Учебное пособие по Arduino - кнопка в стиле BLYNK и релейный модуль ESP-01: 3 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Добро пожаловать в еще один учебник на нашем канале, это первый учебник в этом сезоне, который будет посвящен системам Интернета вещей. Здесь мы опишем некоторые особенности и функциональные возможности устройств, используемых в системах этого типа.

Для создания этих систем мы будем использовать приложение Blynk, разработанное для систем IoT, и это очень простое и интуитивно понятное приложение для работы (см. Изображение выше). Это приложение уже упоминалось в предыдущих уроках, но в этом сезоне мы подробно опишем наиболее важные функции каждого из его виджетов.

Сайт Blynk IoT Plataform:

С помощью этого приложения мы можем использовать интерфейсы, которые удаленно контролируют и просматривают данные, сгенерированные с физического устройства, просто подключив это устройство и смартфон к Интернету.

Это физическое устройство будет иметь реле, которое будет управлять простой системой освещения, и это реле будет подключено к очень маленькому и простому устройству управления Wi-Fi, этим устройством является модуль ESP8266 ESP-01 (см. Таблицу ниже).

Это оборудование отличается небольшими размерами, невысокой ценой и универсальностью.

В предыдущих руководствах мы использовали несколько различных типов плат Arduino, и они всегда были основными устройствами сборки и содержали программный код, контролирующий и управляющий всеми функциями.

В последнем руководстве модуль ESP8266ESP-01 использовался только в качестве устройства связи, принимающего и передающего только данные Wi-Fi, а не в качестве основного сборочного оборудования.

Учебное пособие по Arduino - Blynk Motor Speed Control ESP8266:

www.instructables.com/id/Arduino-Tutorial-Blynk-Motor-Speed-Control-ESP8266/

На этот раз основным устройством будет модуль ESP8266 ESP-01, который будет контролировать и управлять всеми ресурсами сборки.

Технические характеристики модуля ESP8266 ESP-01:

• Интегрированный CPU Tensilica Xtensa малой мощности и 32 бит;
• 1 МБ флэш-памяти;
• Протоколы связи SPI, UART и SDIO;
• Подключение - 8-контактный разъем;
• Контакты цифрового ввода / вывода (PWM) - GPIO0 и GPIO2;
• Входное напряжение: 3,3 В постоянного тока;
• Бортовая антенна Wi-Fi PCB;
• Размер - 25х14х1мм;

Еще один модуль, который также очень полезен при создании проектов в системах IoT, - это модуль Relay. Этот модуль разработан для совместной работы с модулем ESP-01, а также имеет очень простой в использовании 8-контактный разъем (см. Лист данных ниже).

Технические характеристики модуля реле ESP-01:

• Рабочее напряжение: 5 В постоянного тока;
• Реле нагрузки - 250В переменного тока - 10А;
• Подключение - 8-ми контактный разъем;
• Вывод GPIO0 для управления реле (состояние высокого уровня);
• Размер - 37х25мм;

Поскольку монтажные устройства не имеют таких же значений, как настольная лампа, требуется более подходящий источник питания.

Хотя для модуля ESP-01 требуется другое напряжение питания, чем для модуля реле, другой источник питания не потребуется, поскольку модуль ESP-01 получает питание непосредственно через модуль реле (см. Изображение ниже).

Технические характеристики блока питания:

• Входное напряжение: 230 В переменного тока, 50 Гц;
• Выходное напряжение: 5 В постоянного тока;
• Выходной ток: 700 мА;
• Мощность: 3, 5Вт;
• Защита от короткого замыкания;
• Температурная защита;
• Защита от перегрузки;
• Размер: 30x20x18 мм;

Как легко видеть, модуль ESP-01 имеет множество преимуществ, но в отличие от других моделей карт, уже упомянутых ранее, этот модуль не позволяет напрямую подключаться к компьютеру для загрузки программного кода.

По этой причине необходимо устройство-адаптер, чтобы гарантировать такое подключение, если возможно, через USB-штекер (см. Изображение ниже).

