ESP8266 Светодиодный проводной переключатель ESP-01: 6 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Этот проект возник, когда мы с моей девушкой установили в комнате несколько проводов для светодиодных фонарей, чтобы создать приятное ощущение Рождества. Каждый раз, когда мы ложились спать, нам приходилось бегать по комнате и отключать все провода. На днях нам пришлось снова их всех включить.

Поскольку у меня было несколько модулей ESP8266 ESP-01, я решил собрать и запрограммировать быстрый прототип.

После успешной реализации прототипа с ненужным светодиодным проводом я решил заняться своим первым дизайном печатной платы и заказал несколько плат.

Это руководство проведет вас через схему, первый прототип и печатную плату, а также даст вам код для программирования модуля ESP с помощью нескольких щелчков мышью.

TL; DR: это простой способ реализовать управляемый Wi-Fi коммутатор с ESP8266 ESP-01.

Запасы:

Аппаратное обеспечение

• ESP8266 Модуль ESP-01
• Регулятор 3,3 В AMS-1117
• МОП-транзистор IRLB8721 (окончательная печатная плата) или транзистор 2N2222 (начальный прототип)
• Полосы заголовков для мужчин и женщин

Программное обеспечение

Arduino IDE v1.6

Для программирования

ОТКРЫТЬ SMART USB для адаптера ESP-01

Для тестирования

• ВЕЛ
• Резистор 220 Ом
• Макетная плата
• Соединительные кабели

Для сборки

• Паяльник
• Провода (только прототип; не для печатной платы)
• Плата Perf (только прототип; не для печатной платы)

Шаг 1: Схема

Выше схема, сделанная с помощью EasyEDA. Его можно разбить так:

Берем входное напряжение с USB-кабеля питания с напряжением 5В и подаем его на выводы VIN модуля AMS1117 3.3V.

Контакты VOUT модуля AMS1117 3,3 В подключены к контакту коллектора полевого МОП-транзистора IRLB8721 и контактам VIN и CH_PD модуля ESP8266 ESP-01. Чтобы модуль ESP8266 ESP-01 выполнил код, контакт CH_PD должен быть переведен в ВЫСОКОЕ положение.

Вывод D2 модуля ESP8266 ESP-01 подключен к выводу GATE полевого МОП-транзистора IRLB8721. Это контролирует, может ли ток течь через него или нет.

Вывод эмиттера полевого МОП-транзистора IRLB8721 подключен к проводу светодиода.

Наконец, все контакты заземления соединяются вместе.

Если вы выбрали транзистор 2N2222, замените все вхождения IRLB8721 на 2N2222 соответственно и помните, что ножки имеют разные значения на обоих компонентах.

Шаг 2: программирование

Прежде чем мы установим прототип на макетной плате, мы должны запрограммировать модуль ESP8266 ESP-01, чтобы мы могли протестировать прототип позже.

Код

Мой код в значительной степени основан на учебнике Random Nerd Tutorial для простого HTTP-сервера. Я удалил вторую кнопку, так как нам нужно управлять только одним контактом (D2). Тем не менее, вы можете просто использовать их код как есть и заменить свои учетные данные WiFi.

Прошить ESP8266 ESP-01

Если у вас есть адаптер OPEN-SMART USB для ESP-01, вы можете подключить к нему модуль ESP8266 ESP-01 и установить переключатель в положение PROG. Затем подключите все это к свободному USB-порту на вашем компьютере и запустите Arduino IDE.

Скопируйте и вставьте код из Random Nerd Tutorials, замените свои учетные данные WiFi и загрузите его в модуль ESP8266 ESP-01.

Затем извлеките модуль ESP8266 ESP-01 из адаптера OPEN-SMART, установите переключатель в положение UART и снова вставьте его.

Протестируйте код

Откройте последовательную консоль в Arduino IDE и подождите, пока модуль не будет подключен к Wi-Fi.

Затем откройте браузер и перейдите к IP-адресу, указанному в последовательной консоли. Примечание. Вы должны быть в той же сети, что и WiFi. Иначе вы не сможете получить доступ к ESP8266 ESP-01!

Если все работает, вы видите сайт с двумя кнопками. Подключите светодиод с резистором 220 Ом к выводу D2 на модуле ESP8266 ESP-01, и он должен загореться и погаснуть, когда вы нажмете правильную кнопку на веб-сайте.

Если у вас возникнут какие-либо трудности, следуйте полному и подробному руководству по ссылке выше.

