Постройте коммуникатор PICAXE ESP-01 Wi-Fi
What's New "// www.allaboutcircuits.com/projects/connect-a-picaxe-to-the-internet-of-things/"> в предыдущей статье описана конструкция паяльной конструкции схемы и связанного с ней программного обеспечения, чтобы позволить PICAXE 08M2 микроконтроллер для считывания температуры с микросхемы DS18B20, подключите через модуль ESP-01 к локальной точке доступа Wi-Fi, подключитесь к Thingspeak.com и сохраните данные в канале для отображения. Если вы не читали эту статью, вы должны сделать это, потому что там есть информация, которая не будет повторяться здесь
Эта статья улучшает проект следующими способами.
- Потребность в специализированных штыревых устройствах для ESP-01 устранена.
- Конструкция схемы улучшена, чтобы уменьшить требуемый ток.
- Код улучшен, чтобы сделать его интерактивным с Thingspeak, и сократить время отчетности до 15 секунд или меньше.
- Информация предоставляется для покупки печатной платы (файлы Gerber) и для создания печатной платы (чертежи макета схемы).
- Предлагаются варианты дополнительной гибкости схемы.
Схема схемы и сборка печатных плат
PICAXE Wi-Fi Communicator - относительно простая схема с низким количеством деталей, и никакие компоненты SMD не используются. Схематическая диаграмма показана ниже.
Ниже представлены два вида собранной печатной платы: один без модуля ESP-01, вставленного в гнездо на плате, и один с ним вставлен. Обозначения компонентов на схематическом чертеже соответствуют обозначениям на печатной плате. Обратите внимание, что провода питания должны быть подключены к пэдам PH2, а PH1 функционирует как переключатель включения / выключения питания.
На приведенной ниже фотографии показана полностью собранная плата, подключенная к его щелочной аккумуляторной батарее D-cell.
Требуемые детали
| Номер ссылки | Описание | Кол-во. | Источник | номер части |
|---|---|---|---|---|
| J1 | Джек, 3, 5 мм, 3 проводника | 1 | Digi-Key | SC1458-ND |
| R1 | Резистор,.25 Вт, 22 кОм | 1 | Digi-Key | 22KQBK-ND |
| R2, R4, R5 | Резистор,.25 Вт, 10 кОм | 3 | Digi-Key | 10KQBK-ND |
| R3 | Резистор,.25 Вт, 4.7 кОм | 1 | Digi-Key | 4.7KQBK-ND |
| R6 | Резистор,.25 Вт, 560 Ом | 1 | Digi-Key |
560QBK-ND |
| C1, C2 | Конденсатор, керамика, 50 В,.1 мкФ | 2 | Digi-Key | BC2665CT-ND |
| U1 | Микроконтроллер, PICAXE 08M2 | 1 | PH Anderson.com | PICAXE-08M2 |
| U2 | Датчик, температура, DS18B20 | 1 | Digi-Key | DS18B20 + -ND |
| N / A | Гнездо, IC, 8-контактный, Припой | 1 | Digi-Key | ED3044-5-ND |
| LED1 | Диод, светоизлучение, T1 3/4, желтый | 1 | Jameco | 697696 |
| PH1, PH2 | Header, Pin, Straight, 40 Position (Сделать из полосы). | 2 | Jameco | 2168211 |
| N / A | Header, 2x4 Female, 2 Row, 8 Position | 1 | он-лайн поиск | См. Текст. |
| N / A | Шунт, 2 позиции,.1 "Центры, закрыты | 1 | Jameco | 112432 |
| N / A | Аккумулятор, 1, 5 В, щелочные | 2 | местный | См. Текст. |
| N / A | Держатель, аккумулятор, двойной | 1 | местный | См. Текст. |
| N / A | Модуль ESP-01 | 1 | он-лайн поиск | ESP-01 |
| N / A | Кабель, PICAXE, Программирование, USB | 1 | PH Anderson.com | AXE027 |
|
N / A |
Печатная плата, изготовленная на заказ, FR4, 1, 6 мм Толщина, 1 унция. CU | 1 | Itead или Home Fabricated | См. Текст. |
Обновление прошивки ESP-01
Многие модули ESP-01 не имеют текущей версии прошивки и должны быть обновлены до использования в этом проекте. Процесс мигания модуля ESP-01 подробно описан в этой статье, и его следует внимательно отслеживать, чтобы обновить прошивку и обеспечить совместимость с кодом PICAXE, используемым в этом проекте.
