Table des matières:
- Étape 1: conception d'économie d'énergie
- Étape 2: Préparation
- Étape 3: RTS & DTR Break Out
- Étape 4: Assemblage du quai de développement
- Étape 5: Facultatif: Prototypage de la planche à pain
- Étape 6: Assemblage de l'appareil IoT
- Étape 7: Utilisation de l'énergie
- Étape 8: Bon développement
- Étape 9: Quelle est la prochaine étape ?
- Étape 10: Facultatif: boîtier imprimé en 3D
Vidéo: ESP IoT alimenté par batterie : 10 étapes (avec photos)
2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09
Ces instructables montrent comment créer une base IoT ESP alimentée par batterie sur la conception de mes instructables précédentes.
Étape 1: conception d'économie d'énergie
La consommation d'énergie est une préoccupation majeure pour un appareil IoT alimenté par batterie. Afin d'éliminer totalement la consommation d'énergie à long terme (quelques mA) du composant inutile pendant l'exécution, cette conception découple toutes ces pièces et passe à une station de développement.
Quai de développement
Il consiste:
- Puce USB vers TTL
- Circuit de conversion de signal RTS/DTR vers EN/FLASH
- Module chargeur Lipo
Le dock de développement n'est requis que pendant le développement et se connecte toujours à l'ordinateur, donc la taille et la portabilité ne sont pas un gros problème. J'aimerais utiliser une méthode plus sophistiquée pour le faire.
Appareil IoT
Il consiste:
- module ESP32
- Batterie Lipo
- Circuit LDO 3v3
- Interrupteur d'alimentation (facultatif)
- Module LCD (en option)
- Circuit de contrôle de puissance LCD (en option)
- bouton pour se réveiller du sommeil profond (facultatif)
- autres capteurs (facultatif)
La deuxième préoccupation pour un appareil IoT alimenté par batterie est de taille compacte et concerne parfois également la portabilité, je vais donc essayer d'utiliser des composants plus petits (SMD) pour la fabrication. En même temps, j'ajouterai un écran LCD pour le rendre plus sophistiqué. L'écran LCD peut également montrer comment réduire la consommation d'énergie pendant le sommeil profond.
Étape 2: Préparation
Quai de développement
- Module USB vers TTL (broches RTS et DTR rompues)
- Petits morceaux de panneau acrylique
- Embase mâle 6 broches
- Connecteur mâle rond 7 broches
- 2 transistors NPN (j'utilise S8050 cette fois)
- 2 résistances (~12-20k devrait être ok)
- Module Lipo Chargeur
- Quelques fils de planche à pain
Appareil IoT
- Connecteur femelle rond 7 broches
- module ESP32
- Régulateur LDO 3v3 (j'utilise HT7333A cette fois)
- Condensateurs CMS pour la stabilité de la puissance (Cela dépend du courant de crête de l'appareil, j'utilise cette fois 1 x 10 uF et 3 x 100 uF)
- Interrupteur
- Écran LCD pris en charge par ESP32_TFT_Library (j'utilise JLX320-00202 cette fois)
- Transistor SMD PNP (j'utilise S8550 cette fois)
- Résistances CMS (2 x 10 K Ohm)
- Batterie Lipo (j'utilise 303040 500 mAh cette fois)
- Bouton poussoir pour le réveil de la gâchette
- Quelques bandes de cuivre
- Certains fils de cuivre enrobés
Étape 3: RTS & DTR Break Out
La plupart des modules USB vers TTL qui prennent en charge Arduino ont une broche DTR. Cependant, il n'y a pas trop de modules éclatés sur la broche RTS.
Il y a 2 façons de le faire:
- Achetez un module USB vers TTL avec des broches de rupture RTS et DTR
-
Si vous remplissez tous les critères suivants, vous pouvez casser vous-même la broche RTS, dans la plupart des puces, RTS est la broche 2 (vous devez confirmer avec votre fiche technique).
