IoT Keychain Finder Използване на ESP8266-01: 11 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:49

Искаш ли като мен, винаги забравяйки къде си държал ключовете? Никога не мога да намеря ключовете си навреме! И поради този мой навик, закъснях за колежа си, онази лимитирана серия разпродажба на екстри от Междузвездни войни (все още се тревожа!), Среща (тя никога повече не избра обаждането ми!)

И така, какво точно представлява този IoT ключодържател

Нека ви дам една абстрактна идея, представете си, че сте планирали вечеря с родителите си в луксозен ресторант. Тъкмо щяхте да тръгнете на път изведнъж ключовете липсват, оуу! Знаеш, че ключът е някъде в къщата. Тогава си спомняте, хей, прикачих ключодържател за IoT, който направих позовавайки се на инструкцията на Ашвин, Слава Богу! Изваждате телефона си и отваряте Chrome, след което въвеждате IP ключодържател (напр.- 192.168.43.193/) или mycarkey.local/ (това работи поради mDNS) и натискате търсене. Уау !, в телефона ви се появява сайт (представете си, че ключодържателят ви е сървърът, толкова странно!). Кликвате върху бутона Buz My Key и в мигове чувате звуков сигнал от работните си обувки (боже тези котки). Е, намерихте ключовете и тръгнахте на път за нула време, вуаля!

Кратка идея как работи

Е, ESP-01 в Keychain се свързва с всеки WiFi, който сте споменали в програмата (можете да споменете множество WiFi имена заедно с техните пароли и ESP-01 ще се свърже с най-силната налична WiFi мрежа в този момент). Ако извадите ключодържателя извън обхвата на WiFi, ESP-01 вероятно ще се прекъсне и ще се опита да се свърже с наличния споменат WiFi (така че ако сте поставили ключа си в дома на приятеля си, можете да го намерите лесно, като просто включите горещата точка на телефона си (не се изискват данни) и ESP-01 автоматично ще се свърже с вашата гореща точка и след това можете да бръкнете с ключодържателя и да го намерите лесно).

Преди да започна, бих препоръчал на всички потребители на ESP за първи път да прочетат Ръководство за начинаещи към ESP8266 от Pieter P. Щракнете тук. Това ръководство беше много полезно за мен като начинаещ в чипа ESP8266.

Каква е връзката между ESP8266 и ESP-01

Когато започнах да работя с ESP, бях доста объркан. В интернет имаше много информация за чипове ESP. Мислех, че ESP8266, ESP-01, ESP-12E и т.н. са различни и не могат да използват програма, написана на ESP-01 на ESP-12E, но това не е така. Нека изясня съмненията ви! ESP8266 е чип, който се използва във всички ESP модули (като ESP-12E и ESP-01). На пазара има много повече ESP модули и всички те използват чип ESP8266. Единствената разлика между тях е функционалността, която предоставя ESP модулът. Кажете, че ESP-01 има доста по-малко GPIO пинове, докато ESP-12E има много GPIO щифтове. ESP-01 може да няма различни режими на заспиване като ESP-12E, докато ESP-01 е по-евтин и с малки размери.

Имайте предвид, че всички те използват един и същ чип ESP8266, можем да използваме една и съща програма ESP8266 на всички ESP модули без никакви проблеми, стига да не използвате програма, която може да работи само с един конкретен чип (да речем, че се опитвате да включете GPIO пин 6 на ESP-01, който той няма. Никакви притеснения и програми, които дадох в този урок, са съвместими с всички ESP модули. Всъщност направих цялото кодиране на ESP-12E NodeMCU, тъй като беше по-лесно да работя и отстраняване на грешки на борда за разработка. След като се убедих в работата си, след това опитах тези програми на ESP-01, които работеха като чар без никакви модификации!

