Detektor upadku ESP32: 5 kroków

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

Dziękuję firmie DFRobot za sponsorowanie tego projektu.

Oto lista użytych części:

DFRobot ESP32 Moduł ESP-WROOM ×1 -

Silicon Labs CP2102 mostek USB na UART × 1

Układ scalony ładowarki litowo-jonowej MCP73831 × 1

LM317BD2T Regulowany regulator × 1

0805 Kondensator 4,7 uF × 2

0805 Kondensator 100nF × 1

0805 Kondensator 1uF × 1

WS2812b LED × 1

1206 LED ×4

Złącze Micro USB × 1

0805 Rezystor 470 omów × 1

0805 Rezystor 2k omów × 1

0805 Rezystor 510 omów × 1

0805 Rezystor 300 omów × 1

0805 Rezystor 10k omów × 2

0805 Rezystor 270 omów × 2

Przycisk 6mm x 6mm × 2

Wysoki przycisk SMD 6mm x 6mm × 1

Krok 1: Poprzedni projekt

W sierpniu 2017 roku wyobraziłem sobie urządzenie, które może ostrzegać użytkowników, jeśli ktoś z ich bliskich upadnie lub naciśnie przycisk „paniki”. Używał ESP8266 i został zmontowany na kawałku płyty perforowanej. Miał pojedynczą diodę LED, która wskazywałaby, czy nastąpił upadek. Urządzenie posiadało również bardzo prosty obwód ładowania LiPo, który nie miał żadnych wskaźników.

Krok 2: Nowy pomysł

Ponieważ mój ostatni wykrywacz upadku był tak szczątkowy, chciałem dokonać drastycznych ulepszeń. Pierwszym z nich było zaprogramowanie USB, więc użyłem konwertera IC CP2102 USB na UART do obsługi połączenia szeregowego USB do UART.

Chciałem też, żeby było więcej wskazań operacji, więc dodałem diodę LED do ładowania, jedną do zasilania i dwie do stanu USB. Zdecydowałem się na użycie ESP32 ze względu na jego zwiększoną moc i łączność Bluetooth, co może pozwolić na przyszłą rozbudowę, taką jak towarzysząca aplikacja.

Krok 3: Projektowanie PCB

Wszystkie te nowe funkcje wymagałyby mnóstwa dodatkowych obwodów, a zwykły kawałek płytki perforowanej by ich nie przeciął. Wymagało to płytki PCB, którą zaprojektowałem w EagleCAD. Zacząłem od rozmieszczenia połączeń za pomocą ich edytora schematów. Potem zabrałem się do robienia samej planszy i śladów.

Krok 4: Lutowanie

To była najtrudniejsza część ze względu na drobne szpilki. Najtrudniejszym do lutowania komponentem był CP2102, który jest dostarczany w opakowaniu QFN-28. Każda szpilka jest oddalona od siebie o zaledwie 0,5 mm i bez szablonu było to dość trudne do zamocowania. Rozwiązałem ten problem, nakładając dużą ilość ciekłego topnika na klocki, a następnie nakładając niewielką ilość lutowia na szpilki.

Krok 5: Użycie

Urządzenie działa poprzez sprawdzanie przyspieszenia mierzonego przez MPU6050 w ustalonych odstępach czasu. Po wykryciu upadku wysyła e-mail do ustawionego kontaktu. Dowiedziałem się, że bateria wytrzymuje około trzech dni, więc trzeba ją regularnie ładować. Istnieje również przycisk, który jest podłączony do przerwania sprzętowego, które po naciśnięciu może wysłać wiadomość e-mail.