Analitzador TicTac Super Wifi, ESP-12, ESP8266: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Aquest projecte es basa en el codi original de luna lunars i el concepte d’utilitzar un quadre TicTac com a recinte.

Tanmateix, en lloc d’utilitzar un botó per iniciar les lectures, s’utilitza el panell tàctil que inclou una pantalla TFT SPI. El codi s'ha modificat per controlar millor la llum de fons LED i posar la pantalla en mode de suspensió (ja que el mòdul de pantalla ha de mantenir-se alimentat per al xip tàctil). La unitat de corrent en son és prou baixa perquè una lipo de 1000 mah duri diversos anys. També hi ha càrrega de la bateria i protecció contra baixa tensió.

Vegeu l'últim pas per veure un vídeo que funciona.

Parts:

• Caixa TicTac de 48 g
• ESP12 (preferiblement ESP-12F)
• Pantalla TFT SPI de 2,4”
• Mòdul de càrrega lipo
• Transistor PNP
• Regulador de voltatge de baix corrent en repòs de 3,3 v
• Resistències i condensadors associats (detall més endavant)

Pas 1: desenvolupament

Vaig pensar que esbossaria el camí de desenvolupament d’aquest projecte. Podeu ometre aquesta secció si voleu començar directament a fer-ho.

Aquest és un dels meus primers projectes ESP8266. Em va prendre el concepte ordenat d’utilitzar una caixa TicTac com a recinte per a l’analitzador de Wifi i vaig decidir fer-ne un. Gràcies: Portable-WiFi-Analyzer. Vaig decidir utilitzar una pantalla més gran de 2,4 polzades, que venia amb un panell tàctil i en un PCB amb pins que seria més fàcil de connectar.

Quan vaig començar la construcció, vaig explorar els arranjaments que permetrien que l’antena ESP12 fos lliure de l’electrònica. L’única opció era que estigués dins de la tapa. També volia el mòdul de carregador sota el dispensador. Aleshores, la pregunta era on trobar el botó d’encesa? No volia fer un forat a la part posterior de la caixa. La tapa superior seria la millor, però no hi ha espai si tinc els dos mòduls allà.

Això va portar a la idea d’utilitzar el tauler tàctil com a botó d’encesa. Em vaig adonar que un dels connectors de pantalla tenia l’etiqueta ‘T_IRQ’, cosa que semblava encoratjadora. El xip tàctil és un XPT2046. I sí, per al meu plaer és que té un mode de suspensió automàtica i baixa el T_IRQ si es toca el panell. Això és ideal per substituir el polsador i simplement es pot connectar al restabliment de l'ESP12.

Hauria d’haver esmentat que el codi realitza diverses exploracions de xarxes wifi i, a continuació, elimina l’alimentació de la pantalla i posa l’ESP12 en mode de repòs profund, que es desperta amb una entrada de restabliment.

Per tant, amb aquest concepte clar, el vaig connectar amb un NodeMcu, i no va funcionar. Per tant, hi havia una mica més de feina a fer. També era conscient que no podia comprovar el corrent de repòs amb el NodeMcu a causa del xip USB incorporat i del regulador de tensió de corrent d’alt descans. També volia un sistema per programar fàcilment ESP12. Això em va portar a crear un sistema de desenvolupament / placa de sortida ESP12 que es podria programar tan fàcilment com el NodeMCU, però amb un programador FTDI. D'aquesta manera, el regulador i el xip USB estan separats. Veure: Tauler de programació i separació ESP-12E i ESP-12F

Després, el vaig connectar amb la meva nova placa amb un ESP-12F, i va funcionar. L'únic canvi que havia fet era reduir el regulador de tensió al mòdul de visualització, de manera que tot funcionava a 3,3 v. Vaig començar a fer les meves modificacions de codi, sobretot el codi per posar el xip de visualització (ILI9341) en mode de suspensió, ja que aquest i el xip del panell tàctil haurien d’estar encès (en mode de repòs) quan el mòdul ESP també està en repòs. Després vaig comprovar el corrent de son. Això va ser 90uA. Per tant, una bateria de 1000 mAh duraria un any. Bon començament.

Després vaig treure el regulador de tensió del mòdul de visualització. N'hi hauria estat prou amb haver aixecat el passador de terra. Ara el corrent de repòs del sistema era de 32uA. Encara havia d'afegir un regulador de 3,3 V, però en coneixia un amb només 2uA de corrent en repòs. Així que ara estem mirant la durada de la bateria durant 3 anys.

També volia muntar els components tant com fos possible en un PCB per fer el cablejat més net. Així doncs, en aquest moment vaig continuar amb un disseny de PCB per a la unitat. M’hauria agradat connectar-me directament als pins del mòdul de visualització. Això anava a ser bastant difícil, així que vaig optar per fer un cable dur des del PCB fins al mòdul de visualització.

