ESP8266 ESP-01 LED Wire Switch: 6 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:34

Este projeto teve origem quando minha namorada e eu instalamos vários fios de luz LED de fada na sala para uma boa sensação de natal. Cada vez que íamos para a cama, tínhamos de correr ao redor do quarto e desligar todos os fios. Outro dia, tivemos que ligá-los novamente.

Como eu tinha alguns módulos ESP8266 ESP-01 por aí, decidi montar e programar um protótipo rápido.

Após a implementação bem-sucedida do protótipo com um fio LED de lixo, decidi assumir meu primeiro projeto de PCB e encomendei algumas placas.

Este instrutível o conduz através do esquema, o primeiro protótipo e o PCB e fornece o código para programar o módulo ESP com alguns cliques.

TL; DR: Esta é uma maneira fácil de implementar um switch controlado por Wi-Fi com o ESP8266 ESP-01.

Suprimentos:

Hardware

• Módulo ESP8266 ESP-01
• Regulador AMS-1117 3,3 V
• MOSFET IRLB8721 (PCB final) ou transistor 2N2222 (protótipo inicial)
• Barras de cabeçalho masculinas e femininas

Programas

Arduino IDE v1.6

Para programação

ABRIR Adaptador SMART USB para ESP-01

Para teste

• CONDUZIU
• Resistor de 220 ohms
• Tábua de pão
• Cabos jumper

Para montagem

• Ferro de solda
• Fios (protótipo apenas; não para PCB)
• Placa Perf (protótipo apenas; não para PCB)

Etapa 1: Esquemático

Acima está o esquema feito com EasyEDA. Ele pode ser dividido assim:

Pegamos uma tensão de entrada de um cabo de alimentação USB com 5 V e a alimentamos nos pinos VIN do módulo AMS1117 de 3,3 V.

Os pinos VOUT do módulo AMS1117 3.3V são conectados ao pino coletor do MOSFET IRLB8721 e aos pinos VIN e CH_PD do módulo ESP8266 ESP-01. O pino CH_PD precisa ser puxado para ALTO para que o módulo ESP8266 ESP-01 execute o código.

O pino D2 do módulo ESP8266 ESP-01 é conectado ao pino GATE do MOSFET IRLB8721. Isso controla se a corrente pode fluir por ele ou não.

O pino emissor do MOSFET IRLB8721 é conectado ao fio do LED.

Por último, todos os pinos de aterramento são conectados juntos.

Se você escolheu o transistor 2N2222, substitua todas as ocorrências de IRLB8721 por 2N2222 respectivamente e lembre-se de que as pernas têm significados diferentes em ambos os componentes.

Etapa 2: Programação

Antes de configurar um protótipo em uma placa de ensaio, devemos programar o módulo ESP8266 ESP-01, para que possamos testar o protótipo mais tarde.

Código

Meu código é fortemente baseado no tutorial do Random Nerd Tutorial para o servidor HTTP simples. Porém, removi o segundo botão, pois só precisamos controlar um pino (D2). No entanto, você pode simplesmente usar o código como está e substituir suas credenciais sem fio.

Atualize o ESP8266 ESP-01

Se você tem o adaptador OPEN-SMART USB para ESP-01, pode conectar o módulo ESP8266 ESP-01 nele e definir a chave para PROG. Em seguida, conecte tudo em uma porta USB livre em seu computador e inicie o IDE do Arduino.

Copie e cole o código dos Tutoriais Random Nerd, substitua suas credenciais WiFi e carregue-o no módulo ESP8266 ESP-01.

Em seguida, remova o módulo ESP8266 ESP-01 do adaptador OPEN-SMART, defina a chave para UART e insira-a novamente.

Teste o código

Abra o console serial no IDE do Arduino e espere até que o módulo seja conectado ao WiFi.

Em seguida, abra seu navegador e navegue até o endereço IP mostrado no console serial. Nota: Você deve estar na mesma rede, também conhecida como WiFi. Caso contrário, você não conseguirá acessar o ESP8266 ESP-01!

Se tudo estiver funcionando, você verá um site com dois botões. Conecte um LED com um resistor de 220 Ohm ao pino D2 no módulo ESP8266 ESP-01 e ele deve acender e desligar quando você clicar no botão correto no site.

Se você tiver alguma dificuldade, siga o tutorial completo e detalhado no link acima.

