ESP8266 विकिरण पैटर्न: 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

ESP8266 एक लोकप्रिय माइक्रोकंट्रोलर मॉड्यूल है क्योंकि इसे ऑनबोर्ड वाईफाई के माध्यम से इंटरनेट से जोड़ा जा सकता है। यह हॉबीस्ट के लिए रिमोट नियंत्रित गैजेट्स और IoT डिवाइसेस को न्यूनतम अतिरिक्त हार्डवेयर के साथ बनाने के कई अवसर खोलता है। सुविधाजनक रूप से, अधिकांश मॉड्यूल में एक एंटीना शामिल होता है, या तो एक मुद्रित सर्किट उलटा एफ प्रकार या एक सिरेमिक चिप। कुछ बोर्ड अतिरिक्त रेंज के लिए बाहरी एंटीना को भी प्लग इन करने की अनुमति देते हैं। हम में से अधिकांश रेडियो, टीवी या यहां तक कि सेल फोन एंटेना की विचित्रताओं से परिचित हैं। एंटीना या सेट की स्थिति को सावधानीपूर्वक समायोजित करने के बाद, जैसे ही आप दूर जाते हैं और बैठते हैं, सिग्नल शोर हो जाता है! दुर्भाग्य से, ESP8266 एक वायरलेस डिवाइस होने के कारण, समान असामाजिक व्यवहार दिखा सकता है। मॉड्यूल द्वारा रिपोर्ट की गई RSSI सिग्नल स्ट्रेंथ का उपयोग करते हुए इस निर्देश में ESP8266 के विकिरण पैटर्न को मापने की एक विधि को समझाया गया है। कई एंटीना प्रकारों का परीक्षण किया जाता है और प्रत्येक संस्करण के लिए मीठे स्थान को हाइलाइट किया जाता है। 30 मिनट की अवधि में ईएसपी 8266 मॉड्यूल को 360 डिग्री के माध्यम से घुमाने के लिए एक छोटी स्टेपर मोटर का उपयोग किया जाता है और औसत आरएसएसआई रीडिंग हर 20 सेकंड में मापा जाता है। डेटा थिंगस्पीक को भेजा जाता है, एक मुफ्त IoT विश्लेषण सेवा जो परिणामों को एक ध्रुवीय प्लॉट के रूप में चार्ट करती है जिससे अधिकतम सिग्नल की दिशा को हल किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को ESP8266 मॉड्यूल के कई झुकावों के लिए दोहराया गया था।

आपूर्ति

इस परियोजना के घटक ईबे, अमेज़ॅन आदि जैसे आपूर्तिकर्ताओं से इंटरनेट पर आसानी से मिल जाते हैं यदि आपके जंक बॉक्स में पहले से नहीं है।

28BYJ48 5V स्टेपर मोटर ULN2003 ड्राइवर बोर्ड Arduino UNO या इसी तरह के ESP8266 परीक्षण के लिए मॉड्यूल बाहरी एंटीना USB बिजली की आपूर्ति Arduino IDE और ThingSpeak खाता हर तरह की चीज़ें - प्लास्टिक ट्यूब, तार, ब्लू टेक

