IoT Keychain Finder Using ESP8266-01: 11 Steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:36

Är du som jag alltid glömmer var du förvarade dina nycklar? Jag hittar aldrig mina nycklar i tid! Och på grund av min vana har jag varit sen för mitt college, den star wars -försäljningen i begränsad upplaga (fortfarande oroande!), Ett datum (hon valde aldrig mitt samtal igen!)

Så vad är egentligen denna IoT -nyckelring

Låt mig ge dig en abstrakt idé, tänk dig att du planerade en middag med dina föräldrar på en elegant restaurang. Du höll precis på att ta vägen helt plötsligt saknas nycklarna, oj! Du vet att nyckeln är någonstans i huset. Då kommer du ihåg, hej jag bifogade en IoT -nyckelring som jag gjorde med hänvisning till Ashwins instruerbara, tack och lov! Du tar ut din telefon och öppnar Chrome och skriver sedan nyckelringens IP (t.ex. 192.168.43.193/) eller mycarkey.local/ (detta fungerar på grund av mDNS) och trycker på sök. Wow !, en webbplats visas i din telefon (tänk dig att din nyckelring är servern, så konstigt!). Du klickar på knappen Buz My Key och på ett ögonblick hör du ett pip från dina arbetsskor (jisses dessa katter). Tja, du hittade nycklarna och gick på vägen på nolltid, voila!

En kort idé om hur det fungerar

Tja, ESP-01 i nyckelringen ansluter till alla WiFi som du har nämnt i programmet (du kan nämna flera WiFi-namn tillsammans med deras lösenord och ESP-01 kommer att ansluta till det starkaste tillgängliga WiFi-nätverket vid den tidpunkten). Om du tar nyckelringen utanför ditt WiFi-område kommer ESP-01 förmodligen att koppla bort och försöka ansluta till den tillgängliga nämnda WiFi (så om du har placerat din nyckel hemma hos din vän kan du enkelt hitta den genom att bara slå på telefonens hotspot (ingen data krävs) och ESP-01 kommer automatiskt att ansluta till din hotspot och sedan kan du surfa nyckelringen och hitta den enkelt).

Innan jag börjar rekommenderar jag alla ESP -användare för första gången att läsa A Beginner's Guide to the ESP8266 av Pieter P. Klicka här. Den här guiden har varit till stor hjälp för mig som nybörjare till ESP8266 -chip.

Vad är förhållandet mellan ESP8266 och ESP-01

När jag började arbeta med ESP blev jag ganska förvirrad. Det fanns mycket information om ESP -chips på internet. Jag brukade tro att ESP8266, ESP-01, ESP-12E etc var alla olika och kan inte använda program skrivet i ESP-01 på ESP-12E men så är inte fallet. Låt mig förtydliga dina tvivel! ESP8266 är ett chip som används i hela ESP-modulen (som ESP-12E och ESP-01). Det finns många fler ESP -moduler tillgängliga på marknaden och alla använder ESP8266 -chip. Den enda skillnaden mellan dem är funktionaliteten som ESP -modulen tillhandahåller. Säg att ESP-01 har ganska mindre GPIO-stift medan ESP-12E har många GPIO-stift. ESP-01 kanske inte har olika vilolägen som ESP-12E medan ESP-01 är billigare och mindre i storlek.

Tänk på att alla använder samma ESP8266 -chip, vi kan använda samma ESP8266 -program på alla ESP -moduler utan problem så länge du inte använder ett program som bara kan fungera på ett specifikt chip (säg att du försöker slå på GPIO pin 6 på ESP-01 som den inte har. Inga bekymmer och program jag gav i den här självstudien är kompatibel med alla ESP-moduler. Faktum är att jag gjorde all kodning på ESP-12E NodeMCU eftersom det var lättare att arbeta och felsökningsfel på utvecklingskortet. Efter att ha övertygats med mitt arbete försökte jag sedan de program på ESP-01 som fungerade som charm utan några ändringar!

