बैटरी चालित ESP IoT: 10 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

यह निर्देश दिखाता है कि मेरे पिछले अनुदेशों में डिज़ाइन पर बैटरी चालित ESP IoT आधार कैसे बनाया जाए।

चरण 1: पावर सेविंग डिज़ाइन

बैटरी चालित IoT डिवाइस के लिए बिजली की खपत एक बड़ी चिंता का विषय है। चलने के दौरान अनावश्यक घटक से लंबी अवधि की बिजली खपत (कुछ एमए) को पूरी तरह खत्म करने के लिए, यह डिज़ाइन उन सभी हिस्सों को अलग कर देता है और विकास डॉक में स्थानांतरित हो जाता है।

विकास गोदी

इसमें शामिल है:

1. यूएसबी से टीटीएल चिप
2. RTS/DTR से EN/FLASH सिग्नल कन्वर्टिंग सर्किट
3. लाइपो चार्जर मॉड्यूल

विकास डॉक केवल विकास और हमेशा कंप्यूटर से कनेक्ट होने के दौरान आवश्यक है, इसलिए आकार और पोर्टेबल एक बड़ी चिंता नहीं है। मैं इसे बनाने के लिए एक और अधिक फैंसी विधि का उपयोग करना चाहूंगा।

आईओटी डिवाइस

इसमें शामिल है:

1. ESP32 मॉड्यूल
2. लाइपो बैटरी
3. 3v3 एलडीओ सर्किट
4. पावर स्विच (वैकल्पिक)
5. एलसीडी मॉड्यूल (वैकल्पिक)
6. एलसीडी पावर कंट्रोल सर्किट (वैकल्पिक)
7. गहरी नींद से जगाने के लिए बटन (वैकल्पिक)
8. अन्य सेंसर (वैकल्पिक)

बैटरी चालित IoT डिवाइस के लिए दूसरी चिंता आकार में कॉम्पैक्ट है और कभी-कभी पोर्टेबिलिटी की भी चिंता है, इसलिए मैं बनाने के लिए छोटे घटकों (SMD) का उपयोग करने का प्रयास करूंगा। उसी समय, मैं इसे और अधिक फैंसी बनाने के लिए एक एलसीडी जोड़ूंगा। LCD यह भी प्रदर्शित कर सकता है कि गहरी नींद में बिजली की खपत को कैसे कम किया जाए।

चरण 2: तैयारी

विकास गोदी

• यूएसबी से टीटीएल मॉड्यूल (टूटे हुए आरटीएस और डीटीआर पिन)
• ऐक्रेलिक बोर्ड के छोटे टुकड़े
• 6 पिन पुरुष हैडर
• 7 पिन गोल पुरुष हैडर
• 2 NPN ट्रांजिस्टर (मैं इस बार S8050 का उपयोग कर रहा हूं)
• 2 प्रतिरोधक (~ 12-20k ठीक होना चाहिए)
• लाइपो चार्जर मॉड्यूल
• कुछ ब्रेडबोर्ड तार

आईओटी डिवाइस

• 7 पिन राउंड फीमेल हैडर
• ESP32 मॉड्यूल
• 3v3 LDO नियामक (मैं इस बार HT7333A का उपयोग कर रहा हूं)
• बिजली स्थिरता के लिए एसएमडी कैपेसिटर (यह डिवाइस पीक करंट पर निर्भर करता है, मैं इस बार 1 x 10 यूएफ और 3 x 100 यूएफ का उपयोग कर रहा हूं)
• पावर स्विच
• ESP32_TFT_Library समर्थित LCD (मैं इस बार JLX320-00202 का उपयोग कर रहा हूँ)
• SMD PNP ट्रांजिस्टर (मैं इस बार S8550 का उपयोग कर रहा हूं)
• एसएमडी प्रतिरोधक (2 x 10 K ओम)
• लाइपो बैटरी (मैं इस बार 303040 500 एमएएच का उपयोग कर रहा हूं)
• ट्रिगर वेक अप के लिए पुश बटन
• कुछ तांबे के टेप
• कुछ लेपित तांबे के तार

चरण 3: आरटीएस और डीटीआर ब्रेक आउट

Arduino का समर्थन करने वाले अधिकांश USB से TTL मॉड्यूल में DTR पिन होता है। हालांकि, आरटीएस पिन को तोड़ने वाले बहुत अधिक मॉड्यूल नहीं हैं।

इसे बनाने के 2 तरीके हैं:

• RTS और DTR ब्रेक आउट पिन के साथ USB से TTL मॉड्यूल खरीदें

• यदि आप निम्नलिखित सभी मानदंडों को पूरा करते हैं, तो आप स्वयं आरटीएस पिन को तोड़ सकते हैं, अधिकांश चिप्स में, आरटीएस पिन 2 है (आपको अपने डेटाशीट के साथ दोबारा पुष्टि करनी चाहिए)।

  1. आपके पास पहले से ही एक 6 पिन USB से TTL मॉड्यूल (Arduino के लिए) है
  2. चिप एसओपी में है लेकिन क्यूएफएन फॉर्म फैक्टर नहीं है
  3. आप वास्तव में खुद के सोल्डरिंग कौशल पर भरोसा करते हैं (मैंने सफलता से पहले 2 मॉड्यूल उड़ा दिए हैं)

चरण 4: विकास डॉक असेंबली

विज़ुअलाइज़ेबल सर्किट का निर्माण एक व्यक्तिपरक कला है, आप मेरे पिछले निर्देशों में अधिक विवरण पा सकते हैं।