Технические характеристики модуля USB-адаптера ESP-01:

• USB-последовательное соединение;
• Переключатель режимов на борту - Связь (UART) и Программный (PROG);
• Схема регулятора 3, 3 В постоянного тока на плате,
• Размер: 49x17x10 мм;

Этот модуль очень легко найти на рынке, но будьте осторожны, есть модули USB-адаптеров без этого переключателя, и если вы его купите, вам нужно будет внести небольшую модификацию, но вам потребуются некоторые навыки (см. Ссылку ниже).

Модификация платы адаптера USB к ESP-01:

Если вы не хотите покупать этот модуль USB-адаптера, есть другой способ подключить модуль ESP-01 к вашему компьютеру. В этом методе используются только макетная плата и Arduino UNO, однако этот метод не так практичен, как модуль адаптера (см. Ссылку ниже).

Учебное пособие по Arduino - Blynk Motor Speed Control ESP8266:

Шаг 1: Сборка схемы

Сборка этого руководства очень проста, просто подключите все устройства друг к другу, и будет использоваться большинство ваших подключений (см. Изображение выше).

Список запчастей:

• 1x модуль ESP8266 ESP-01;
• 1x Релейный модуль ESP-01;
• 1x блок питания от 230 В переменного тока до 5 В постоянного тока, 700 мА;
• 1x настольный светильник 230 В переменного тока;
• 1x переходник USB на ESP-01;
• 1x смартфон;
• Интернет Wi-Fi система;
• Приложение Blynk;

Установите модуль реле на ESP-01 и источник питания:

Для управления настольной лампой необходимо отключить кабели 230 В переменного тока для установки этой новой системы управления сборкой

Эти кабели обычно имеют два провода, помеченные синим (N) и коричневым (F). Эти кабели будут подключены через параллельное соединение между источником питания и настольной лампой для подачи питания на оба устройства

Теперь необходимо подключить коричневый (F) провод от кабеля к общему (COM) разъему модуля реле, теперь контроль энергии для настольного освещения будет осуществляться через модуль реле

Наконец, настольная лампа будет подключена к нормально разомкнутому (НО) релейному разъему, это соединение будет активировать настольную лампу, когда проект Blynk заказывает это

Возвращаясь к источнику питания, выходные контакты 5 В постоянного тока подключены к контактам входного напряжения модуля реле. Это последнее соединение в сборке со всеми подключаемыми устройствами

Последний шаг - правильно установить модуль ESP-01 на модуль реле, но перед установкой необходимо будет загрузить код, чтобы он работал правильно и реагировал на приложение Blynk

Подготовьте ESP-01 для загрузки кода:

Если вы решили использовать USB-адаптер для ESP-01 для загрузки кода (см. Изображение выше), выполните следующие действия:

Правильно установите ESP-01 на USB-адаптер;

Установите переключатель адаптера в режим программирования (PROG);

Подключите USB-адаптер к компьютеру;

Установите драйверы USB-адаптера на компьютер и готовое устройство;

Шаг 2. Создайте и настройте проект Blynk

Перед объяснением кода давайте сначала создадим наш проект в приложении Blynk. Поскольку сборка довольно проста, проект в приложении Blynk также будет очень легко создавать и настраивать функции для этой системы IoT.

Чтобы создать проект в приложении Blynk, вам сначала необходимо загрузить это приложение и установить его на свой смартфон или планшет.

Загрузите приложение Blynk на сайте:

Создайте новый проект:

После установки приложения, чтобы создать учетную запись в приложении Blynk, у вас должна быть учетная запись электронной почты. Затем просто создайте первый проект (см. Изображение выше).

Чтобы создать новый проект, вы должны выбрать опцию «Новый проект», и откроется новое окно с основными настройками, и мы выберем следующие настройки:

• Текстовое поле «Имя» - позволяет идентифицировать проект, чтобы мы могли легко его найти.

  Название проекта: «Учебник по Arduino»;

• Опция «Выбрать устройство» - позволяет выбрать тип устройства, используемого для сборки.

  Тип оборудования: «ESP8266»;

• Параметр «Тип подключения» - позволяет выбрать тип подключения, которое использует выбранное устройство.

  Тип подключения: «Wi-Fi»;

• Параметр «Тема» - позволяет выбрать цвета внешнего вида проекта, которые могут быть темными или светлыми.