Някои ключови моменти:

• Моята цел е да ви помогна да разберете как можем да вградим IoT навсякъде.
• Основното изведение от тази инструкция е знанието за вграждането на ESP-01 в ключодържател, което изглежда странно, но хей, инженерството е пълно с предизвикателства! Препоръчвам на всички да измислят различни дизайни на ключодържатели и да се опитат да направят идеята за ключодържателя за IoT перфектна.
• IoT ключодържателят, който направих, не е много ефективен при батерията (6 часа с 500mAH 3.7v Li-Po батерия) и е малко обемист. Но знам, вие, момчета, можете да го направите перфектен, ако не и по -добър, и да направите свой собствен Instructable (не забравяйте да ме споменете!)

Стига бла бла бла! Да започваме

Как протича моят Instructable

1. Необходими материали и компоненти [Стъпка 1]
2. ESP-01 Първи стъпки [Стъпка 2]
3. Нека подготвим зумера за ESP-01 [Стъпка 3]
4. Подготовка за програмиране [Стъпка 4]
5. Персонализиране на програмата [Стъпка 5]
6. Позволява програма ESP-01 [Стъпка 6]
7. IP и mDNS за управление на зумера [Стъпка 7]
8. Избор на подходяща батерия [Стъпка 8]
9. Поставяне на всички компоненти [Стъпка 9]
10. Подготовка на външния капак за поставяне на веригата за ключодържатели и батерията [Стъпка 10]
11. Време е да завиждате на приятелите си! Някои довършителни мисли [Стъпка 11]

Стъпка 1: Необходими материали и компоненти

Така че сте готови, страхотно!

Споменах всички компоненти, които се използват в тази инструкция на снимката по -горе (снимката струва хиляда думи)

Стъпка 2: Първи стъпки с ESP-01

Използвал съм много ESP модули, но трябва да кажа, че ESP-01 е любимият ми модул ESP8266, тъй като е най-малкият и евтин.

Има общо 8 пина на ESP-01. Предоставих изображението на диаграмата с щифтове по -горе.

Ще използваме Arduino UNO платка и Arduino IDE за програмиране на ESP-01, тъй като много от вас трябва да имат Arduino у дома.

В ESP-01 има два режима:

• Режим на програмиране
• Нормален режим на зареждане

За да променим режимите, ние се нуждаем само от превключване на RST и GPIO 0 пина.

ESP8266 ще провери при зареждане в кой режим да стартира. Това става чрез проверка на пина GPIO 0. Ако щифтът е заземен 0V ESP ще се зареди в режим на програмиране. Ако щифтът се поддържа плаващ или е свързан към 3.3V ESP се зарежда нормално.

RST щифтът е активен ниско, така че 0V на RST щифта ще нулира чипа (просто докоснете щифта RST към земята за секунда)

За нормален режим на зареждане: GPIO 0 трябва да е или плаващ, или свързан към 3.3V след нулиране или зареждане на чипа за първи път

За режим на програмиране: GPIO 0 трябва да бъде заземен след нулиране или зареждане на чипа за първи път и да остане заземен, докато програмирането приключи. За да излезете от този режим, просто извадете GPIO 0 извода от земята и го задръжте или плаващ, или се свържете към 3V, след което заземете RST щифта за секунда. ESP се зарежда обратно в нормален режим.

ESP-01 има 1MB флаш памет.

Внимание! ESP-01 работи с 3.3V, ако дадете повече от 3.6V на някой от щифтовете, ще изпържите чипа (аз вече съм пържил два ESP-01). Можем да го използваме между 3V - 3.6V, сега това е полезно, защото ще използваме 3.7V LiPo батерия. Ще обясня как можем да използваме тази батерия с ESP-01 в предстоящите стъпки.

Стъпка 3: Да подготвим зумера за ESP-01

Има два вида зумер:

• Активен зумер
• Пасивен зумер

Активните зумери работят директно, като подават известно напрежение. Веднага ще чуете бръмчене.

Пасивните звукови сигнали изискват ШИМ. Така че, ако прилагате постоянно напрежение, зумерът няма да издаде никакъв звук.

Изберете активен 3V зумер.

