Pinapatakbo ng Baterya ng ESP IoT: 10 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ipinapakita ng mga itinuturo na ito kung paano gumawa ng base na Pinapatakbo ng Baterya ng ESP IoT sa disenyo sa aking nakaraang mga itinuturo.

Hakbang 1: Disenyo ng Pag-save ng Lakas

Ang pagkonsumo ng kuryente ay isang malaking alalahanin para sa isang aparato na pinalakas ng baterya ng IoT. Upang maalis ang kabuuang pangmatagalang pagkonsumo ng kuryente (ilang MA) mula sa hindi kinakailangang sangkap habang tumatakbo, ang disenyo na ito ay binubura ang lahat ng mga bahagi at lumipat sa isang dock ng pag-unlad.

Development Dock

Binubuo ito:

1. USB sa TTL chip
2. Ang RTS / DTR sa EN / FLASH signal convert circuit
3. Lipo module ng charger

Kailangan lang ang development dock habang ang pag-unlad at palaging kumokonekta sa computer, kaya't ang laki at portable ay hindi isang malaking alalahanin. Nais kong gumamit ng isang mas magarbong pamamaraan upang magawa ito.

IoT Device

Binubuo ito:

1. Module ng ESP32
2. Lipo baterya
3. 3v3 LDO circuit
4. Power switch (opsyonal)
5. LCD module (opsyonal)
6. LCD power control circuit (opsyonal)
7. pindutan para sa paggising mula sa mahimbing na pagtulog (opsyonal)
8. iba pang mga sensor (opsyonal)

Ang pangalawang pag-aalala para sa isang aparato na pinalakas ng baterya ng IoT ay siksik sa laki at kung minsan ay may kinalaman din sa kakayahang dalhin, kaya susubukan kong gumamit ng mas maliit na mga sangkap (SMD) upang magawa. Sa parehong oras, magdaragdag ako ng isang LCD upang gawin itong mas magarbong. Maaari ding ipakita ng LCD kung paano i-cut ang konsumo ng kuryente habang mahimbing ang pagtulog.

Hakbang 2: Paghahanda

Development Dock

• Module ng USB sa TTL (nasira ang mga RTS at DTR pin)
• Maliit na piraso ng acrylic board
• 6 na pin na lalaki na header
• 7 pin ikot ng lalaking header
• 2 NPN transistors (gumagamit ako ng S8050 sa oras na ito)
• 2 resistors (~ 12-20k dapat ok)
• Module ng Lipo Charger
• Ang ilang mga wire ng tinapay

IoT Device

• 7 mga bilog na babaeng header
• Module ng ESP32
• 3v3 LDO regulator (gumagamit ako ng HT7333A sa oras na ito)
• Ang mga capacitor ng SMD para sa katatagan ng kuryente (Depende ito sa kasalukuyang rurok ng aparato, gumagamit ako ng 1 x 10 uF at 3 x 100 uF sa oras na ito)
• Lumipat ng kuryente
• Sinusuportahan ng ESP32_TFT_Library na LCD (Gumagamit ako ng JLX320-00202 sa oras na ito)
• Transistor ng SMD PNP (gumagamit ako ng S8550 sa oras na ito)
• Mga resistor ng SMD (2 x 10 K Ohm)
• Lipo baterya (gumagamit ako ng 303040 500 mAh sa oras na ito)
• Push button para sa gatilyo na gisingin
• Ang ilang mga teyp na tanso
• Ang ilang mga pinahiran na mga wire ng tanso

Hakbang 3: Break Out ng RTS & DTR

Karamihan sa module ng USB hanggang TTL na sumusuporta sa Arduino ay may pin na DTR. Gayunpaman, walang masyadong mga module na nasira ang RTS pin.

Mayroong 2 mga paraan upang magawa ito:

• Bumili ng isang USB sa mga module ng TTL na may mga RTS at DTR na sumisira na mga pin

• Kung natupad mo ang lahat ng mga sumusunod na pamantayan, maaari mong masira ang RTS pin sa iyong sarili, sa karamihan ng mga chips, ang RTS ay pin 2 (dapat mong dobleong kumpirmahin sa iyong datasheet).

