ESP IoT Bertenaga Baterai: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Instruksi ini menunjukkan cara membuat ESP IoT Bertenaga Baterai berdasarkan desain dalam instruksi saya sebelumnya.

Langkah 1: Desain Hemat Daya

Konsumsi daya adalah masalah besar untuk perangkat IoT bertenaga baterai. Untuk menghilangkan total konsumsi daya jangka panjang (sedikit mA) dari komponen yang tidak perlu saat berjalan, desain ini memisahkan semua bagian tersebut dan beralih ke dok pengembangan.

Dermaga Pengembangan

Terdiri dari:

1. Chip USB ke TTL
2. Sirkuit konversi sinyal RTS/DTR ke EN/FLASH
3. Modul pengisi daya sedot lemak

Dok pengembangan hanya diperlukan saat pengembangan dan selalu terhubung ke komputer, sehingga ukuran dan portabel tidak menjadi perhatian besar. Saya ingin menggunakan metode yang lebih mewah untuk membuatnya.

Perangkat IoT

Terdiri dari:

1. Modul ESP32
2. Baterai lipo
3. Sirkuit LDO 3v3
4. Saklar daya (opsional)
5. Modul LCD (opsional)
6. Sirkuit kontrol daya LCD (opsional)
7. tombol untuk bangun dari tidur nyenyak (opsional)
8. sensor lainnya (opsional)

Kekhawatiran kedua untuk perangkat IoT bertenaga baterai adalah ukurannya yang ringkas dan terkadang juga menyangkut portabilitas, jadi saya akan mencoba menggunakan komponen yang lebih kecil (SMD) untuk membuatnya. Pada saat yang sama, saya akan menambahkan LCD untuk membuatnya lebih mewah. LCD juga dapat menunjukkan cara mengurangi konsumsi daya saat tidur nyenyak.

Langkah 2: Persiapan

Dermaga Pengembangan

• Modul USB ke TTL (pin RTS dan DTR putus)
• Potongan-potongan kecil papan akrilik
• 6 pin header laki-laki
• 7 pin header laki-laki bulat
• 2 transistor NPN (kali ini saya menggunakan S8050)
• 2 resistor (~ 12-20k seharusnya baik-baik saja)
• Modul Pengisi Daya Lipo
• Beberapa kabel papan tempat memotong roti

Perangkat IoT

• 7 pin bulat sundulan perempuan
• modul ESP32
• Regulator LDO 3v3 (Kali ini saya menggunakan HT7333A)
• Kapasitor SMD untuk stabilitas daya (Tergantung pada arus puncak perangkat, saya menggunakan 1 x 10 uF dan 3 x 100 uF kali ini)
• Saklar daya
• LCD yang didukung ESP32_TFT_Library (kali ini saya menggunakan JLX320-00202)
• Transistor SMD PNP (kali ini saya menggunakan S8550)
• Resistor SMD (2 x 10 K Ohm)
• Baterai Lipo (Kali ini saya menggunakan 303040 500 mAh)
• Tekan tombol untuk memicu bangun
• Beberapa pita tembaga
• Beberapa kabel tembaga berlapis

Langkah 3: RTS & DTR Break Out

Sebagian besar modul USB ke TTL yang mendukung Arduino memiliki pin DTR. Namun, modul RTS yang putus tidak terlalu banyak.

Ada 2 cara membuatnya:

• Beli modul USB ke TTL dengan pin break out RTS dan DTR

• Jika Anda memenuhi semua kriteria berikut, Anda dapat memecahkan sendiri pin RTS, di sebagian besar chip, RTS adalah pin 2 (Anda harus mengonfirmasi dua kali dengan lembar data Anda).

  1. Anda sudah memiliki modul USB to TTL 6 pin (untuk Arduino)
  2. chip ada dalam SOP tetapi bukan faktor bentuk QFN
  3. Anda benar-benar percaya Anda memiliki keterampilan menyolder (saya telah menerbangkan 2 modul sebelum berhasil)

Langkah 4: Perakitan Dok Pengembangan

Membangun sirkuit yang dapat divisualisasikan adalah seni subjektif, Anda dapat menemukan lebih banyak detail dalam instruksi saya sebelumnya.