Пиновете на ESP-01 могат да дадат само до 12mA, което е доста по-малко, като се има предвид изискването за мощност за 3V зумер. Така че ще използваме NPN транзистор (използвал съм 2N3904) като превключвател за управление на зумера.

Следвайте схемата на свързване, като прегледате изображенията, качени по -горе. Направете връзките на макет. В предстоящите етапи можете да тествате веригата си и да се уверите, че всичко работи, преди да запоите всички компоненти на печатна платка.

Стъпка 4: Подготовка за програмиране

Сега нека зададем Arduino IDE за програмиране на ESP-01

Първо ще добавим платка ESP8266 към Arduino IDE. Отворете IDE на Arduino и отидете на Файл> Предпочитания. Ще видите URL адрес на допълнителен мениджър на табла. Поставете тази връзка:

• Сега отидете на Tools> Board> Boards Manager
• Търсете esp8266. Трябва да видите esp8266 от общността на ESP8266. Инсталирайте го.
• Сега отидете на Tools> Board> ESP8266 Boards. Изберете Общ модул ESP8266.
• Свършен! Задали сте IDU на Arduino

Връзки

Свържете вашия ESP-01 към платката Arduino UNO, като се обърнете към диаграмата за свързване на горните изображения.

Няма да използваме чип Atmega328p (Да, този дълъг голям чип на дъската на Arduino). Ние просто използваме дъската Arduino UNO за програмиране на ESP-01, поради което сме свързали RESET щифта на Atmega към 5V порт.

GPIO0 и RST пин се използват за управление на зареждане на ESP-01. Още за стъпка 6

Червеният светодиод се използва за проверка дали качената програма работи или не.

Добре, след като връзките са направени, изтеглете моя код за ключодържател отдолу. В следващата стъпка ще обясня как да направя някои промени в кода си и как да кача програмата.

Малко допълнителна информация (пропуснете ако искате)

Може би сте забелязали, че Rx отива на Rx, а Tx отива на Tx. Това не е правилно !. Ако едно устройство предава, другото устройство приема (Tx към Rx) и обратно (Rx към Tx). И така, защо тази връзка?

Е, дъската на Arduino UNO беше направена така. Позволете ми да изясня, Rx и Tx на USB кабела, свързан към платката Arduino UNO, е свързан към Atmega328p. Връзката се осъществява по следния начин: Rx на USB преминава към Tx на Atmega и Tx на USB отива към Rx на Atmega. Сега Port Pin 0 и 1, дадени съответно като Rx и Tx, са свързани директно към Atmega (Rx на Atmega е Rx при Port Pin 0 и Tx на Atmega е Tx на Port Pin 1) и тъй като няма да използвайте Atmega за програмиране и се нуждаете само от USB връзки директно, можете да видите Tx на USB е Rx на платката Arduino UNO Pin 0 и Rx на USB е Tx на платката Arduino UNO Pin 1

Фу! Сега знаете Rx Tx връзки.

Сигурно сте забелязали резистор между Rx - Rx връзката. Е, това е важно за предотвратяване на пържене на чипа ESP-01 поради TTL 5V. Използвахме връзка, разделена на напрежение, която основно намалява 5V при Rx до 3.3V, така че ESP-01 да не се пържи. Ако искате да знаете как работи разделителят на напрежение, отидете на тази връзка:

Стъпка 5: Персонализиране на програмата

Когато отворите програмата ми, може да се сплашите от всички жаргони и кодове. Не се притеснявай. Ако искате да знаете как работи програмата, вижте връзката Ръководство за начинаещи, която посочих в началото на тази инструкция.

Цялата област в кода, където можете да правите промени, присъства между едноредови коментари като този

//-----------------------------------

направете промените си тук;

//----------------------------------

Моля, прочетете коментарите, които съм предоставил в програмата, за да разберете по -добре кода

…….

Можете да добавите множество имена на WiFi и съответните им пароли в програмата. ESP-01 ще се свърже с този, който е най-силният по време на сканирането. При прекъсване на връзката, той непрекъснато ще сканира наличния WiFi, към който може да се свърже, и след това се свързва автоматично. Бих ви препоръчал да добавите своя домашен WiFi и мобилната си гореща точка в програмата.