चरण 1: सिस्टम का अवलोकन

30 मिनट की अवधि में एक पूर्ण रोटेशन के माध्यम से स्टेपर मोटर को चलाने के लिए एक Arduino Uno का उपयोग किया जाता है। चूंकि मोटर ऊनो से उपलब्ध की तुलना में अधिक करंट लेता है, ULN2003 ड्राइवर बोर्ड का उपयोग अतिरिक्त मोटर करंट की आपूर्ति के लिए किया जाता है। एक स्थिर प्लेटफॉर्म देने के लिए मोटर को लकड़ी के एक टुकड़े पर खराब कर दिया जाता है और मोटर स्पिंडल पर धकेल दी गई प्लास्टिक ट्यूब की लंबाई होती है जिसका उपयोग परीक्षण के तहत मॉड्यूल को माउंट करने के लिए किया जाएगा। जब ऊनो को संचालित किया जाता है, तो मोटर स्पिंडल हर 30 मिनट में एक पूर्ण घुमाव बनाता है। वाईफाई सिग्नल की शक्ति को मापने के लिए प्रोग्राम किया गया एक ESP8266 मॉड्यूल, RSSI, प्लास्टिक ट्यूब से चिपक जाता है ताकि मॉड्यूल एक पूर्ण रोटेशन बना सके। हर 20 सेकंड में, ESP8266 थिंगस्पीक को सिग्नल की ताकत पढ़ने के लिए भेजता है जहां सिग्नल ध्रुवीय निर्देशांक में प्लॉट किया जाता है। RSSI रीडिंग चिप निर्माताओं के बीच भिन्न हो सकती है, लेकिन आम तौर पर 0 और -100 के बीच होती है, जिसमें प्रत्येक यूनिट 1dBm सिग्नल के अनुरूप होती है। जैसा कि मुझे नकारात्मक संख्याओं से निपटने से नफरत है, ध्रुवीय भूखंड में RSSI रीडिंग में एक निरंतर 100 जोड़ा गया है ताकि रीडिंग सकारात्मक हो और उच्च मान एक बेहतर सिग्नल शक्ति का संकेत दें।

चरण 2: स्टेपर मोटर

स्थिरता प्रदान करने के लिए 28BYJ48 स्टेपर मोटर को लकड़ी के एक टुकड़े पर हल्के से खराब कर दिया जाता है। परीक्षण के तहत मॉड्यूल को माउंट करने के लिए लगभग 8 इंच 1/4”प्लास्टिक ट्यूब को स्टेपर मोटर स्पिंडल पर चिपकाया जाता है। Uno, ड्राइवर बोर्ड और मोटर को तार-तार कर दिया गया है जैसा कि इंटरनेट पर कई बार वर्णित किया गया है। फ़ाइल में एक छोटा स्केच ऊनो में फ्लैश किया जाता है ताकि ट्यूब संचालित होने पर हर 30 मिनट में एक पूर्ण सर्कल को घुमाए।

मोटर को घुमाने के लिए इस्तेमाल किया गया स्केच टेक्स्ट फ़ाइल में सूचीबद्ध है, यहाँ कुछ भी क्रांतिकारी नहीं है।

चरण 3: ESP8266 परीक्षण

परीक्षण के लिए मॉड्यूल को पहले एक स्केच के साथ फ्लैश किया गया था जो स्टेपर मोटर की पूर्ण क्रांति के लिए हर 20 सेकंड में RSSI रीडिंग को ThingSpeak पर भेजता है। परीक्षण ए, बी और सी द्वारा निरूपित प्रत्येक मॉड्यूल के लिए तीन ओरिएंटेशन प्लॉट किए गए थे। स्थिति ए में, मॉड्यूल को एंटीना के साथ ट्यूब की तरफ रखा गया है। एंटीना का सामना करते समय, एंटीना का आरएचएस परीक्षण की शुरुआत में राउटर को इंगित करता है। दुर्भाग्य से, मैं फिर से नकारात्मक संख्याओं से प्रभावित हुआ, मोटर दक्षिणावर्त मुड़ती है लेकिन ध्रुवीय भूखंड को दक्षिणावर्त घुमाया जाता है। इसका मतलब है कि एंटीना का अस्पष्ट चौड़ा हिस्सा लगभग 270 डिग्री पर राउटर का सामना कर रहा है। स्थिति बी में, मॉड्यूल ट्यूब के शीर्ष पर क्षैतिज रूप से घुड़सवार होता है। एंटीना परीक्षण की शुरुआत में परीक्षण ए के रूप में राउटर पर इंगित करता है। अंत में, मॉड्यूल को परीक्षण ए में रखा जाता है और फिर मॉड्यूल को 90 डिग्री तक दक्षिणावर्त घुमाया जाता है और परीक्षण सी स्थिति देने के लिए माउंट किया जाता है।