Etapa 3: Prototipagem

Configure uma placa de ensaio com todos os componentes e fios necessários conforme mostrado no esquema acima e teste-a com o módulo ESP8266 ESP-01 programado.

Se tudo estiver funcionando, você tem duas opções.

Opção A: soldar em uma placa de perf

Opção B: Faça um PCB

Eu optei pela opção A primeiro e depois decidi sujar as mãos com meu primeiro projeto de PCB.

Nas fotos você vê meu protótipo autossoldado. Como sempre, as conexões estão uma bagunça e usei alguns tubos retráteis para evitar que as conexões sobrepostas entrassem em curto. Além disso, usei o transistor 2N2222 em vez do MOSFET IRLB8721, porque tinha muitos deles por aí e sabia que não era para ficar.

A soldagem demorou cerca de uma hora e não foi nada divertida. Se você é um soldador profissional talvez goste do processo, mas para mim eu quero algo mais simples.

Etapa 4: PCB

Tive medo de PCBs porque pensei que teria que projetá-los com os componentes SMD e não consegui encontrar módulos de desenvolvimento ESP ou Arduino prontamente feitos para inserir no esquema ou no layout de PCB.

Para este projeto, decidi simplesmente considerar os módulos ESP8266-01 e AMS1117 3.3. V como o tipo de material que eu precisaria soldar na placa para usá-los: como pinos fêmea.

Isso tornou minha vida muito mais fácil e o layout do PCB foi feito em cerca de duas horas. Você pode ver as duas versões nas fotos.

A versão 1 tem algumas advertências menores:

1. Os pinos da plataforma são muito estreitos. Não levei em consideração que eles deveriam estar separados por 2,54 mm e apenas peguei os primeiros pinos da biblioteca.2. Eu baguncei o rótulo do VIN: os rótulos VCC e GND são trocados.3. O módulo AMS1117 de 3,3 V é mais largo do que eu pensava e ultrapassa a borda do PCB.

Claro, percebi essas advertências depois de fazer o pedido e testá-los na vida real. Eles não são um breaker do jogo, mas eu criei uma nova versão onde melhorei os pontos mencionados acima. Além disso, coloquei o módulo ESP8266 ESP-01 de forma que ele não se sobreponha ao módulo AMS1117 3.3V.

Você pode encontrar o projeto EasyEDA aqui:

Etapa 5: Avançando

Então, aqui estamos com um PCB fácil de montar. Qual é o próximo?

Invólucro

Seria ótimo ter uma caixa impressa em 3D que escondesse a parte eletrônica e tornasse a construção mais robusta. Idealmente, ele teria um dissipador de calor integrado para o IRLB8721 (embora durante meu teste com um fio de LED de 10 m de comprimento ele nunca tenha esquecido mais do que a temperatura ambiente).

Conectores

Além disso, quero adicionar um conector USB para VIN, também conhecido como cabo USB, e um conector JST para VOUT, também conhecido como fio LED. Atualmente, usei conectores machos na placa e conectores fêmeas soldados ao fio do LED e o cabo USB (cortado) para conectá-lo. Mas esta não é uma conexão à prova de futuro e não parece e parece muito profissional.

Em conjunto com um gabinete, isso aumentaria tremendamente a estética da construção e também a experiência geral de uso (o que é crucial se você tentar implementar uma casa inteligente em um ambiente compartilhado e não apenas em seu próprio quarto ou laboratório).

Integração de casa inteligente

Atualmente, todo ESP8266 ESP-01 é um HTTP-Server com um site que controla seu estado. Eu gostaria de dar meus primeiros passos em direção à casa inteligente e usar NodeRED e MQTT para integrá-los em um sistema de automação residencial centralizado para que eu possa controlar todos os meus interruptores a partir de uma IU.

Claro que eu poderia simplesmente construir um servidor web que envia solicitações para os diferentes módulos ESP8266 ESP-01, mas, novamente, essa não é uma solução elegante, padronizada ou extensível.

Etapa 6: crítica

Se você conseguiu até aqui, muito obrigado pela leitura!

Este é meu primeiro artigo aqui e espero que você possa tirar algo. Não mergulhei nos vários tópicos mencionados, porque senti que já existem muitos tutoriais excelentes sobre os diferentes tópicos. Se você precisar de mais referências ou quiser que eu descreva algumas das etapas mais detalhadas, deixe um comentário.

Se você gostou do que leu, por favor, deixe um comentário também e talvez goste do artigo. Isso significaria muito:)