Синтаксис за добавяне на WiFi: wifiMulti.addAP ("Hall_WiFi", "12345678");

Първият низ е името на WiFi, а вторият низ е паролата.

…….

Ако искате да промените щифта, към който е свързан зумерът, можете да го споменете в променливата

const int buz_pin = pin_no;

pin_no трябва да е валидна стойност според ESP модула, който използвате.

LED_BUILTIN стойността е GPIO 2 пина за ESP-01;

…….

Допълнително [Пропуснете, ако искате]

Тъй като нашият ESP-01 ще действа като сървър, има основен HTML код на уебсайт, който вече добавих в програмата, която сте изтеглили преди. Няма да навлизам в подробности, но ако искате да проучите изходния HTML, можете да го изтеглите отдолу. [ПЕРЕМЕНЕТЕ ФАЙЛА ОТ html code.html.txt в html code.html]

Стъпка 6: Позволява програма ESP-01

1)

• Свържете дъската Arduino UNO към вашия компютър.

• Уверете се, че под Инструменти са избрани тези опции

  • Табло: "Общ модул ESP8266"
  • Скорост на качване: "115200"
  • Оставете другите опции да останат по подразбиране
• Не отивайте в Инструменти> Порт
• Изберете Arduino UNO COM порт (Моят компютър показваше COM3. Вашият може да варира.

2) Това е всичко. Сега, преди да кликнете върху Качване, трябва да стартираме ESP-01 в режим на програмиране. За тази земя 0V щифтът ESP-01. След това заземете RST щифта за секунда. Сега ESP-01 стартира в режим на програмиране.

3) Сега кликнете върху Качване във вашата Arduino IDE. Компилирането на скицата отнема известно време. Наблюдавайте прозорците за състоянието на командата под IDE на Arduino.

4) След като компилирането приключи, трябва да видите Свързване ……._ ……._ ……… Това е, когато вашият компютър се опитва да се свърже с вашия ESP-01. Ако получите връзка ……. за дълго време или ако връзката се провали (това се случва много с мен), просто нулирайте отново ESP-01 (докосвам RST на ESP-01, за да заземя 0V 2-3 пъти, за да се уверя, че е стартиран в режим на програмиране).

Понякога дори след като направя това, връзката се проваля, това, което правя, е след като получа Connecting …… _ …… Нулирам отново ESP-01 и обикновено това работи. Имайте предвид, че изводът GPIO 0 трябва да бъде заземен през целия период на програмиране.

5) След качването ще получите:

Напускане ……

Твърдо нулиране чрез RTS щифт…

Това показва, че кодът е качен успешно. Сега извадете щифта GPIO 0 от земята, след което нулирайте отново ESP-01. Сега вашият ESP ще се зареди в нормален режим и ще се опита да се свърже с WiFi мрежата, която споменахте в програмата.

Можете да наблюдавате програмата ESP-01 от серийния монитор на Arduino.

6) Отворете серийния монитор, в долния десен ъгъл Изберете както NL, така и CR и скорост на предаване като 115200. Нулирайте ESP-01 (поддържайте GPIO 0 плаващ или свързан към 3.3V, докато се опитваме да стартираме качената програма) и след това ще видите всички съобщения, върнати от ESP-01. Първоначално може да видите някои стойности на боклука, които са нормални за всички чипове ESP8266. След като връзката е успешна, ще видите IP адрес, отпечатан на екрана. Запишете го.

Добавих някои емотикони в serial.print (), който изглежда добре в серийния монитор, тъй като дава някои изрази. Кой казва, че не можем да бъдем по -креативни!