Några viktiga punkter:

• Mitt mål är att hjälpa dig att förstå hur vi kan bädda in IoT var som helst.
• Den viktigaste takeawayen från denna instruerbara är kunskapen om att bädda in ESP-01 i en nyckelring som verkar bisarr men hej, teknik är full av utmaningar! Jag rekommenderar alla att komma med olika nyckelringdesigner och försöka göra IoT -nyckelringstanken perfekt.
• IoT-nyckelringen som jag har gjort är inte mycket batterieffektiv (6 timmar med 500mAH 3.7v Li-Po-batteri) och är lite skrymmande. Men jag vet, ni kan göra det perfekt om inte bättre och göra din egen Instructable (glöm inte att nämna mig!)

Nog bla bla bla! Låt oss börja

Hur mina instruerbara flöden

1. Nödvändigt material och komponenter [Steg 1]
2. ESP-01 Komma igång [Steg 2]
3. Gör klart summern för ESP-01 [Steg 3]
4. Gör dig redo för programmering [Steg 4]
5. Anpassa programmet [Steg 5]
6. Låter programmet ESP-01 [Steg 6]
7. IP och mDNS för styrning av summer [Steg 7]
8. Välj ett lämpligt batteri [Steg 8]
9. Placera alla komponenter [Steg 9]
10. Förbereda ytterkåpan för placering av nyckelringskretsen och batteriet [Steg 10]
11. Dags att avundas dina vänner! Några avslutande tankar [Steg 11]

Steg 1: Obligatoriska material och komponenter

Så du är redo, bra!

Jag har nämnt alla komponenter som används i denna instruktionsbok på bilden ovan (en bild är värd tusen ord)

Steg 2: ESP-01 Komma igång

Jag har använt många ESP-moduler men jag måste säga att ESP-01 är min favorit ESP8266-modul eftersom den är den minsta och billigaste.

Det finns totalt 8 stift på ESP-01. Jag har tillhandahållit stiftdiagrambilden ovan.

Vi kommer att använda Arduino UNO-kort och Arduino IDE för att programmera ESP-01 eftersom många av er måste ha Arduino hemma.

Det finns två lägen i ESP-01:

• Programmeringsläge
• Normalt startläge

För att ändra lägen behöver vi bara växla RST- och GPIO 0 -stift.

ESP8266 kontrollerar vid start till vilket läge den ska starta upp i. Det gör detta genom att kontrollera GPIO 0 -stiftet. Om stiftet är jordat startar 0V ESP till programmeringsläge. Om tappen hålls flytande eller ansluten till 3,3V ESP -stövlar normalt.

RST -stiftet är aktivt lågt så 0V vid RST -stiftet kommer att återställa chipet (tryck bara på RST -stiftet till marken i en sekund)

För normalt startläge: GPIO 0 ska antingen vara flytande eller ansluten till 3,3V efter att ha återställt eller startat chipet för första gången

För programmeringsläge: GPIO 0 bör jordas efter att du har återställt eller startat chipet för första gången och stannat kvar tills programmeringen är över. För att komma ur detta läge, ta bara bort GPIO 0 -stiftet från marken och låt den antingen flyta eller anslut till 3V och jorda sedan RST -stiftet för en sekund. ESP startar tillbaka till normalt läge.

ESP-01 har 1 MB flashminne.

Varning! ESP-01 fungerar med 3,3V, om du ger mer än 3,6V till någon av stiften steker du chipet (jag har redan stekt två ESP-01). Vi kan använda det mellan 3V - 3,6V, nu är det här användbart eftersom vi kommer att använda 3,7V LiPo -batteri. Jag kommer att förklara hur vi kan använda detta batteri med ESP-01 i de kommande stegen.

Steg 3: Gör klart summern för ESP-01

Det finns två typer av summer:

• Aktiv summer
• Passiv summer

Aktiva summer fungerar direkt genom att ge lite spänning. Du kommer omedelbart att höra det surrande ljudet.

Passiva summer kräver PWM. Så om du tillämpar en konstant spänning ger summern inget ljud.

Välj en aktiv 3V summer.