Шаг 3: прототипирование

Установите макетную плату со всеми необходимыми компонентами и проводами, как показано на схеме выше, и протестируйте ее с помощью запрограммированного модуля ESP8266 ESP-01.

Если все работает, у вас есть два варианта.

Вариант A: припаять к перфорированной плате

Вариант Б: сделать печатную плату

Сначала я выбрал вариант А, а потом решил поработать руками над своим первым проектом печатной платы.

На фотографиях вы видите мой самоспаивающийся прототип. Как всегда, соединения беспорядочные, и я использовал несколько термоусадочных трубок, чтобы предотвратить замыкание перекрывающихся соединений. Кроме того, я использовал транзистор 2N2222 вместо полевого МОП-транзистора IRLB8721, потому что у меня их было много, и я знал, что он не должен оставаться.

Пайка заняла у меня около часа, и это было совсем не весело. Если вы профессиональный паяльщик, возможно, вам понравится этот процесс, но для меня я хочу что-то попроще.

Шаг 4: печатная плата

Я боялся печатных плат, потому что думал, что должен спроектировать их с компонентами SMD, и я не мог найти готовые модули разработки ESP или Arduino для вставки в схему или макет печатной платы.

Для этого проекта я решил просто рассматривать модули ESP8266-01 и AMS1117 3.3. V как то, что мне нужно было бы припаять к плате, чтобы использовать их: как штырьки для гнездовых заголовков.

Это сделало мою жизнь намного проще, и разводка печатной платы была сделана примерно за два часа. Вы можете увидеть две версии на картинках.

В версии 1 есть несколько незначительных замечаний:

1. Штифты жатки слишком узкие. Я не учел, что они должны быть на расстоянии 2,54 мм друг от друга, и просто взял первые контакты из библиотеки. Я перепутал метку для VIN: метки VCC и GND поменяны местами. Модуль AMS1117 3,3 В шире, чем я думал, и простирается за край печатной платы.

Конечно, я заметил эти предостережения после того, как заказал и протестировал их в реальной жизни. Они не мешают игре, но я создал новую версию, в которой улучшил вышеупомянутые моменты. Кроме того, я разместил модуль ESP8266 ESP-01 таким образом, чтобы он не перекрывал модуль AMS1117 3,3 В.

Вы можете найти проект EasyEDA здесь:

Шаг 5: продвижение

Итак, мы подошли к простой сборке печатной платы. Что дальше?

Кожух

Было бы здорово иметь корпус, напечатанный на 3D-принтере, который скрывает электронику и делает конструкцию более надежной. В идеале он должен иметь встроенный радиатор для IRLB8721 (хотя во время моего теста с проводом светодиода длиной 10 м он никогда не становился теплее, чем комнатная температура).

Разъемы

Кроме того, я хочу добавить USB-разъем для VIN, он же USB-кабель, и JST-разъем для VOUT, он же светодиодный провод. В настоящее время я использовал штекерные разъемы на плате и женские разъемы, припаянные к проводу светодиода и (отрезанному) USB-кабелю для его подключения. Но это соединение не рассчитано на будущее и не выглядит очень профессиональным.

В сочетании со случаем это значительно улучшит эстетику сборки, а также общий опыт использования (что имеет решающее значение, если вы пытаетесь реализовать умный дом в общей среде, а не только в вашей собственной комнате или лаборатории).

Интеграция умного дома

В настоящее время каждый ESP8266 ESP-01 является HTTP-сервером с веб-сайтом, который контролирует его состояние. Я хотел бы сделать свои первые шаги к умному дому и использовать NodeRED и MQTT для их интеграции в централизованную систему домашней автоматизации, чтобы я мог управлять всеми своими переключателями из одного пользовательского интерфейса.

Конечно, я мог бы просто создать веб-сервер, который отправляет запросы к различным модулям ESP8266 ESP-01, но, опять же, это не элегантное, стандартизованное или расширяемое решение.

Шаг 6: критика

Если вы дожили до этого места, большое спасибо за чтение!

Это моя первая статья, и я надеюсь, что вы могли бы что-нибудь убрать. Я не углублялся в различные упомянутые темы, потому что чувствовал, что уже есть много отличных руководств по разным темам. Если вам нужны дополнительные ссылки или вы хотите, чтобы я более подробно описал некоторые шаги, оставьте комментарий.

Если вам нравится то, что вы читаете, пожалуйста, оставьте комментарий и, возможно, статья понравится. Это бы много значило:)