Стъпка 7: IP и MDNS за управление на зумера

Преди да вляза в подробности за работата на сървъра, опитайте да включите зумера. Устройството, което се опитвате да осъществите достъп до сървъра ESP-01, трябва да бъде свързано към същата мрежа като ESP-01 или трябва да бъде свързано към горещата точка на вашето устройство. Сега отворете любимия си браузър и въведете IP адреса, който сте получили в предишната стъпка, и потърсете. Трябва да отвори страница. Щракнете върху Превключване на бръмченето и ЧЕРВЕНИЯТ LED ще започне да мига!

Какво е IP адрес?

IP е адрес, който всяко устройство получава след свързване към WiFi мрежа. IP адресът е като уникален идентификатор, който помага да се намери конкретно устройство. Няма две устройства, които могат да имат един и същ IP адрес в една и съща мрежа. Когато ESP-01 се свърже с WiFi или гореща точка, му се присвоява IP адрес, който той отпечатва в серийния монитор.

И така, какво е mDNS?

Нека разберем DNS. Това означава система за имена на домейни. Това е специален сървър, който връща IP адреса на домейна, който сте търсили. Кажете например, че сте търсили instructables.com. Браузърът запитва DNS сървъра и сървърът връща IP адреса на instructables.com. По време на писането на тази инструкция получих IP адреса на instructables.com като 151.101.193.105. Сега, ако сложа 151.101.193.105 в адресната лента на браузъра и търся, ще получа същия сайт на Instructables.com, чист! Има още едно предимство на DNS, IP адресът на устройствата непрекъснато се променя, казват, че IP на вашите рутери днес е 92.16.52.18, а след това утре може би 52.46.59.190. IP се променя всеки път, когато устройството ви се свърже отново с мрежа. Тъй като DNS автоматично актуализира IP на всички устройства, ние винаги се насочваме към подходящия дестинационен сървър.

Но не можем да направим DNS сървър за нашия ESP-01, който да попита дали е IP. В този случай ще използваме mDNS. Работи на локални устройства. В серийния монитор може да сте забелязали esp01.local/ това е името, което сме присвоили на нашия ESP-01, което автоматично ще реагира на esp01.local/ (опитайте да потърсите esp01.local/ във вашия браузър). Така че вече можете да получите достъп до ESP-01 директно също като търсене на instructables.com, без да знаете техния IP адрес. Но има проблем, mDNS не работи на Android, но все пак означава, че нямате достъп до вашия ESP с помощта на mDNS на устройства с Android, а трябва да въведете IP адреса в лентата за търсене. mDNS работи чудесно в iOS, macOS, ipadOS и за Windows трябва да инсталирате Bonjour, докато на Linux трябва да инсталирате Avahi.

За да промените името на ESP-01 mDNS, намерете mdns.begin ("esp01"); в моята програма и заменете "esp01" низ с всеки предпочитан низ, който искате.

Ако не искате да използвате mDNS, можете да направите друго. Отидете в настройките на вашия рутер, след като вашият ESP-01 е свързан към вашия рутер и задайте статичен IP адрес за ESP-01. Статичният IP не се променя с течение на времето. Можете да търсите в интернет как да конфигурирате рутера, за да зададете статичен IP на всяко устройство. Ще получите много полезни сайтове. Така че, след като присвоите статичния IP, просто го отбележете или направете отметка в браузъра, така че следващия път да можете да търсите директно от отметката.

Сега за мобилни горещи точки IP не се променя (не се промени за мен както никога!). Можете да получите IP адресите на устройството, свързано към вашата гореща точка, като отидете в настройките на горещата точка на Android. Просто направете отметка на ESP-01 IP в браузъра и това е всичко, можете да влезете в сайта по всяко време и да бръмчите във вашия ключодържател.

IP АДРЕС, ПРЕДОСТАВЕН НА ESP-01 ПРИ СВЪРЗВАНЕ С МОБИЛНА ХОТСПОТ И WIFI МОЖЕ ДА БЪДАТ РАЗЛИЧНИ

Забележка: За достъп до ESP-01 трябва да сте в същата мрежа с вашия ESP модул. Така че не можете да го контролирате през интернет, а само през локалната мрежа.