ESP-01-stift kan bara ge upp till 12mA vilket är ganska mindre med tanke på effektbehovet för en 3V summer. Så vi kommer att använda en NPN -transistor (jag har använt 2N3904) som en omkopplare för att styra summern.

Följ anslutningsschemat genom att hänvisa till bilderna som laddats upp ovan. Gör anslutningarna på en brödbräda. I de kommande stadierna kan du testa din krets och se till att allt fungerar innan du lödar alla komponenter på ett kretskort.

Steg 4: Gör dig redo för programmering

Nu kan vi ställa in Arduino IDE för programmering av ESP-01

Först lägger vi till ESP8266 -kortet på Arduino IDE. Öppna Arduino IDE och gå till Arkiv> Inställningar. Du kommer att se ytterligare Boards Manager URL. Klistra in den här länken:

• Gå nu till Verktyg> Board> Boards Manager
• Sök esp8266. Du bör se esp8266 av ESP8266 community. Installera det.
• Gå nu till Verktyg> Kort> ESP8266 -kort. Välj generisk ESP8266 -modul.
• Gjort! Du har ställt in Arduino IDE

Anslutningar

Anslut din ESP-01 till Arduino UNO-kortet med hänvisning till anslutningsdiagrammet i bilderna ovan.

Vi kommer inte att använda Atmega328p -chip (Ja det där långa stora chipet på Arduino -kortet). Vi använder bara Arduino UNO-kortet för att programmera ESP-01, det är anledningen till att vi har anslutit RESET-stiftet på Atmega till 5V-porten.

GPIO0 och RST-stift används för att styra ESP-01-start. Mer om steg 6

RÖD LED används för att kontrollera om det uppladdade programmet fungerar eller inte.

Okej nu när anslutningarna är gjorda, ladda ner min nyckelringskod underifrån. I nästa steg kommer jag att förklara hur jag gör några ändringar i min kod och hur jag laddar upp programmet.

Lite extra information (hoppa över om du vill)

Du kanske har märkt att Rx går till Rx och Tx går till Tx. Det är inte rätt!. Om en enhet sänder är den andra enheten mottagande (Tx till Rx) och vice versa (Rx till Tx). Så varför denna koppling?

Tja, Arduino UNO -styrelsen gjordes så. Låt mig göra mig tydlig, Rx och Tx för USB -kabeln som ansluts till Arduino UNO -kortet är ansluten till Atmega328p. Anslutningen görs så här: Rx för USB går till Tx för Atmega och Tx för USB går till Rx för Atmega. Nu är Port Pin 0 och 1 som anges som Rx respektive Tx direkt anslutna till Atmega (Rx of Atmega är Rx vid Port Pin 0 och Tx för Atmega är Tx för Port Pin 1) och som vi inte kommer att använd Atmega för programmering och behöver bara USB -anslutningar direkt, du kan se att Tx för USB är Rx för Arduino UNO -kort Pin 0 och Rx för USB är en Tx av Arduino UNO -kort Pin 1

Puh! Nu känner du till Rx Tx -anslutningar.

Du måste ha märkt en motstånd mellan Rx - Rx -anslutning. Det är väl viktigt för att förhindra att ESP-01-chipet steker på grund av TTL 5V. Vi har använt en spänningsdelad anslutning som i princip reducerar 5V vid Rx till 3,3V så att ESP-01 inte steker. Om du vill veta hur spänningsdelare fungerar, gå till den här länken:

Steg 5: Anpassa programmet

När du öppnar mitt program kan du bli skrämd av all jargong och koder. Oroa dig inte. Om du vill veta hur programmet fungerar hänvisar du till länken Nybörjarguide som jag har angett i början av denna instruktionsbok.

Allt område i koden där du kan göra ändringar finns mellan enradiga kommentarer som detta

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

gör dina ändringar här;

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

Läs kommentarerna jag har gett i programmet för att bättre förstå koden

…….