  1. mayroon ka ng isang 6 na pin na USB sa module ng TTL (para sa Arduino)
  2. ang maliit na tilad ay nasa SOP ngunit hindi QFN form factor
  3. pinagkakatiwalaan mo talaga ang pagmamay-ari mo ng kasanayan sa paghihinang (mayroon akong 2 suntok bago ang tagumpay)

Hakbang 4: Development Dock Assembly

Ang pagbuo ng isang maipakikita na circuit ay isang paksa ng sining, maaari kang makahanap ng mas detalyado sa aking nakaraang mga itinuro.

Narito ang buod ng koneksyon:

TTL pin 1 (5V) -> Dock pin 1 (Vcc)

-> Lipo Charger module Vcc pin TTL pin 2 (GND) -> Dock pin 2 (GND) -> Lipo Charger module GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Dock pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Dock pin 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> NPN transistor 1 Emitter -> 15 K Ohm resistor -> NPN transistor 2 Base TTL pin 6 (DTR) -> NPN transistor 2 Emitter -> 15 K Ohm resistor -> NPN transistor 1 Base NPN transistor 1 Collector -> Dock pin 5 (Program) NPN transistor 2 Collector -> Dock pin 6 (RST) Lipo Charger module BAT pin -> Dock pin 7 (Baterya + ve)

Hakbang 5: Opsyonal: Prototype ng Breadboard

Ang gawaing paghihinang sa bahagi ng aparato ng IoT ay medyo mahirap, ngunit hindi ito mahalaga. Batayan sa parehong disenyo ng circuit, maaari mo lamang gamitin ang isang breadboard at ilang kawad upang gawin ang iyong prototype.

Ang kalakip na larawan ang aking pagsubok sa prototype sa pagsubok ng Arduino Blink.

Hakbang 6: Assembly ng IoT Device

Para sa laki ng compact, pumili ako ng maraming mga bahagi ng SMD. Maaari mo lamang ilipat ang mga ito sa mga sangkap ng friendly na tinapay para sa madaling prototyping.

Narito ang buod ng koneksyon:

Dock pin 1 (Vcc) -> Power switch -> Lipo + ve

-> 3v3 LDO Regulator Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> (mga) capacitor -ve -> ESP32 GND Dock pin 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pin 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Dock pin 5 (Program) -> ESP32 GPIO 0 Dock pin 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Dock pin 7 (Baterya + ve) -> Lipo + ve 3v3 LDO Regulator Vout -> ESP32 Vcc -> 10 K Ohm resistor -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP transistor Emittor ESP32 GPIO 14 -> 10 K Ohm resistor -> PNP transistor Base ESP32 GPIO 12 -> Wake button -> GND ESP32 GPIO 23 -> LCD MOSI ESP32 GPIO 19 -> LCD MISO ESP32 GPIO 18 -> LCD CLK ESP32 GPIO 5 -> LCD CS ESP32 GPIO 17 -> LCD RST ESP32 GPIO 16 -> LCD D / C PNP transistor Collector -> LCD Vcc -> LED

Hakbang 7: Paggamit ng Kuryente

Ano ang aktwal na paggamit ng kuryente ng IoT device na ito? Sukatin natin sa aking power meter.

• Ang lahat ng mga bahagi sa (CPU, WiFi, LCD), maaari itong magamit sa paligid ng 140 - 180 mA
• Naka-off ang WiFi, magpatuloy sa pagpapakita ng larawan sa LCD, gumagamit ito ng 70 - 80 mA
• Pinatay ang LCD, ang ESP32 ay nakakatulog nang malalim, gumagamit ito ng higit sa 0.00 - 0.10 mA

Hakbang 8: Maligayang Pag-unlad

Panahon na upang bumuo ng iyong sariling aparatong Powered ng Baterya!

Kung hindi ka makapaghintay sa pag-coding, maaari mong subukang i-compile at i-flash ang aking dating pinagmulan ng proyekto:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

O kung nais mong tikman ang tampok na power down, subukan ang aking susunod na mapagkukunan ng proyekto:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

Hakbang 9: Ano ang Susunod?

Tulad ng nabanggit sa nakaraang hakbang, ang aking susunod na proyekto ay isang ESP32 Photo Album. Maaari itong mag-download ng mga bagong larawan kung nakakonekta sa WiFi at makatipid sa flash, upang palagi kong makita ang bagong larawan sa kalsada.

Hakbang 10: Opsyonal: 3D Naka-print na Kaso

Kung mayroon kang isang 3D printer, maaari mong i-print ang kaso para sa iyong IoT device. O maaari mo itong ilagay sa isang transparent sweet box tulad ng dati kong proyekto.