- vous avez déjà un module USB vers TTL 6 broches (pour Arduino)
- la puce est au format SOP mais pas au facteur de forme QFN
- vous avez vraiment confiance en vos compétences en soudure (j'ai supprimé 2 modules avant de réussir)
Étape 4: Assemblage du quai de développement
Construire un circuit visualisable est un art subjectif, vous pouvez trouver plus de détails dans mes instructables précédentes.
Voici le résumé de la connexion:
TTL broche 1 (5V) -> Dock broche 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 broche 4 (Rx) TTL broche 5 (RTS) -> Transistor NPN 1 Emetteur -> Résistance 15 K Ohm -> Transistor NPN 2 Base TTL pin 6 (DTR) -> Transistor NPN 2 Emetteur -> Résistance 15 K Ohm -> Transistor NPN 1 Base Transistor NPN 1 Collecteur -> Dock broche 5 (Programme) Transistor NPN 2 Collecteur -> Dock broche 6 (RST) Module Lipo Charger broche BAT -> Dock broche 7 (Batterie +ve)
Étape 5: Facultatif: Prototypage de la planche à pain
Le travail de soudure dans la partie appareil IoT est un peu difficile, mais il n'est pas essentiel. Basé sur la même conception de circuit, vous pouvez simplement utiliser une maquette et du fil pour faire votre prototype.
La photo ci-jointe est mon test de prototype avec le test Arduino Blink.
Étape 6: Assemblage de l'appareil IoT
Pour une taille compacte, je choisis de nombreux composants SMD. Vous pouvez simplement les remplacer par des composants conviviaux pour la maquette pour un prototypage facile.
Voici le résumé de la connexion:
Dock broche 1 (Vcc) -> Interrupteur d'alimentation -> Lipo +ve
-> 3v3 LDO Regulator Vin Dock broche 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> condensateur(s) -ve -> ESP32 GND Dock broche 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock broche 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Dock broche 5 (Programme) -> ESP32 GPIO 0 Dock broche 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Dock broche 7 (Batterie +ve) -> Lipo +ve 3v3 LDO Régulateur Vout -> ESP32 Vcc -> Résistance 10 K Ohm -> ESP32 ChipPU (EN) -> Transistor PNP Émetteur ESP32 GPIO 14 -> Résistance 10 K Ohm -> Transistor PNP Base ESP32 GPIO 12 -> Bouton 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 -> LCD D/C PNP transistor Collector -> LCD Vcc -> LED
Étape 7: Utilisation de l'énergie
Quelle est la consommation électrique réelle de cet appareil IoT ? Mesurons avec mon wattmètre.
- Tous les composants allumés (CPU, WiFi, LCD), il peut utiliser environ 140 - 180 mA
- WiFi désactivé, continuez à afficher la photo sur l'écran LCD, il utilise environ 70 à 80 mA
- LCD éteint, ESP32 passe en veille profonde, il utilise environ 0,00 - 0,10 mA
Étape 8: Bon développement
Il est temps de développer votre propre appareil IoT alimenté par batterie !
Si vous ne pouvez pas attendre le codage, vous pouvez essayer de compiler et de flasher ma source de projet précédente:
github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…
Ou si vous voulez goûter à la fonction de mise hors tension, essayez ma prochaine source de projet:
github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…
Étape 9: Quelle est la prochaine étape ?
Comme mentionné à l'étape précédente, mon prochain projet est un album photo ESP32. Il peut télécharger de nouvelles photos s'il est connecté au WiFi et les enregistrer sur le flash, afin que je puisse toujours voir la nouvelle photo sur la route.
Étape 10: Facultatif: boîtier imprimé en 3D
Si vous possédez une imprimante 3D, vous pouvez imprimer le boîtier pour votre appareil IoT. Ou vous pouvez le mettre dans une boîte à bonbons transparente comme mon projet précédent.
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