टेक्स्ट फ़ाइल RSSI डेटा को ThingSpeak पर भेजने के लिए आवश्यक कोड देती है। यदि आप थिंगस्पीक का उपयोग करते हैं तो आपको अपना स्वयं का वाईफाई विवरण और एपीआई कुंजी जोड़नी होगी।

चरण 4: उल्टे एफ मुद्रित सर्किट परिणाम

परीक्षण किए गए पहले मॉड्यूल में एक घूमने वाला मुद्रित सर्किट एंटीना था जो सबसे आम प्रकार है क्योंकि यह निर्माण के लिए सबसे सस्ता है। ध्रुवीय प्लॉट दिखाता है कि मॉड्यूल घुमाए जाने पर सिग्नल की शक्ति कैसे बदलती है। याद रखें कि आरएसएसआई लॉग स्केल पर आधारित है और इसलिए 10 आरएसएसआई इकाइयों का परिवर्तन सिग्नल पावर में 10 गुना बदलाव है। मॉड्यूल के शीर्ष पर एंटीना के साथ टेस्ट ए उच्चतम सिग्नल देता है। इसके अलावा, सबसे अच्छी स्थिति तब होती है जब पीसीबी ट्रैक राउटर का सामना करता है। खराब परिणाम परीक्षण बी में होते हैं जहां बोर्ड पर अन्य घटकों से बहुत अधिक परिरक्षण होता है। टेस्ट सी भी घटक परिरक्षण से ग्रस्त है, लेकिन कुछ ऐसे स्थान हैं जहां पीसीबी ट्रैक में राउटर के लिए एक स्पष्ट रास्ता है। मॉड्यूल को माउंट करने का सबसे अच्छा तरीका एंटीना के साथ पीसीबी ट्रैक राउटर का सामना करना पड़ रहा है। इस मामले में, हम लगभग 35 इकाइयों की सिग्नल शक्ति की उम्मीद कर सकते हैं। गैर-इष्टतम स्थिति आसानी से सिग्नल की शक्ति को दस के कारक से कम कर सकती है। आम तौर पर, मॉड्यूल भौतिक और पर्यावरण संरक्षण दोनों के लिए एक बॉक्स में लगाया जाएगा, हम उम्मीद कर सकते हैं कि इससे सिग्नल और भी कम हो जाएगा … भविष्य के लिए एक परीक्षण।

डेटा को व्यवस्थित करने और ध्रुवीय प्लॉट बनाने के लिए थिंगस्पीक को कुछ कोड की आवश्यकता होती है। यह एम्बेडेड टेक्स्ट फ़ाइल में पाया जा सकता है।

चरण 5: सिरेमिक चिप परिणाम

कुछ ESP8266 मॉड्यूल मुद्रित सर्किट ट्रैक के बजाय एंटीना के लिए एक सिरेमिक चिप का उपयोग करते हैं। मुझे नहीं पता कि सिरेमिक के उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक को छोड़कर वे कैसे काम करते हैं, शायद भौतिक आकार में कमी की अनुमति देता है। चिप एंटीना का लाभ लागत की कीमत पर एक छोटा पदचिह्न है। चित्र में परिणाम देने वाले सिरेमिक चिप एंटीना के साथ एक मॉड्यूल पर सिग्नल शक्ति परीक्षण दोहराया गया था। चिप एंटीना पीसीबी डिजाइन के साथ 35 की तुलना में 30 से अधिक सिग्नल शक्ति प्राप्त करने के लिए संघर्ष करता है। शायद आकार मायने रखता है? मॉड्यूल को ऊपर की ओर चिप के साथ माउंट करना सबसे अच्छा ट्रांसमिशन देता है। हालांकि टेस्ट बी में बोर्ड क्षैतिज रूप से घुड़सवार के साथ, कुछ स्थितियों में बोर्ड पर अन्य घटकों से बहुत अधिक परिरक्षण होता है। अंत में टेस्ट सी में ऐसी स्थितियाँ होती हैं जहाँ चिप के पास राउटर के लिए एक स्पष्ट रास्ता होता है और दूसरी बार जब अन्य बोर्ड घटकों से रुकावट होती है।