Berikut ringkasan koneksinya:

TTL pin 1 (5V) -> Dock pin 1 (Vcc)

-> Modul Lipo Charger Pin Vcc TTL pin 2 (GND) -> Dock pin 2 (GND) -> Modul Lipo Charger GND pin TTL pin 3 (Rx) -> Dock pin 3 (Tx) TTL pin 4 (Tx) -> Dock pin 4 (Rx) TTL pin 5 (RTS) -> transistor NPN 1 Emitter -> resistor 15 K Ohm -> transistor NPN 2 Base TTL pin 6 (DTR) -> transistor NPN 2 Emitter -> resistor 15 K Ohm -> Transistor NPN 1 Basis Transistor NPN 1 Kolektor -> Dock pin 5 (Program) Transistor NPN 2 Kolektor -> Dock pin 6 (RST) Modul Lipo Charger Pin BAT -> Dock pin 7 (Baterai +ve)

Langkah 5: Opsional: Pembuatan Prototipe Papan Tempat memotong roti

Pekerjaan menyolder di bagian perangkat IoT agak sulit, tetapi itu tidak penting. Berdasarkan desain sirkuit yang sama, Anda cukup menggunakan papan tempat memotong roti dan beberapa kawat untuk membuat prototipe Anda.

Foto terlampir adalah uji prototipe saya dengan uji Arduino Blink.

Langkah 6: Perakitan Perangkat IoT

Untuk ukuran kompak, saya memilih banyak komponen SMD. Anda cukup menggantinya ke komponen yang ramah papan tempat memotong roti untuk pembuatan prototipe yang mudah.

Berikut ringkasan koneksinya:

Pin dok 1 (Vcc) -> Sakelar daya -> Lipo +ve

-> 3v3 LDO Regulator Vin Dock pin 2 (GND) -> Lipo -ve -> 3v3 LDO Regulator GND -> kapasitor -ve -> ESP32 GND Dock pin 3 (Tx) -> ESP32 GPIO 1 (Tx) Dock pin 4 (Rx) -> ESP32 GPIO 3 (Rx) Dock pin 5 (Program) -> ESP32 GPIO 0 Dock pin 6 (RST) -> ESP32 ChipPU (EN) Dock pin 7 (Baterai +ve) -> Lipo +ve Vout Regulator LDO 3v3 -> ESP32 Vcc -> Resistor 10 K Ohm -> ChipPU ESP32 (EN) -> Transistor PNP Emittor ESP32 GPIO 14 -> Resistor 10 K Ohm -> Basis transistor PNP ESP32 GPIO 12 -> Tombol Wake -> 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 transistor Collector -> LCD Vcc -> LED

Langkah 7: Penggunaan Daya

Berapa penggunaan daya sebenarnya dari perangkat IoT ini? Mari kita ukur dengan meteran listrik saya.

• Semua komponen aktif (CPU, WiFi, LCD), dapat menggunakan sekitar 140 - 180 mA
• Matikan WiFi, terus tampilkan foto di LCD, gunakan sekitar 70 - 80 mA
• Mematikan LCD, ESP32 tidur nyenyak, menggunakan sekitar 0,00 - 0,10 mA

Langkah 8: Selamat Berkembang

Saatnya mengembangkan perangkat IoT Bertenaga Baterai Anda sendiri!

Jika Anda tidak bisa menunggu pengkodean, Anda dapat mencoba mengkompilasi dan mem-flash sumber proyek saya sebelumnya:

github.com/moononournation/ESP32_BiJin_ToK…

Atau jika Anda ingin mencicipi fitur power down, coba sumber proyek saya berikutnya:

github.com/moononournation/ESP32_Photo_Alb…

Langkah 9: Apa Selanjutnya?

Seperti yang disebutkan pada langkah sebelumnya, proyek saya selanjutnya adalah Album Foto ESP32. Itu dapat mengunduh foto baru jika terhubung WiFi dan menyimpan ke flash, sehingga saya selalu dapat melihat foto baru di jalan.

Langkah 10: Opsional: 3D Printed Case

Jika Anda memiliki printer 3D, Anda dapat mencetak kasing untuk perangkat IoT Anda. Atau Anda dapat memasukkannya ke dalam kotak manis transparan seperti proyek saya sebelumnya.