यहाँ कनेक्शन का सारांश दिया गया है:

टीटीएल पिन 1 (5वी) -> डॉक पिन 1 (वीसीसी)

-> लिपो चार्जर मॉड्यूल वीसीसी पिन टीटीएल पिन 2 (जीएनडी) -> डॉक पिन 2 (जीएनडी) -> लिपो चार्जर मॉड्यूल जीएनडी पिन टीटीएल पिन 3 (आरएक्स) -> डॉक पिन 3 (टीएक्स) टीटीएल पिन 4 (टीएक्स) -> डॉक पिन 4 (आरएक्स) टीटीएल पिन 5 (आरटीएस) -> एनपीएन ट्रांजिस्टर 1 एमिटर -> 15 के ओम प्रतिरोधी -> एनपीएन ट्रांजिस्टर 2 बेस टीटीएल पिन 6 (डीटीआर) -> एनपीएन ट्रांजिस्टर 2 एमिटर -> 15 के ओम प्रतिरोधी -> एनपीएन ट्रांजिस्टर 1 बेस एनपीएन ट्रांजिस्टर 1 कलेक्टर -> डॉक पिन 5 (प्रोग्राम) एनपीएन ट्रांजिस्टर 2 कलेक्टर -> डॉक पिन 6 (आरएसटी) लिपो चार्जर मॉड्यूल बैट पिन -> डॉक पिन 7 (बैटरी + वी)

चरण 5: वैकल्पिक: ब्रेडबोर्ड प्रोटोटाइप

IoT डिवाइस के हिस्से में सोल्डरिंग का काम थोड़ा मुश्किल है, लेकिन यह जरूरी नहीं है। उसी सर्किट डिज़ाइन के आधार पर, आप अपने प्रोटोटाइप को करने के लिए बस एक ब्रेडबोर्ड और कुछ तार का उपयोग कर सकते हैं।

संलग्न फोटो Arduino ब्लिंक टेस्ट के साथ मेरा प्रोटोटाइप टेस्ट है।

चरण 6: IoT डिवाइस असेंबली

कॉम्पैक्ट आकार के लिए, मैं कई एसएमडी घटकों को चुनता हूं। आसान प्रोटोटाइप के लिए आप बस उन्हें ब्रेडबोर्ड के अनुकूल घटकों में बदल सकते हैं।

यहाँ कनेक्शन का सारांश दिया गया है:

डॉक पिन 1 (वीसीसी) -> पावर स्विच -> लाइपो + वी

-> 3v3 LDO रेगुलेटर विन डॉक पिन 2 (GND) -> लाइपो-वे -> 3v3 LDO रेगुलेटर GND -> कैपेसिटर (s) -ve -> ESP32 GND डॉक पिन 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) डॉक पिन 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) डॉक पिन 5 (प्रोग्राम) -> ESP32 GPIO 0 डॉक पिन 6 (RST) -> ESP32 चिपपु (EN) डॉक पिन 7 (बैटरी + वी) -> लिपो + वी 3v3 LDO रेगुलेटर वाउट -> ESP32 Vcc -> 10 K ओम रेसिस्टर -> ESP32 ChipPU (EN) -> PNP ट्रांजिस्टर एमिटर ESP32 GPIO 14 -> 10 K ओम रेसिस्टर -> PNP ट्रांजिस्टर बेस ESP32 GPIO 12 -> वेक बटन -> 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 ट्रांजिस्टर कलेक्टर -> LCD वीसीसी -> एलईडी

चरण 7: शक्ति का उपयोग

इस IoT डिवाइस का वास्तविक पावर उपयोग क्या है? आइए मेरे बिजली मीटर से मापें।

• सभी घटकों (सीपीयू, वाईफाई, एलसीडी) पर, यह लगभग 140 - 180 एमए. का उपयोग कर सकता है
• वाईफाई बंद कर दिया, एलसीडी में डिस्प्ले फोटो जारी रखें, यह लगभग 70 - 80 एमए का उपयोग करता है
• LCD बंद कर दिया, ESP32 गहरी नींद में चला जाता है, यह लगभग 0.00 - 0.10 mA का उपयोग करता है

चरण 8: हैप्पी डेवलपिंग

यह आपकी खुद की बैटरी चालित IoT डिवाइस विकसित करने का समय है!

यदि आप कोडिंग की प्रतीक्षा नहीं कर सकते हैं, तो आप मेरे पिछले प्रोजेक्ट स्रोत को संकलित और फ्लैश करने का प्रयास कर सकते हैं:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

या यदि आप पावर डाउन फीचर का स्वाद लेना चाहते हैं, तो मेरा अगला प्रोजेक्ट स्रोत आज़माएं:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

चरण 9: आगे क्या है?

जैसा कि पिछले चरण में बताया गया है, मेरा अगला प्रोजेक्ट एक ESP32 फोटो एलबम है। वाईफाई से कनेक्ट होने पर यह नई तस्वीरें डाउनलोड कर सकता है और फ्लैश में सहेज सकता है, ताकि मैं हमेशा सड़क पर नई तस्वीर देख सकूं।

चरण 10: वैकल्पिक: 3डी प्रिंटेड केस

यदि आपके पास 3D प्रिंटर है, तो आप अपने IoT डिवाइस के लिए केस प्रिंट कर सकते हैं। या आप इसे मेरे पिछले प्रोजेक्ट की तरह ही एक पारदर्शी स्वीट बॉक्स में रख सकते हैं।