  Тип презентации: «Не важно»;

Чтобы завершить этот шаг, просто нажмите кнопку «Создать», и появится новый экран с зеленой полосой вверху, где будут добавлены необходимые виджеты для проекта.

Кнопка в стиле настроек:

Чтобы добавить виджеты в проект, просто нажмите на экран или нажмите символ (+) на верхней зеленой полосе. Отображается список всех доступных типов виджетов (см. Изображение выше).

Этот проект будет очень простым: для включения и выключения настольной лампы потребуется всего один виджет. Был выбран тип виджета «Стилизованная кнопка», этот виджет имеет те же функции, что и виджет «Кнопка», но у него гораздо больше параметров настройки, чем у него.

После того, как вы выбрали тип виджета, он появится на экране. Теперь, если вы нажмете на нее только один раз, вокруг нее появится рамка, что означает, что вы можете изменить ее размеры (см. Изображение выше).

Если виджет нажать еще раз, отобразится страница с параметрами настроек. Для этого виджета выбраны следующие параметры настроек:

• Текстовое поле «Ярлык» - определяет тип функции, которую будет выполнять виджет.

  Ярлык виджета: «Настольный светильник»;

• Опция «Выход» - дает вам возможность выбрать, какой выходной контакт ESP8266 будет управляться с помощью этого виджета. Вы можете выбирать между цифровыми и виртуальными контактами.

  • Виртуальные контакты - они работают как целочисленные переменные целого типа (int) и хранят значение состояния кнопки. Это позволяет манипулировать значением состояния для создания условий в коде, которые добавляют виджету другие типы функций.

  • Цифровые выводы - когда выбраны цифровые выводы, виджет напрямую управляет выводами цифрового вывода. При использовании контактов этого типа нет необходимости размещать эту функцию в коде. Это одно из больших преимуществ приложения Blynk, поскольку оно упрощает сборку кода.

    Выбранный вывод: «Цифровой - gp0»;

Примечание. При выборе устройства ESP8266 вам будет разрешено выбрать 16 цифровых контактов, однако модель ESP-01 имеет только 2 из этих контактов, которые являются GPIO0 и GPIO2

• Опция «Режим» - дает вам возможность выбрать тип кнопки операции. Вы можете выбрать операцию, аналогичную кнопке, требующей, чтобы вы удерживали ее, чтобы изменить значение состояния, или операцию, аналогичную переключателю, который изменяет значение своего состояния одним мгновенным прикосновением.

  Кнопочный режим: «Переключатель»;

• Параметры «Состояния ВКЛ / ВЫКЛ» - в этом параметре вы можете изменить текст, размер шрифта и цвет меток, отображаемых во время двух состояний кнопки, а также цвет фона кнопки.

  • Состояния ВЫКЛ:

    • Текст ВЫКЛ: «ВЫКЛЮЧИТЬ»;
    • ВЫКЛ Цвет ярлыка: «Не важно»;
    • ВЫКЛ Цвет фона: «Не важно»;

  • Состояния ВКЛ:

    • ВКЛ текст: «Включить»;
    • ВКЛ Цвет этикетки: «Не важно»;
    • ВКЛ Цвет фона: «Не важно»;

• Параметры «Края» и «Стиль» - эти два параметра также позволяют изменить некоторые эстетические параметры кнопки, например форму, путем выбора более округлых или прямых форм. Также можно выбрать параметры, чтобы сделать фон кнопки полностью заполненным или просто рамкой.

  • Форма пуговицы: «Закругленная»;
  • Стиль фона кнопки: «Контур»;

• Опция «Заблокировать размер» - эта последняя опция, когда активирована, блокирует возможность редактирования размеров кнопки, всегда сохраняя текущий размер.

  Блокирующие размеры: «ВЫКЛ»;

Настройки проекта:

После завершения настройки всех виджетов, необходимых для проекта, некоторые настройки проекта подтверждаются и редактируются для улучшения его работы.

Чтобы получить доступ к странице настроек проекта, выберите символ ореха на зеленой полосе в верхней части приложения. На этой странице вы можете изменить и настроить следующие параметры (см. Изображение выше):

• Текстовое поле «Имя» - позволяет изменить или отредактировать имя проекта.