Du kan lägga till flera WiFi-namn och deras respektive lösenord i programmet. ESP-01 ansluter till den som är starkast vid skanningstillfället. Vid frånkoppling söker den ständigt efter den tillgängliga WiFi som den kan ansluta till och ansluter sedan automatiskt. Jag skulle rekommendera dig att lägga till ditt hem WiFi och din mobila hotspot i programmet.

Syntax för att lägga till WiFi: wifiMulti.addAP ("Hall_WiFi", "12345678");

Den första strängen är WiFi -namnet och den andra strängen är lösenordet.

…….

Om du vill ändra stiftet som summern är ansluten till kan du nämna det i variabeln

const int buz_pin = pin_no;

pin_no ska vara ett giltigt värde enligt den ESP -modul du använder.

LED_BUILTIN-värdet är GPIO 2-stiftet för ESP-01;

…….

Extra [Hoppa över om du vill]

Eftersom vår ESP-01 kommer att fungera som en server, finns det en grundläggande HTML-webbplatskod som jag redan har lagt till i programmet du laddade ner tidigare. Jag kommer inte att gå in särskilt mycket på detaljer, men om du vill utforska käll -HTML kan du ladda ner den nedan. [DÖPNA FILEN FRÅN html code.html.txt till html code.html]

Steg 6: Låter programmet ESP-01

1)

• Anslut Arduino UNO -kortet till din dator.

• Se till att de här alternativen är markerade under Verktyg

  • Kort: "Generisk ESP8266 -modul"
  • Uppladdningshastighet: "115200"
  • Låt de andra alternativen förbli standard
• Gå inte till Verktyg> Port
• Välj Arduino UNO COM -port (Min dator visade COM3. Din kan variera.

2) Det är det. Nu innan vi klickar på Ladda upp måste vi starta ESP-01 till programmeringsläge. För den marken 0V ESP-01-stiftet. Jorda sedan RST -stiftet en sekund. Nu har ESP-01 startat upp i programmeringsläge.

3) Klicka nu på Upload i din Arduino IDE. Det tar lite tid att sammanställa skissen. Övervaka kommandostatusfönstren under Arduino IDE.

4) När kompileringen är klar bör du se Ansluta ……._ ……._ ……… Det är när din dator försöker ansluta till din ESP-01. Om du får Anslutning ……. under en längre tid eller om anslutningen misslyckas (det händer mycket med mig), återställ bara ESP-01 igen (jag trycker på RST på ESP-01 till mark 0V 2-3 gånger för att se till att den har startat till programmeringsläge).

Ibland även efter att ha gjort detta misslyckas anslutningen, det jag gör är efter att jag har anslutit …… _ …… jag återställer ESP-01 igen och vanligtvis fungerar det. Tänk på att GPIO 0 -stiftet ska jordas under hela programmeringsperioden.

5) När uppladdningen är klar får du:

Lämnar ……

Hård återställning via RTS -pin…

Detta indikerar att koden laddades upp. Ta nu bort GPIO 0-stiftet från marken och återställ sedan ESP-01 igen. Nu startar din ESP i normalt läge och försöker ansluta till WiFi -nätverket som du nämnde i programmet.

Du kan övervaka ESP-01-programmet från Arduino Serial Monitor.

6) Öppna Serial Monitor, i nedre högra hörnet Välj både NL och CR och baud rate som 115200. Återställ ESP-01 (håll GPIO 0 flytande eller ansluten till 3.3V när vi försöker köra det uppladdade programmet) och sedan du kommer att se alla meddelanden som returneras av ESP-01. Inledningsvis kan du se några sopvärden som är normala i alla ESP8266 -marker. När anslutningen har lyckats ser du en IP -adress som skrivs ut på skärmen. Notera det.

Jag har lagt till några uttryckssymboler i serial.print () som ser bra ut i Serial Monitor eftersom det ger några uttryck. Vem säger att vi inte kan vara mer kreativa!