Vaig fer una mica més de joc amb el codi. He afegit una notificació de son: omplint la pantalla de negre i imprimint ZZZ abans d’anar a dormir. També vaig retardar l’encesa de la llum de fons LED fins que s’ha omplert la pantalla. Això evita el flaix blanc al començament del codi original. Vaig fer modificacions similars al final apagant els LEDs abans de dormir la pantalla.

És possible que us pregunteu com mesurar uA. Molt fàcil! Poseu una resistència de 1 k en sèrie amb el cable de potència positiu. Reduïu-ho amb un cable de pont perquè el sistema pugui funcionar. Després, quan estigui en mode de repòs, traieu el cable del pont i mesureu la caiguda de tensió de la resistència. Amb una resistència 1k 100mv significa 100uA. Si la caiguda de tensió és massa gran, faig servir una resistència de valor inferior. He utilitzat aquest mètode per mesurar nA d'una sola figura mitjançant una resistència d'1 m en altres sistemes amb corrents de son molt baixos.

Pas 2: construcció

PCB o cable dur?

La unitat que he construït aquí utilitza un PCB per contenir els mòduls ESP12F i carregador i el regulador de tensió i el transistor PNP i els condensadors i resistències de tracció associats. Aquesta és la ruta més ordenada, però requereix equips de gravat per PCB i SMD. Tanmateix, el sistema es podria fer mitjançant el cablejat dels mòduls directament i la posició del regulador de tensió i el transistor PNP en un tros de tauler, com era el cas del projecte TicTac anterior (enllaçat anteriorment).

Si decidiu anar amb l’opció PCB, potser també voldreu crear la meva placa de programació ESP12, sobretot si teniu previst fer més projectes amb les plaques ESP12.

Llista de peces:

• Caixa TicTac de 49 g
• ESP-12F (o ESP-12E) Tingueu en compte que l’ESP-12F té un abast millor, en cas contrari, és igual que l’ESP-12E
• Pantalla TFT SPI de 2,4”amb controlador ILI9341 i tacte per ex. TJCTW24024-SPI
• Mòdul de carregador: vegeu la foto
• Tira de pins de 2 mm (opcional però val la pena utilitzar-la)
• Transistor PNP en format SOT23. He utilitzat BCW30, però qualsevol altre que tingui més de 100ma de capacitat i un guany de CC> 200 hauria d’estar bé.
• Regulador 3v3 250ma (min) en format SOT23. He utilitzat Microchip MCP1703T-33002E / CB. Altres funcionaran però comprovaran el seu corrent en repòs. (suggeriu menys de 30uA).
• Resistències (totes les mides 0805)
• 10k 4off
• 3k3 1 de descompte
• Condensadors (tots els 0805)
• 2n2 2 de descompte
• 0,1u 1 de descompte
• PCB com a fitxer WiFiAnalyserArtwork.docx adjunt.
• Bateria LiPo d’una sola cèl·lula. Capacitat 400-1000 mahr: s’adapta a la caixa. 400 mAhr són prou grans.

Per a l’opció que no sigui de PCB, utilitzeu equivalents amb plom, les resistències ¼W i superiors són bones i els condensadors amb una tensió de treball de 5v o superior.

En fer el PCB, foradeu els forats a 0,8 mm. Si teniu un ull agut, els forats de la tira de passadors ESP12 de 2 mm poden ser de 0,7 mm per obtenir un millor suport.

Col·locació de components:

En muntar el PCB, primer feu les resistències i els condensadors, després el regulador i el transistor PNP, seguit del mòdul de carregador i la tira de pins per a l’ESP12. No he soldat l’ESP12 al seu lloc, ja que és prou ferm pressionat a la tira de passadors i és més fàcil reprogramar-lo del tauler. Notareu que el PCB té connectors per a TX, RX, GPIO 0, Reset i terra si voleu reprogramar in situ. Tingueu en compte que serà necessari un botó per baixar GPIO. El restabliment es pot baixar tocant la pantalla. Es podria utilitzar un botó però només si el cable a la pantalla T_IRQ està desconnectat.

Pas 3: cablejat

Abans de connectar la pantalla a la placa de circuits, traieu el regulador i1 i col·loqueu una maneta de soldadura a J1 que després ho substitueixi. Després hauria de ser el següent:

A continuació, traieu la tira de passadors o talleu-les. La millor manera d’eliminar la tira de passadors és un passador a la vegada. Apliqueu un soldador a un costat mentre estireu el passador amb alicates per l’altre.

Ara es pot iniciar el cablejat, començant per connectar el cable de cinta a la pantalla. Talla al voltant d'un cable de cinta de PC de 7-8 cm de longitud i selecciona 10 maneres. Retalleu 9 de les formes cap enrere de 10 mm deixant-ne una de més llarga en una vora per al pin T-IRQ. La resta es pot desplegar fins a on es soldaran i retallaran una mica més quan sigui necessari.

Vaig col·locar i soldar un plom a la vegada, començant per VCC.