  Название проекта: «Учебник по Arduino»;

• Параметры «Общий доступ» - позволяют поделиться своим проектом с другими пользователями приложения Blynk. Если этот параметр включен, другие пользователи могут управлять сборкой, но не могут ее редактировать.

  Вариант публикации: «ВЫКЛ.»;

Кнопка «Ярлык на главном экране» - создайте ярлык на экране смартфона для быстрого доступа к проекту

• Доступ к «токенам аутентификации». Вы можете получить доступ ко всем автоматическим токенам проекта с помощью параметра «Отправить все по электронной почте», который вы отправляете на учетную запись электронной почты, связанную с приложением Blynk, или скопируйте все коды с помощью параметра «Копировать все».

  Эти токены аутентификации идентифицируют и разрешают сборочное оборудование, которое будет контролироваться приложением Blynk.

• Опция «Тема» - дает вам возможность выбрать цвета внешнего вида проекта, которые могут быть темными или светлыми.

  Тип внешности: «Не важно»;

• Параметр «Всегда держать экран включенным» - если этот параметр включен, экран смартфона всегда остается включенным при использовании приложения Blynk.

  Не отключать экран: «Не важно»;

• Параметр «Уведомлять устройства при подключении приложения» - позволяет активировать уведомления устройства при активации приложения.

  Включить уведомления устройства: «Не важно»;

• Параметр «Не отключать уведомления» - дает вам возможность отключить уведомления о подключении устройства в режиме воспроизведения. Если этот параметр включен, проверить статус подключения устройства можно только нажатием кнопки с символом «Подключения устройства» на зеленой полосе вверху приложения.

  Отключить уведомления устройства: ВЫКЛ;

• Параметр «Показать фон виджета в режиме воспроизведения» - если этот параметр включен, он заставляет проект всегда запускаться в режиме воспроизведения, что упрощает использование проекта, когда он завершен и готов к использованию.

  Активация игрового режима: ON (проект завершен) или OFF (проект в фазе тестирования);

Кнопка «Клонировать» - создает QR-код, который может предоставить точную копию проекта другой учетной записи Blynk App. Эта форма совместного использования проекта является безопасной, если передается только QR-код, а не автоматические токены

Настройки устройств проекта:

На этой же странице настроек проекта вы найдете страницу, посвященную различным устройствам, которыми управляет проект. При выборе этой вкладки отображается страница, на которой можно просматривать, добавлять и удалять все устройства, используемые в проекте.

Когда устройство выбрано, откроется страница, на которой вы можете отредактировать и подтвердить следующие настройки устройства (см. Изображение выше):

• Текстовое поле «Имя» - дает вам возможность проверить или изменить имя устройства, чтобы его было легче найти.

  Название устройства: «Устройство №1»;

• Опция «Выбрать устройство» - позволяет проверить или изменить тип устройства, используемого для сборки.

  Тип оборудования: «ESP8266»;

• Параметр «Тип подключения» - позволяет проверить или изменить тип подключения, которое использует выбранное устройство.
• Тип подключения: «Wi-Fi»;
• Позволяет получить доступ или изменить «токен аутентификации» - если код токена аутентификации устройства взломан, просто нажмите кнопку «Обновить», и будет сгенерирован новый код. При нажатии кнопки «Электронная почта» этот новый код отправляется на адрес электронной почты, связанный с учетной записью приложения Blynk.
• Очень полезной опцией при добавлении большого количества устройств в проект является опция «+ Новые теги», поскольку она позволяет группировать эти устройства, чтобы упростить организацию проекта.

После того, как все настройки проекта будут завершены, пора наконец перевести его в режим воспроизведения, но все равно необходимо будет загрузить код в модуль ESP8266 ESP-0 1, чтобы окончательно протестировать сборку.

Если вы хотите скопировать этот проект напрямую, со всеми настройками и готовым к использованию, просто используйте следующую процедуру (см. Изображение выше):

• Нажмите на символ QR-кода на главной странице приложения Blynk;
• Разрешить приложению использовать камеру;
• Наведите камеру смартфона на QR-код;
• Проект будет моментально скопирован на ваш смартфон;

Шаг 3: Пояснение к коду

Как вы помните, модуль ESP-01 установлен на модуле USB-адаптера и готов к программированию. Теперь давайте подключим модуль к одному из USB-разъемов компьютера и откроем Arduino IDE.