Steg 7: IP och MDNS för styrning av summern

Innan jag går in på detaljer om hur servern fungerar kan du försöka slå på summern. Enheten du försöker komma åt ESP-01-servern bör vara ansluten till samma nätverk som ESP-01 eller vara ansluten till enhetens hotspot. Öppna nu din favoritwebbläsare och skriv in den IP -adress du fick i föregående steg och sök. Den ska öppna en sida. Klicka på Toggle buzz och den RÖDA LED: n ska börja blinka!

Vad är IP -adress?

IP är en adress som varje enhet får efter anslutning till ett WiFi -nätverk. IP -adressen är som en unik identifierare som hjälper till att hitta en viss enhet. Inga två enheter kan ha samma IP -adress under samma nätverk. När ESP-01 ansluter till WiFi eller hotspot, tilldelas den en IP-adress som den skriver ut i Serial Monitor.

Så vad är mDNS?

Låter oss förstå DNS. Det står för Domain Name System. Det är en speciell server som returnerar IP -adressen för domänen du har sökt. Säg till exempel att du sökte instructables.com. Webbläsaren frågar efter DNS -servern och servern returnerar IP -adressen till instructables.com. När jag skrev denna instruktionsbok fick jag IP -adressen till instructables.com som 151.101.193.105. Nu om jag lägger 151.101.193.105 i webbläsarens adressfält och söker får jag samma Instructables.com -webbplats, snyggt! Det finns ytterligare en fördel med DNS, IP -adressen för enheterna fortsätter att ändras, säg att din routers IP idag var 92.16.52.18 och i morgon är det kanske 52.46.59.190. IP -adressen ändras varje gång din enhet återansluter till ett nätverk. Eftersom DNS automatiskt uppdaterar IP -adressen för alla enheter, dirigeras vi alltid till rätt destinationsserver.

Men vi kan inte skapa en DNS-server för vår ESP-01 som skulle fråga om dess IP. I så fall kommer vi att använda mDNS. Det fungerar på lokala enheter. I den seriella bildskärmen har du kanske märkt esp01.local/ detta är namnet vi tilldelade vår ESP-01 som automatiskt skulle svara på esp01.local/ (försök söka esp01.local/ i din webbläsare). Så du kan nu komma åt ESP-01 direkt precis som att söka på instructables.com utan att veta deras IP-adress. Men det finns ett problem, mDNS fungerar inte på Android men betyder att du inte kan komma åt din ESP med mDNS på Android -enheter, snarare måste du skriva IP -adressen i sökfältet. mDNS fungerar utmärkt på iOS, macOS, ipadOS och för Windows måste du installera Bonjour medan du måste installera Avahi på Linux.

För att ändra namnet på ESP-01 mDNS, hitta mdns.begin ("esp01"); i mitt program och ersätt "esp01" -strängen med vilken önskad sträng som helst.

Om du inte vill använda mDNS finns det en annan sak du kan göra. Gå till routerns inställningar efter att din ESP-01 är ansluten till din router och ställ in en statisk IP-adress för ESP-01. Statisk IP ändras inte över tiden. Du kan söka på internet om hur du konfigurerar routern för att ställa in statisk IP på vilken enhet som helst. Du kommer att få många användbara webbplatser. Så när du har tilldelat den statiska IP: n, notera den eller gör ett bokmärke i webbläsaren så att du nästa gång kan söka direkt från bokmärket.

Nu för mobila hotspots ändras inte IP -adressen (ändrades inte för mig som någonsin!). Du kan få enhetens IP -adresser anslutna till din hotspot från att gå till inställningarna för Android -hotspot. Gör bara ett bokmärke för ESP-01 IP i webbläsaren och det är det, du kan komma åt webbplatsen när som helst och surra din nyckelring.

IP-ADRESS TILLGÄNGAD TILL ESP-01 NÄR ANSLUTNING TILL MOBIL HOTSPOT OCH WIFI KAN VARA SKILDA

Obs! För att komma åt ESP-01 måste du vara i samma nätverk som din ESP-modul. Så du kan inte styra det över internet utan bara över det lokala nätverket.