Для прошивки прошивки ESP-01 вам понадобится схема, обеспечивающая питание модуля, а также его подключение к компьютеру. Ниже приведена схема подходящей схемы вспышки, а также изображена сборка паяльника без пайки. Цвета проводов, указанные на схеме, такие же, как соответствующие провода на паяльной макете.
Вся мощность для макета подается через конвертер USB в TTL, который должен быть установлен на 3, 3 В, чтобы не повредить модуль ESP-01.
Маленький кусок зеленой перфорированной панели - это адаптер, который позволяет правильно вставлять ESP-01 в паяльную макет. Белые цифры на женском контактном разъеме соответствуют номерам контактов ESP-01 в приведенной выше схеме. (На вставке показан ESP-01, вставленный в адаптер.) Обратите внимание, что также можно использовать отдельные прокладки для подключения модуля ESP-01 к макету. Однако вы решили сделать физические подключения, убедитесь, что они согласны со схематической диаграммой, показанной выше.
Печатная плата
Печатная плата для PICAXE Wi-Fi Communicator была создана на основе схемного чертежа и компоновки печатной платы, разработанной с помощью программного обеспечения под названием DipTrace. Затем DipTrace использовался для создания Gerber-файлов для дизайна, которые были отправлены для прототипирования для производителя в Китае, компании Itead. «Итед» изготовила 10 печатных плат и отправила их в США общей стоимостью около 14 долларов США; это заняло приблизительно три недели с момента их заказа, пока они не прибыли.
Оригинальные графические чертежи DipTrace и файлы макетов печатных плат доступны для скачивания тем, кто хочет, чтобы они использовались при создании собственной печатной платы. Кроме того, файлы Gerber также доступны для тех, кто хочет заказать печатные платы от Itead или другого поставщика. Эти файлы предназначены только для использования в хобби и не должны использоваться в коммерческих целях. Автор успешно использовал эти файлы и считает, что они являются правильными и подходящими для производства функциональных печатных плат, как показано и описано в этой статье, но нет гарантии; используйте их на свой страх и риск.
Файлы Gerber
сборочный
Сборка PICAXE Wi-Fi Communicator проста; просто следуйте указаниям на печатной плате и установите правильные компоненты из списка деталей. Как правило, проще установить и припаять более короткие компоненты.
Набор деталей показан выше, и предлагаемый порядок установки следующий.
- все резисторы (обратите внимание, что для резистора R6, ограничивающего ток, достаточно высокое значение 560 Ом, но это помогает минимизировать разряд батареи. Если вы хотите, чтобы светодиод был ярче, уменьшите значение R6 до 120 Ом, что приведет к примерно 10 мА текущий.)
- оба конденсатора (обратите внимание, что могут использоваться либо радиальные, либо осевые керамические конденсаторы).
- 8-контактный DIP-разъем (убедитесь, что гнездо установлено в соответствии с контуром на печатной плате, контакт 1 идет на прямоугольную панель).
- (гнездо может быть отключено, если вы уверены, что не хотите программировать PICAXE, когда он находится на плате Communicator).
- DS18B20 (Провода могут быть спаяны в U2-пэдах, если U2 должен быть расположен с печатной платы).
- светодиод (при необходимости светодиод может быть выключен (вместе с R6).)
- 8-контактный гнездовой разъем для ESP-01 (также могут использоваться два женских разъема 1x4. В качестве альтернативы модуль ESP-01 может быть припаян непосредственно к печатной плате, однако это очень затруднит извлечение микросхемы PICAXE в качестве а также модуль ESP-01 и не рекомендуется.)
