Índice:
- Etapa 1: Design de economia de energia
- Etapa 2: Preparação
- Etapa 3: RTS e DTR Break Out
- Etapa 4: Montagem da doca de desenvolvimento
- Etapa 5: Opcional: Prototipagem da placa de ensaio
- Etapa 6: Montagem do dispositivo IoT
- Etapa 7: Uso de energia
- Etapa 8: Feliz desenvolvimento
- Etapa 9: o que vem a seguir?
- Etapa 10: Opcional: caixa impressa em 3D
Vídeo: ESP IoT alimentado por bateria: 10 etapas (com imagens)
2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39
Estes instructables mostram como fazer um ESP IoT alimentado por bateria com base no projeto em meus instructables anteriores.
Etapa 1: Design de economia de energia
O consumo de energia é uma grande preocupação para um dispositivo IoT alimentado por bateria. Para eliminar totalmente o consumo de energia de longo prazo (alguns mA) do componente desnecessário durante a operação, este projeto desacopla todas essas peças e muda para uma doca de desenvolvimento.
Doca de Desenvolvimento
Consiste em:
- Chip USB para TTL
- Circuito de conversão de sinal RTS / DTR para EN / FLASH
- Módulo carregador lipo
O dock de desenvolvimento só será necessário durante o desenvolvimento e sempre conectado ao computador, portanto, o tamanho e a portabilidade não são uma grande preocupação. Eu gostaria de usar um método mais sofisticado para fazer isso.
Dispositivo IoT
Consiste em:
- Módulo ESP32
- Bateria lipo
- Circuito 3v3 LDO
- Botão liga / desliga (opcional)
- Módulo LCD (opcional)
- Circuito de controle de energia do LCD (opcional)
- botão para acordar de um sono profundo (opcional)
- outros sensores (opcional)
A segunda preocupação para um dispositivo IoT alimentado por bateria é de tamanho compacto e às vezes também diz respeito à portabilidade, então tentarei usar componentes menores (SMD) para fazer. Ao mesmo tempo, adicionarei um LCD para torná-lo mais sofisticado. O LCD também pode demonstrar como reduzir o consumo de energia durante o sono profundo.
Etapa 2: Preparação
Doca de Desenvolvimento
- Módulo USB para TTL (pinos RTS e DTR separados)
- Pequenos pedaços de placa acrílica
- Cabeçalho masculino de 6 pinos
- Cabeçalho redondo masculino de 7 pinos
- 2 transistores NPN (estou usando S8050 neste momento)
- 2 resistores (~ 12-20k deve estar ok)
- Módulo carregador lipo
- Alguns fios da placa de ensaio
Dispositivo IoT
- Cabeçalho feminino redondo de 7 pinos
- Módulo ESP32
- Regulador 3v3 LDO (estou usando HT7333A neste momento)
- Capacitores SMD para estabilidade de energia (depende da corrente de pico do dispositivo, estou usando 1 x 10 uF e 3 x 100 uF neste momento)
- Interruptor de energia
- ESP32_TFT_Library com LCD compatível (estou usando JLX320-00202 neste momento)
- Transistor SMD PNP (estou usando S8550 neste momento)
- Resistores SMD (2 x 10 K Ohm)
- Bateria Lipo (estou usando 303040 500 mAh neste momento)
- Botão para ativar o gatilho
- Algumas fitas de cobre
- Alguns fios de cobre revestidos
Etapa 3: RTS e DTR Break Out
A maioria dos módulos USB para TTL que suportam Arduino tem pino DTR. No entanto, não há muitos módulos quebrados no pino RTS.
Existem 2 maneiras de fazer isso:
- Compre um USB para módulos TTL com pinos de quebra RTS e DTR
-
Se você atender a todos os critérios a seguir, poderá separar o pino RTS por conta própria; na maioria dos chips, RTS é o pino 2 (você deve confirmar duas vezes com sua folha de dados).
