ESP8266 ESP-01 Interruptor de fil LED: 6 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Aquest projecte es va originar quan la meva xicota i jo vam instal·lar diversos cables de llum de fades LED a l'habitació per tenir una bona sensació nadalenca. Cada vegada que anàvem al llit havíem de córrer per l’habitació i tancar tots els cables. L’altre dia els vam haver d’encendre tots de nou.

Com que tenia alguns mòduls ESP8266 ESP-01, vaig decidir muntar i programar un prototip ràpid.

Després de la implementació amb èxit del prototip amb un cable LED de ferralla, vaig decidir assumir el meu primer disseny de PCB i vaig demanar algunes taules.

Aquesta instrucció us guia a través de l’esquema, el primer prototip i el PCB i us proporciona el codi per programar el mòdul ESP amb uns quants clics.

TL; DR: Aquesta és una manera senzilla d'implementar un commutador controlat per Wi-Fi amb l'ESP8266 ESP-01.

Subministraments:

Maquinari

• Mòdul ESP8266 ESP-01
• Regulador AMS-1117 3,3V
• MOSFET IRLB8721 (PCB final) o transistor 2N2222 (prototip inicial)
• Barres de capçalera masculines i femenines

Programari

Arduino IDE v1.6

Per a la programació

Adaptador OPEN SMART USB a ESP-01

Per a proves

• LED
• Resistència de 220 Ohm
• Taula de pa
• Cables de pont

Per al muntatge

• Soldador
• Cables (només prototip; no per a PCB)
• Tauler perf (només prototip; no per a PCB)

Pas 1: esquema

A la part superior es mostra l’esquema realitzat amb EasyEDA. Es pot desglossar així:

Prenem una tensió d’entrada d’un cable d’alimentació USB de 5V i l’introduïm als pins VIN del mòdul AMS1117 de 3,3V.

Els pins VOUT del mòdul AMS1117 3.3V estan connectats al pin col·lector del MOSFET IRLB8721 i als pins VIN i CH_PD del mòdul ESP8266 ESP-01. Cal treure el pin CH_PD HIGH per al mòdul ESP8266 ESP-01 per executar el codi.

El pin D2 del mòdul ESP8266 ESP-01 està connectat al pin GATE del MOSFET IRLB8721. Això controla si el corrent pot fluir-hi o no.

El pin emissor del MOSFET IRLB8721 està connectat al cable LED.

Per últim, tots els pins de terra estan connectats entre si.

Si heu triat el transistor 2N2222, substituïu totes les aparicions d’IRLB8721 per 2N2222 respectivament i recordeu que les potes tenen significats diferents en ambdós components.

Pas 2: programació

Abans de configurar un prototip en una taula de programació, hauríem de programar el mòdul ESP8266 ESP-01, de manera que puguem provar el prototip més endavant.

Codi

El meu codi es basa en gran mesura en el tutorial de Random Nerd Tutorial per al servidor HTTP senzill. He tret el segon botó, ja que només necessitem controlar un pin (D2). Tot i això, només podeu fer servir el codi tal qual i substituir les vostres credencials de WiFi.

Feu clic a l’ESP8266 ESP-01

Si teniu l'adaptador OPEN-SMART USB a ESP-01, podeu connectar-hi el mòdul ESP8266 ESP-01 i configurar l'interruptor a PROG. A continuació, connecteu-ho tot a un port USB gratuït de l'ordinador i engegueu l'IDE Arduino.

Copieu i enganxeu el codi de Random Nerd Tutorials, substituïu les vostres credencials de WiFi i pengeu-lo al mòdul ESP8266 ESP-01.

A continuació, traieu el mòdul ESP8266 ESP-01 de l'adaptador OPEN-SMART, configureu el commutador a UART i torneu-lo a inserir.

Proveu el codi

Obriu la consola sèrie a l’IDE Arduino i espereu fins que el mòdul estigui connectat a WiFi.

A continuació, obriu el navegador i aneu a l'adreça IP que es mostra a la consola de sèrie. Nota: heu d'estar a la mateixa xarxa, també coneguda com WiFi. En cas contrari, no podreu accedir a l’ESP8266 ESP-01.

Si tot funciona, veieu un lloc web amb dos botons. Connecteu un LED amb una resistència de 220 Ohm al pin D2 del mòdul ESP8266 ESP-01 i s’hauria d’encendre i apagar quan feu clic al botó correcte del lloc web.

Si teniu dificultats, seguiu el tutorial complet i detallat enllaçat anteriorment.