- PH1 (этот заголовок используется как переключатель включения / выключения для Communicator, соедините штырьки вместе с шунтом, чтобы включить сборку.)
Мощность
ESP8266, являющийся основной ИС на модуле ESP-01, предназначен для работы на 3, 3 В, и что-то большее может испортить чип, поэтому хороший источник питания имеет решающее значение. Один из вариантов - это чистый, хорошо отрегулированный источник питания постоянного тока, как описано здесь, но другой жизнеспособный выбор - это аккумулятор. Две 1.5V ячейки в серии будут работать, и выбор в изобилии. Фотография в начале этой статьи показывает сборку, питаемую двумя щелочными ячейками D, которые обеспечивают увеличенное время работы по сравнению с меньшими ячейками, такими как AA или AAA.
За время, которое Communicator сообщает Thingspeak, он потребляет около 150 мА в зависимости от того, насколько высокая мощность передатчика установлена в ESP8266. Однако в большинстве случаев PICAXE 08M2 имеет ESP-01 в режиме ожидания, а потребляемая мощность меньше 1 мА. С рабочим циклом в течение 15 секунд и 3585 секунд в режиме ожидания каждый час (как контролируется кодом) свежая пара щелочных D-камер должна длиться около года. Это реальная выгода, если вы намерены использовать Communicator в труднодоступном месте, например, на чердаке или в crawlspace.
Одна из важных замечаний заключается в том, что Communicator не имеет встроенной защиты от разворотов полярности питания, поэтому обязательно подключите источник постоянного тока с полярностью, как показано на фотографиях и схематическом чертеже. V + идет на верхнюю площадку на заголовке PH2, а земля переходит к нижней панели; см. фото во втором разделе этой статьи и на фотографии ниже.
Код PICAXE
Загрузите код для этого проекта и откройте его в редакторе PICAXE 6.
Код PICAXE
Как вы видите, код хорошо прокомментирован, линейный и относительно простой; таким образом, длинное объяснение здесь не нужно. Внимательно прочитайте все комментарии и следуйте им точно так же, как вы вносите изменения, включая идентификатор SSID вашей локальной сети и пароль вашей локальной сети в строке 49, и ваш ключ записи Thingspeak в строке 75. С этими тремя изменениями код должен работать как указано. Обратите внимание, что вы сможете увидеть прогресс кода в окне терминала PE6.
Установите код в PICAXE 08M2 и попробуйте его. Любые сбои, вероятно, будут связаны с недостаточным временем ожидания; удлините время ожидания на шаге неудачи.
Опции
В этом проекте используется датчик температуры DS18B20, но существуют другие возможности для предприимчивого пользователя.
Обратите внимание, что три панели на печатной плате для DS18B20 подключаются к + V, заземлению и контакту C.1 PICAXE 08M2. Этот не столь совпадающий факт открывает возможность использования трехпроводного кабеля для нахождения DS18B20 с печатной платы, что является преимуществом, но также позволяет использовать некоторые дополнительные возможности благодаря гибкости 08M2. Pin C.1 может быть цифровым входом, цифровым выходом, входом АЦП или сенсорным входом.
Например, предположим, что вместо измерения температуры и температуры сообщения вы хотите измерить и сообщить интенсивность света. В этом случае вы можете построить небольшую схему, состоящую из LDR и резистора в конфигурации делителя напряжения, и подключить его через трехпроводный кабель к U2-пэдам на плате Communicator. Вам нужно будет удалить R3 с печатной платы и изменить код, чтобы использовать контакт C.1 в качестве входа АЦП для считывания напряжения и преобразования его в цифровое значение для хранения и отчетности для Thingspeak - относительно простые изменения для аффиниатора PICAXE, например вы.
Существует много возможностей. Что вы можете себе представить и построить?
Попробуйте этот проект сами! Получить спецификацию.