilka drobnych zastrzeżeń:

1. Kołki nagłówka są zbyt wąskie. Nie wziąłem pod uwagę, że muszą być od siebie oddalone o 2,54 mm i po prostu chwyciłem pierwsze szpilki z biblioteki.2. Zepsułem etykietę dla VIN: etykiety VCC i GND są zamienione.3. Moduł AMS1117 3.3V jest szerszy niż myślałem i rozciąga się na krawędzi PCB.

Oczywiście zauważyłem te zastrzeżenia po zamówieniu i przetestowaniu ich w prawdziwym życiu. Nie są łamaczem gry, ale stworzyłem nową wersję, w której poprawiłem wyżej wymienione punkty. Ponadto umieściłem moduł ESP8266 ESP-01 w taki sposób, aby nie nachodził na moduł AMS1117 3.3V.

Projekt EasyEDA można znaleźć tutaj:

Krok 5: Awans

Mamy więc do czynienia z łatwą w montażu płytką drukowaną. Co dalej?

Obudowa

Byłoby wspaniale mieć obudowę wydrukowaną w 3D, która ukrywa elektronikę i sprawia, że konstrukcja jest bardziej wytrzymała. Idealnie miałby zintegrowany radiator dla IRLB8721 (chociaż podczas mojego testu z 10-metrowym przewodem LED nigdy nie było cieplej niż temperatura pokojowa).

Złącza

Ponadto chcę dodać złącze USB dla VIN aka kabel USB i złącze JST dla VOUT aka przewód LED. Obecnie użyłem na płytce listew męskich oraz listew żeńskich przylutowanych do przewodu LED i (odciętego) kabla USB do podłączenia. Ale nie jest to połączenie przyszłościowe i nie wygląda zbyt profesjonalnie.

W połączeniu z obudową znacznie poprawiłoby to estetykę konstrukcji, a także ogólne wrażenia z użytkowania (co jest kluczowe, jeśli próbujesz wdrożyć inteligentny dom we wspólnym środowisku, a nie tylko we własnym pokoju lub laboratorium).

Integracja z inteligentnym domem

Obecnie każdy ESP8266 ESP-01 jest serwerem HTTP z witryną internetową, która kontroluje jego stan. Chciałbym postawić pierwsze kroki w kierunku Smart Home i wykorzystać NodeRED i MQTT do zintegrowania ich ze scentralizowanym systemem automatyki domowej, aby móc sterować wszystkimi przełącznikami z jednego interfejsu użytkownika.

Oczywiście mógłbym po prostu zbudować serwer WWW, który wysyła żądania do różnych modułów ESP8266 ESP-01, ale znowu nie jest to eleganckie, ustandaryzowane lub rozszerzalne rozwiązanie.

Krok 6: Krytyka

Jeśli dotarłeś aż tutaj, wielkie dzięki za przeczytanie!

To jest mój pierwszy artykuł tutaj i mam nadzieję, że mógłbyś coś zabrać. Nie zagłębiałem się w różne wspomniane tematy, ponieważ czułem, że jest już wiele świetnych samouczków na różne tematy. Jeśli potrzebujesz więcej referencji lub chcesz, abym opisała niektóre kroki bardziej szczegółowo, zostaw komentarz.

Jeśli podoba Ci się to, co czytasz, zostaw też komentarz, a może spodoba ci się artykuł. To by wiele znaczyło:)