Чтобы модуль ESP-01 управлялся приложением Blynk, вам необходимо загрузить код со всеми аутентификациями приложения Blynk и учетными данными вашей сети Wi-Fi.

Таким образом, каждое устройство имеет стандартный код со всеми библиотеками и функциями, необходимыми для правильной работы. Чтобы упростить этот стандартный код для каждого используемого типа устройства, на веб-сайте приложения Blynk есть страница, которая позволяет вам найти и скопировать стандартный код в модуль ESP8266ESP-01 (см. Код ниже).

Пример браузера Blynk: https://examples.blynk.cc/? Board = ESP8266 & shield = ESP8266% 20WiFi & example = GettingStarted% 2FBlynkBlink

// Активирует связь между приложением Blynk и Serial Monitor:

#define BLYNK_PRINT Serial #include // Импорт библиотеки «ESP8266_Lib». #include // Импортировать библиотеку BlynkSimpleShieldEsp8266. // Аутентификация учетной записи в приложении Blynk. char auth = "YourAuthToken"; // Введите код токена аутентификации устройства. // Введите учетные данные WiFi. char ssid = "YourNetworkName"; // Имя сети Wi-Fi. char pass = "Ваш пароль"; // Пароль сети Wi-Fi. // Примечание. Установите пароль на "" для открытых сетей Wi-Fi. // Запускаем функцию SETUP только один раз после нажатия Reset: void setup () {// Запускаем связь Serial: Serial.begin (9600); // Запускаем соединение по Wi-Fi: Blynk.begin (auth, ssid, pass); } // Повторно запускаем функцию LOOP.: void loop () {// Начинаем обмен данными с приложением Blynk: Blynk.run (); // Поместите оставшийся код для вашего проекта. }

Эта сборка вместе с проектом, разработанным в приложении Blynk, имеет то преимущество, что не требует изменения или добавления дополнительных строк кода в стандартный код.

Как упоминалось в предыдущем шаге, при выборе цифровых контактов на кнопке виджета эта кнопка будет напрямую управлять этими контактами, и нет необходимости помещать эти функции в код, поэтому этот набор является одной из простейших систем IoT.

Теперь, чтобы загрузить код для модуля ESP8266 ESP-01, вам нужно будет настроить Arduino IDE (см. Изображение выше). Чтобы настроить, вы должны сначала установить этот модуль в Arduino IDE, и для этого мы выполните следующие действия:

Откройте страницу «Настройки» на вкладке «Файл»;

Скопируйте ссылку ниже в список ссылок «Дополнительный URL-адрес менеджера планшетов» на странице «Настройки»;

Ссылка:

Откройте страницу «Board Manager» через вкладку «Tools» в опции «Boards»;

Найдите модуль ESP8266 в строке поиска;

Нажмите кнопку «Установить», чтобы установить модуль ESP8266 в Arduino IDE;

После установки платы вам нужно только выбрать модель используемой платы и ее порт подключения, он может меняться в зависимости от того, где подключен модуль USB-адаптера ESP-01 (см. Изображение выше).

Теперь вы можете просто загрузить код для модуля ESP8266 ESP-01. Когда процесс загрузки завершен, модуль ESP-01 снимается с USB-адаптера и устанавливается в модуль реле. После этого необходимо нажать кнопку «Сброс», чтобы подключение к Wi-Fi запустилось правильно.

Наконец, сборка завершена и готова. Итак, чтобы протестировать крепление, просто нажмите кнопку «Играть» на странице создания проекта приложения Blynk.

Затем вы можете проверить, подключено ли устройство к приложению Blynk, и если это подтвердится, приложение автоматически начнет управлять устройством, позволяя вам включать и выключать настольную лампу через Интернет.

Спасибо за просмотр наших руководств, цель нашего канала - помочь вам в разработке проектов, теперь также с помощью модулей для системы IoT. Не пропустите следующие руководства и посетите наш канал на Youtube, Instagram, Facebook или Twitter.