Pas 3: prototipatge

Configureu una taula de control amb tots els components i cables necessaris tal com es mostra a l’esquema anterior i proveu-la amb el mòdul ESP8266 ESP-01 programat.

Si tot funciona, teniu dues opcions.

Opció A: soldeu-la a un tauler de perf

Opció B: Feu un PCB

Vaig optar per l'opció A primer i després vaig decidir embrutar-me les mans amb el meu primer projecte de PCB.

A les imatges es veu el meu prototip autosoldat. Com sempre, les connexions són un desastre i he utilitzat alguns tubs retràctils per evitar que les connexions superposades s’escurcin. A més, he utilitzat el transistor 2N2222 en lloc del MOSFET IRLB8721, perquè en tenia molts i ja sabia que no estava destinat a quedar-se.

La soldadura em va costar aproximadament una hora i no va ser gens divertida. Si sou un soldador professional, potser us agrada el procés, però per a mi vull una cosa més senzilla.

Pas 4: PCB

He tingut por dels PCB perquè pensava que els havia de dissenyar amb els components SMD i no trobava mòduls de desenvolupament ESP o Arduino fàcilment inserits a l'esquema o al disseny de PCB.

Per a aquest projecte, vaig decidir simplement considerar els mòduls ESP8266-01 i AMS1117 3.3. V com el tipus de coses que hauria de soldar a la placa per utilitzar-los: com a pins de capçalera femenins.

Això em va fer la vida molt més fàcil i el disseny del PCB es va fer en unes dues hores. Podeu veure les dues versions a les imatges.

La versió 1 té algunes advertències menors:

1. Els passadors de capçalera són massa estrets. No vaig tenir en compte que havien de separar-se de 2,54 mm entre si i vaig agafar els primers pins de la biblioteca. Vaig desordenar l’etiqueta de VIN: es canvien les etiquetes VCC i GND. El mòdul AMS1117 de 3,3 V és més ample del que pensava i s’estén per la vora del PCB.

Per descomptat, vaig notar aquestes advertències després d’ordenar-les i provar-les a la vida real. No són un trencaclosques de jocs, però he creat una nova versió on he millorat els punts esmentats anteriorment. A més, he col·locat el mòdul ESP8266 ESP-01 de manera que no es superposés al mòdul AMS1117 3.3V.

Podeu trobar el projecte EasyEDA aquí:

Pas 5: avançar

Així que aquí estem amb un PCB fàcil de muntar. Que segueix?

Carcassa

Seria fantàstic tenir una funda impresa en 3D que amagui l'electrònica i que faci la construcció més robusta. L’ideal seria que tingués un dissipador de calor integrat per a l’IRLB8721 (tot i que durant la meva prova amb un fil LED de 10 m de llargada mai no es va escalfar més que la temperatura ambient).

Connectors

A més, vull afegir un connector USB per a VIN també conegut com el cable USB i un connector JST per a VOUT també conegut com el cable LED. Actualment, he utilitzat capçaleres masculines a la placa i capçaleres femenines soldades al cable LED i al cable USB (tallat) per connectar-lo. Però aquesta no és una connexió a prova de futur i no sembla molt professional.

Juntament amb un cas, això augmentaria enormement l'estètica de la construcció i també l'experiència d'ús general (que és crucial si intenteu implementar una casa intel·ligent en un entorn compartit i no només a la vostra pròpia habitació o laboratori).

Integració Smart Home

Actualment, cada ESP8266 ESP-01 és un servidor HTTP amb un lloc web que controla el seu estat. M’agradaria fer els meus primers passos cap a Smart Home i fer servir NodeRED i MQTT per integrar-los en un sistema domòtic centralitzat per poder controlar tots els meus commutadors des d’una interfície d’usuari.

Per descomptat, només podria construir un servidor web que envia sol·licituds als diferents mòduls ESP8266 ESP-01, però, de nou, no és una solució elegant, estandarditzada o extensible.

Pas 6: Crítica

Si ho heu aconseguit fins aquí, moltes gràcies per llegir!

Aquest és el meu primer article aquí i espero que us en pugueu endur alguna cosa. No em vaig endinsar en els diversos temes esmentats, perquè em semblava que ja hi ha molts tutorials fantàstics sobre els diferents temes. Si necessiteu més referències o voleu que us descrigui alguns dels passos més detallats, deixeu un comentari.

Si us agrada el que llegiu, també deixeu un comentari i potser us agradi l'article. Significaria molt:)