चरण 6: ओमनी दिशात्मक एंटीना परिणाम

सिरेमिक चिप मॉड्यूल में IPX कनेक्टर के माध्यम से बाहरी एंटीना को जोड़ने का विकल्प था। कनेक्टर का उपयोग करने से पहले, चिप से आईपीएक्स सॉकेट में सिग्नल पथ को स्वैप करने के लिए एक लिंक को स्थानांतरित किया जाना चाहिए। चिमटी के साथ लिंक को पकड़कर और फिर टांका लगाने वाले लोहे के साथ लिंक को गर्म करके यह काफी आसान साबित हुआ। एक बार सोल्डर पिघलने के बाद, लिंक को हटाकर नई स्थिति में रखा जा सकता है। टांका लगाने वाले लोहे के साथ एक और थपका लिंक को वापस नई स्थिति में मिला देगा। ओमनी एंटीना का परीक्षण थोड़ा अलग था। पहले एंटीना को क्षैतिज रूप से घुमाकर परीक्षण किया गया था। इसके बाद एंटीना को 45 डिग्री की स्थिति में क्लिक किया गया और परीक्षण किया गया। अंत में एंटीना लंबवत के साथ एक प्लॉट बनाया गया था। आश्चर्यजनक रूप से, बदतर स्थिति एंटीना के लिए एक लंबवत स्थिति थी, खासकर राउटर एंटीना लंबवत और एक समान विमान में थी। लगभग 120 डिग्री के रोटेशन कोण के साथ क्षैतिज और 45 डिग्री के बीच एंटीना के साथ सबसे अच्छी स्थिति थी। इन शर्तों के तहत, सिग्नल की शक्ति 40 तक पहुंच गई, मूल चिप एंटीना पर एक महत्वपूर्ण सुधार। भूखंड केवल उन सुंदर सममित डोनट आरेखों के समान हैं जो एंटीना के लिए पाठ्य पुस्तकों में दिखाए गए हैं। वास्तव में, कई अन्य कारक, ज्ञात और अज्ञात, सिग्नल की शक्ति को प्रभावित करते हैं, जिससे प्रयोगात्मक माप प्रणाली का परीक्षण करने का सबसे अच्छा तरीका है।

चरण 7: इष्टतम एंटीना

अंतिम परीक्षण के रूप में, ओमनी दिशात्मक एंटीना को उच्चतम सिग्नल शक्ति की स्थिति में 45 डिग्री पर सेट किया गया था। इस बार ऐन्टेना को घुमाया नहीं गया था, लेकिन माप भिन्नता का अंदाजा लगाने के लिए 30 मिनट के लिए डेटालॉग पर छोड़ दिया गया था। प्लॉट इंगित करता है कि माप +/- 2 RSSI इकाइयों के भीतर स्थिर है। ये सभी परिणाम बिजली के व्यस्त घर में लिए गए थे। बिजली के शोर को कम करने के लिए डीईसीटी फोन, माइक्रोवेव ओवन या अन्य वाईफाई और ब्लूटूथ डिवाइस को बंद करने का कोई प्रयास नहीं किया गया। यह वास्तविक दुनिया है … यह निर्देशयोग्य दिखाता है कि ESP8266 और इसी तरह के मॉड्यूल पर उपयोग किए जाने वाले एंटीना की प्रभावशीलता को कैसे मापें। एक मुद्रित ट्रैक एंटीना चिप एंटीना की तुलना में बेहतर सिग्नल शक्ति देता है। हालांकि, जैसा कि अपेक्षित था, एक बाहरी एंटीना सबसे अच्छा परिणाम देता है।