Стъпка 8: Избор на подходяща батерия

Нека първо разберем mAh

Да предположим, че имате 3.7V батерия с капацитет 200mAh. Батерията е свързана към верига, която консумира 100mA. И така, колко дълго батерията ще може да захранва веригата?

просто разделете

200mAh/100mA = 2h

Да, 2 часа!

mAh е оценка, която посочва колко мощност може да даде източник за един час. Ако батерията има 200mAh, тя дава 200mA мощност непрекъснато в продължение на 1 час, преди да умре.

Избрах 3.7V 500mAh батерия (отидете за повече mAh> 1000mAh (за предпочитане). Не мога да получа по -добра mAh батерия във всеки магазин).

ESP-01 консумира приблизително 80mA ток

Приблизително нашата верига трябва да консумира 100mA без да бръмчи. Така че нашата батерия трябва да може да захранва веригата за повече от 5 часа (за 500mAh батерия), като се има предвид, че зумерът е изключен през повечето време. 1000mAh батерия трябва да осигури повече от 10 часа резервно зареждане на батерията. Затова изберете батерия според вашите изисквания.

Добре, така че сега можем ли да свържем батерията директно към нашата верига? НЕ. Напрежението на батерията е 3.7V. Всяко напрежение над 3,6 V ще убие нашия чип ESP8266. Тогава какво да правя? Можете да повишите напрежението до 5V и след това да го намалите до 3.3V с помощта на превключващ регулатор, но хей! тези схеми ще заемат много място. Също така забравяме, че батерията 3.7V ще даде 4.2V при пълно зареждане. Това много ме притесни в началото!

Тогава се сетих, че можем да използваме диод, за да свалим напрежението. Ако си спомняте, силициевият диод спада приблизително с 0.7V, когато е отклонен напред. Можете да свържете вашия ESP-01 към диода, който е свързан към батерията 3.7V. Диодът трябва да падне 0.7V, така че трябва да получи 3V (3.7 - 0.7). И при пълно зареждане трябва да получим 3,5 (4,2 - 0,7), което е добър диапазон за захранване на ESP -01. Отидете за диод от серия 1N400x.

Вижте връзките на снимките по -горе.

Добре. Сега, когато финализирахме батерията, нека видим как да направим стойка за зареждане на нашия ключодържател.

Стъпка 9: Поставяне на всички компоненти

Почти завършихме ключодържателя си!

Остава само да направите ключодържател и да поставите всички компоненти вътре.

Електрическата схема е дадена по -горе. Не забравяйте да планирате как вашите компоненти ще си пасват заедно.

Може да сте забелязали кондензатор в електрическата схема. Това е необходимо за отстраняване на колебанията в напрежението във веригата, тъй като ESP8266 е чувствителен към промени в напрежението.

Можете да използвате JST конектор за свързване на батерията към вашата верига, тъй като в бъдеще ще бъде лесно да смените батерията.

Използвам женски заглавни щифтове, запоени върху печатната платка за свързване на ESP-01. Става лесно да се премахне и постави ESP-01 във веригата.

Уверете се, че вашата верига е възможно най -малка!

Стъпка 10: Подготовка на външния капак за поставяне на веригата за ключодържатели и батерията

Тук искам да измислите различни идеи за ключодържателя.

Използвам картонени изрези, за да направя куб, вътре в който са поставени батерията и веригата. Малко е обемист, но добре за носене в джоба.

Вземете мозъчна атака и измислете невероятни идеи за ключодържателите!

Стъпка 11: Завършване

Честито! Направили сте ключодържател на IoT!

Има много възможности за подобрение в този проект, като можем да имаме по -добър живот на батерията, да направим ключодържателя още по -малък и т.н. Ще продължавам да актуализирам този Instructable с по -добри функции, които можем да добавим към ключодържателя.

Дотогава продължавайте да строите, да чупите, да възстановявате!

Абонирайте ме, за да получавате известия за следващия ми Instructable.

Всяко запитване не се колебайте да го публикувате в секцията за коментари. Ще се видим в следващия Instructable.