Steg 8: Välj ett lämpligt batteri

Låt oss först förstå mAh

Säg att du har ett 3,7V batteri som har en kapacitet på 200mAh. Batteriet är anslutet till en krets som förbrukar 100mA. Så hur länge kommer batteriet att kunna driva kretsen?

bara dela

200mAh/100mA = 2h

Ja, 2 timmar!

mAh är ett betyg som anger hur mycket ström en källa kan ge i en timme. Om batteriet har 200mAh ger det 200mA ström kontinuerligt i 1 timme innan det dör.

Jag har valt 3,7V 500mAh batteri (gå till mer mAh> 1000mAh (föredraget). Jag kunde inte få ett bättre mAh batteri i någon butik).

ESP-01 förbrukar ungefär 80mA ström

Ungefär vår krets bör konsumera 100mA utan summer sommar. Så vårt batteri borde kunna driva kretsen i mer än 5 timmar (för 500mAh batteri) med tanke på att summern är avstängd för det mesta. Ett 1000mAh batteri bör ge mer än 10 timmars batteribackup. Så välj ett batteri enligt dina krav.

Okej, så nu kan vi ansluta batteriet direkt till vår krets? NEJ. Batterispänningen är 3,7V. Varje spänning över 3,6V kommer att döda vårt ESP8266 -chip. Vad ska man göra då? Du kan öka spänningen till 5V och sedan minska den till 3,3V med en omkopplingsregulator, men hej! dessa kretsar kommer att ta mycket plats. Och vi glömmer att 3,7V -batteriet ger 4,2V vid full laddning. Detta störde mig mycket först!

Då kom jag ihåg att vi kan använda en diod för att tappa spänningen. Om du kommer ihåg sjunker kiseldioden ungefär 0,7V när den är förspänd. Du kan ansluta din ESP-01 till dioden som var ansluten till 3,7V-batteriet. Dioden ska sjunka 0,7V så som ska få 3V (3,7 - 0,7). Och vid full laddning bör vi få 3,5 (4,2 - 0,7) vilket är ett bra område för att driva ESP -01. Välj en 1N400x -serie.

Se anslutningarna i bilderna ovan.

Okej. Nu när vi har slutfört batteriet kan vi se hur vi gör ett laddningsfäste för vår nyckelring.

Steg 9: Placera alla komponenter

Vi har nästan avslutat vår nyckelring!

Det enda som återstår är att göra en nyckelring och placera alla komponenter inuti.

Kretsschemat ges ovan. Se till att du planerar hur dina komponenter kommer att passa ihop.

Du kanske har märkt en kondensator i kretsschemat. Det är nödvändigt för att ta bort spänningsfluktuationer i kretsen eftersom ESP8266 är känslig för spänningsförändringar.

Du kan använda JST -kontakten för att ansluta batteriet till din krets eftersom det blir lätt att byta batteri i framtiden.

Jag använder honhuvudstiften lödda på kretskortet för att ansluta ESP-01. Det blir lätt att ta bort och sätta in ESP-01 i kretsen.

Se till att göra din krets så liten som möjligt!

Steg 10: Förbereda ytterkåpan för placering av nyckelringskretsen och batteriet

Det är här jag vill att ni ska komma med olika idéer för nyckelringen.

Jag använder kartongutskärningar för att göra en kub där batteriet och kretsen är placerade. Den är lite skrymmande men fin att ha med sig i fickan.

Brainstorma och kom med fantastiska idéer för nyckelringarna!

Steg 11: Slutför

Grattis! Du har gjort IoT -nyckelringen!

Det finns mycket utrymme för förbättringar i detta projekt som att vi kan ha bättre batteritid, vilket gör nyckelringen ännu mindre etc. Jag kommer att fortsätta uppdatera denna instruktionsbok med bättre funktioner som vi kan lägga till nyckelringen.

Tills dess fortsätt bygga, fortsätta att bryta, fortsätta bygga om!

Prenumerera på mig för att få ett meddelande om min nästa Instructable.

Alla förfrågningar är välkomna att publicera det i kommentarsfältet. Vi ses i nästa Instructable.