Col·loqueu el PCB on hagi d’estar en relació amb la pantalla. Després, un per un, retalleu els cables a 5 mm més o menys del que calgui i retireu l’aïllament de 2 mm, esteneu l’extrem i soldeu-los al lloc. L'encaminament del cable es fa de la següent manera (comptant els números de pins de VCC):

Visualització	PCB	Comenta
1	1	VCC
2	8	GND
3	9	CS
4	5	RESTABLEIX
5	7	D / C
6	2	SDI (MOSI)
7	4	SCK
8	10	LED
9	3	SDO (MISO)
10	6	T_IRQ

Ara només queda connectar la bateria i programar l’ESP12. Si programeu in situ, connecteu la bateria ara. Si programeu fora de la placa, connecteu la bateria després.

Pas 4: Programació

Baixeu-vos el codi ESP8266WiFiAnalMod.ino adjunt, creeu una carpeta anomenada ‘ESP8266WiFiAnalMod’ a la carpeta de croquis d’Arduino i moveu el fitxer a aquesta.

Inicieu l'Arduino IDE (descarregueu-lo i instal·leu-lo des d'Arduino.cc si cal) i afegiu els detalls de la placa ESP si no en teniu (vegeu: Sparkfun).

Carregueu el codi (Fitxer> Quadern de dibuixos> … ESP8266WiFiAnalMod).

A continuació, configureu els detalls de programació (Eines):

Selecciona placa: mòdul ESP8266 genèric

Vegeu a continuació la resta de paràmetres. Seleccioneu Mètode de restabliment: "nodemcu" si utilitzeu un programador amb la unitat automatitzada del restabliment i GPIO0. En cas contrari, configureu-lo a "ck" si es programa in situ o mitjançant una connexió directa a un convertidor USB a sèrie.

És probable que el número de port sigui diferent.

Si voleu programar in situ, haureu de soldar els cables a un commutador per baixar GPIO 0 i connectar-vos a Tx i Rx; vegeu més avall:

Una opció més fàcil és utilitzar una placa de programació: ESP-12E i ESP-12F Programation and Breakout Board

Si programeu in situ, connecteu-vos com es mostra a continuació. Tingueu en compte si la pantalla està connectada El reinici es pot activar mitjançant la pantalla tàctil; en cas contrari, es necessita un commutador de Reinicialització a GND. Es necessita energia a la placa, millor aplicant 3,7 v als pins OUT + i OUT-. Si utilitzeu una bateria, cal reiniciar el carregador connectant breument un cable USB.

Si configureu el mode de programació, torneu a restablir manualment (pantalla tàctil), estireu GPIO 0 i, mentre que baix, deixeu anar el restabliment. Ara feu clic al botó de baixada. La programació hauria de continuar.

Si utilitzeu el tauler de programació i avançament, només heu de connectar el convertidor sèrie USB FTDI, apliqueu una alimentació de 3,3 v a la placa de programació i feu clic a descarregar.

Pas 5: Muntatge final i proves

Ara és un bon moment per fer una prova preliminar. Si l'ESP12 es va programar in situ, hauria de funcionar; només heu de tocar la pantalla i hauria de començar. Si està programat fora de la unitat, introduïu l'ESP12 i connecteu la bateria i hauria de funcionar.

Vaig desconnectar la bateria mentre passava pel conjunt final en part per comoditat i en part per evitar qualsevol curtcircuit no desitjat.

La pantalla es posarà perfectament entre la tapa i la part inferior de la caixa. La secció elevada de la base manté la pantalla al costat de la caixa.

La placa de circuit s'ha de fixar al tauler de visualització per tal d'encaixar dins de la tapa i presentar la presa de càrrega USB. Quan es vegi la relació necessària entre les posicions del tauler, col·loqueu cinta de doble cara (el tipus de 1 mm de gruix) a les dues taules. Això donarà un joc de 2 mm que hauria d’evitar qualsevol contacte elèctric. Com a precaució, he col·locat una cinta aïllant que cobreix l’electrònica de la pantalla:

A continuació, hem de treure uns 2 mm de la tapa superior. Vaig fer que aquest s'ajustés perfectament a la pantalla amb trossos extra retallats per al cable de cinta de la pantalla tàctil i el suport de plàstic de la pantalla. Mirar abaix:

Per últim, hem de col·locar la bateria i utilitzar-la per mantenir la pantalla contra el costat de la caixa. Vaig fer servir un tros antic d’escuma de poliestirè i el vaig tallar i lijar fins al gruix requerit. Vaig enganxar-ho al PCB de la pantalla amb cinta fina de doble cara i vaig utilitzar un parell de trossos de cinta més petits per evitar que la bateria relliscés.

Quan ho hàgiu connectat tot i comproveu que no passa res, no us preocupeu (encara). Cal restablir el circuit de protecció de la bateria del mòdul del carregador. Això es fa connectant-lo mitjançant un cable micro USB a un subministrament de 5v. Uns segons són prou llargs.

I ara teniu un dispositiu útil que mostra la potència dels sistemes ESP8266 i, en el meu cas, em va portar a canviar el meu canal WiFi ja que en detectava 5 més al mateix.

Espero que gaudiu d’aquest bonic projecte.

Mike