- você já tem um USB de 6 pinos para o módulo TTL (para Arduino)
- o chip está em SOP, mas não em fator de forma QFN
- você realmente confia em sua própria habilidade de soldagem (eu destruí 2 módulos antes do sucesso)
Etapa 4: Montagem da doca de desenvolvimento
Construir um circuito visualizável é uma arte subjetiva, você pode encontrar mais detalhes em meus instructables anteriores.
Aqui está o resumo da conexão:
Pino 1 TTL (5V) -> Pino 1 do encaixe (Vcc)
-> Módulo Lipo Charger Vcc pino TTL pino 2 (GND) -> Dock pino 2 (GND) -> Módulo carregador Lipo GND pino TTL pino 3 (Rx) -> Dock pino 3 (Tx) TTL pino 4 (Tx) -> Dock pin 4 (Rx) TTL pino 5 (RTS) -> NPN transistor 1 Emissor -> 15 K Ohm resistor -> NPN transistor 2 Base TTL pino 6 (DTR) -> NPN transistor 2 Emissor -> 15 K Ohm resistor -> Transistor NPN 1 Base Transistor NPN 1 Coletor -> Encaixe o pino 5 (Programa) Transistor NPN 2 Coletor -> Encaixe o pino 6 (RST) Módulo carregador Lipo Pino BAT -> Encaixe o pino 7 (Bateria + ve)
Etapa 5: Opcional: Prototipagem da placa de ensaio
O trabalho de soldagem na parte do dispositivo IoT é um pouco difícil, mas não é essencial. Com base no mesmo projeto de circuito, você pode simplesmente usar uma placa de ensaio e algum fio para fazer seu protótipo.
A foto anexada é meu teste de protótipo com o teste Arduino Blink.
Etapa 6: Montagem do dispositivo IoT
Para tamanho compacto, eu escolho muitos componentes SMD. Você pode simplesmente trocá-los por componentes amigáveis à placa de ensaio para uma prototipagem fácil.
Aqui está o resumo da conexão:
Pino 1 da base (Vcc) -> Botão liga / desliga -> Lipo + ve
-> 3v3 LDO Regulator Vin Dock pino 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> capacitor (es) -ve -> ESP32 GND Dock pino 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pino 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Pino 5 de encaixe (Programa) -> ESP32 GPIO 0 Pino 6 de encaixe (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Pino de encaixe 7 (Bateria + 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 -> botão Wake -> 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 -> Coletor de transistor LCD D / C PNP -> LCD Vcc -> LED
Etapa 7: Uso de energia
Qual é o uso real de energia deste dispositivo IoT? Vamos medir com meu medidor de energia.
- Todos os componentes ligados (CPU, WiFi, LCD), pode usar cerca de 140 - 180 mA
- Desliguei o Wi-Fi, continue exibindo a foto no LCD, ele usa cerca de 70 - 80 mA
- LCD desligado, ESP32 entra em hibernação, usa cerca de 0,00 - 0,10 mA
Etapa 8: Feliz desenvolvimento
É hora de desenvolver seu próprio dispositivo IoT alimentado por bateria!
Se você não pode esperar codificando, você pode tentar compilar e atualizar meu código de projeto anterior:
github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…
Ou se você quiser experimentar o recurso de desligamento, tente minha próxima fonte de projeto:
github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…
Etapa 9: o que vem a seguir?
Conforme mencionado na etapa anterior, meu próximo projeto é um Álbum de Fotos ESP32. Ele pode baixar novas fotos se estiver conectado ao Wi-Fi e salvar no flash, para que eu possa sempre ver a nova foto na estrada.
Etapa 10: Opcional: caixa impressa em 3D
Se você tiver uma impressora 3D, pode imprimir o caso do seu dispositivo IoT. Ou você pode colocá-lo em uma caixa de doces transparente, como no meu projeto anterior.
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