Interruptor de cable LED ESP8266 ESP-01: 6 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Este proyecto se originó cuando mi novia y yo instalamos varios cables de luz LED de hadas en la habitación para una agradable sensación navideña. Cada vez que nos íbamos a la cama teníamos que correr por la habitación y apagar todos los cables. El otro día, tuvimos que volver a encenderlos todos.

Como tenía algunos módulos ESP8266 ESP-01 por ahí, decidí ensamblar y programar un prototipo rápido.

Después de la implementación exitosa del prototipo con un cable LED no deseado, decidí tomar mi primer diseño de PCB y pedí algunas placas.

Este instructivo lo guía a través del esquema, el primer prototipo y la PCB y le brinda el código para programar el módulo ESP con unos pocos clics.

TL; DR: esta es una manera fácil de implementar un interruptor controlado por Wi-Fi con el ESP8266 ESP-01.

Suministros:

Hardware

• Módulo ESP8266 ESP-01
• Regulador AMS-1117 3.3V
• IRLB8721 MOSFET (PCB final) o transistor 2N2222 (prototipo inicial)
• Barras de cabecera masculinas y femeninas

Software

Arduino IDE v1.6

Para programar

Adaptador OPEN SMART USB a ESP-01

Para las pruebas

• DIRIGIÓ
• Resistencia de 220 ohmios
• Tablero de circuitos
• Cables de salto

Para montaje

• Soldador
• Cables (solo prototipo; no para PCB)
• Placa perf (solo prototipo; no para PCB)

Paso 1: esquema

Arriba está el esquema realizado con EasyEDA. Se puede desglosar así:

Tomamos un voltaje de entrada de un cable de alimentación USB con 5V y lo alimentamos en los pines VIN del módulo AMS1117 3.3V.

Los pines VOUT del módulo AMS1117 3.3V están conectados al pin colector del MOSFET IRLB8721 y los pines VIN y CH_PD del módulo ESP8266 ESP-01. El pin CH_PD debe colocarse en ALTO para que el módulo ESP8266 ESP-01 ejecute el código.

El pin D2 del módulo ESP8266 ESP-01 está conectado al pin GATE del MOSFET IRLB8721. Esto controla si la corriente puede fluir a través de él o no.

El pin emisor del MOSFET IRLB8721 está conectado al cable LED.

Por último, todos los pines de tierra están conectados entre sí.

Si eligió el transistor 2N2222, reemplace todas las apariciones de IRLB8721 con 2N2222 respectivamente y recuerde que las patas tienen significados diferentes en ambos componentes.

Paso 2: programación

Antes de configurar un prototipo en una placa de prueba, debemos programar el módulo ESP8266 ESP-01, para que podamos probar el prototipo más adelante.

Código

Mi código se basa en gran medida en el tutorial de Random Nerd Tutorial para el servidor HTTP simple. Sin embargo, eliminé el segundo botón, ya que solo necesitamos controlar un pin (D2). No obstante, puede usar su código tal como está y reemplazar sus credenciales de WiFi.

Flash el ESP8266 ESP-01

Si tiene el adaptador OPEN-SMART USB a ESP-01, puede conectar su módulo ESP8266 ESP-01 y poner el interruptor en PROG. Luego, conecte todo a un puerto USB libre en su computadora y encienda el IDE de Arduino.

Copie y pegue el código de Random Nerd Tutorials, reemplace sus credenciales WiFi y cárguelo en el módulo ESP8266 ESP-01.

Luego, retire el módulo ESP8266 ESP-01 del adaptador OPEN-SMART, coloque el interruptor en UART y vuelva a insertarlo.

Prueba el código

Abra la consola serial en el IDE de Arduino y espere hasta que el módulo esté conectado a WiFi.

Luego, abra su navegador y navegue hasta la dirección IP que se muestra en la Consola serial. Nota: Debes estar en la misma red, también conocida como WiFi. ¡De lo contrario, no podrá acceder al ESP8266 ESP-01!

Si todo funciona, verá un sitio web con dos botones. Conecte un LED con una resistencia de 220 Ohm al pin D2 en el módulo ESP8266 ESP-01 y debería encenderse y apagarse cuando haga clic en el botón correcto en el sitio web.

Si tiene alguna dificultad, siga el tutorial completo y detallado vinculado anteriormente.

Paso 3: creación de prototipos

Configure una placa de pruebas con todos los componentes y cables necesarios como se muestra en el esquema anterior y pruébelo con el módulo ESP8266 ESP-01 programado.

Si todo funciona, tienes dos opciones.

Opción A: Sueldelo a una placa perf.

Opción B: hacer una placa de circuito impreso

Opté por la opción A primero y luego decidí ensuciarme las manos con mi primer proyecto de PCB.

En las imágenes se ve mi prototipo autoldado. Como siempre, las conexiones son un desastre y utilicé algunos tubos retráctiles para evitar que las conexiones superpuestas se cortocircuitaran. Además, usé el transistor 2N2222 en lugar del MOSFET IRLB8721, porque tenía muchos por ahí y sabía que no estaba destinado a quedarse.

La soldadura me llevó alrededor de una hora y no fue nada divertido. Si eres un soldador profesional, tal vez disfrutes el proceso, pero para mí quiero algo más simple.

Paso 4: PCB

Le tenía miedo a los PCB porque pensé que tenía que diseñarlos con los componentes SMD y no pude encontrar módulos de desarrollo ESP o Arduino hechos fácilmente para insertar en el esquema o en el diseño del PCB.

Para este proyecto, decidí simplemente considerar los módulos ESP8266-01 y AMS1117 3.3. V como el tipo de cosas que necesitaría soldar en la placa para poder usarlos: como pines de cabezal hembra.

Esto hizo mi vida mucho más fácil y el diseño de la PCB se realizó en aproximadamente dos horas. Puedes ver las dos versiones en las imágenes.

La versión 1 tiene algunas advertencias menores:

1. Las clavijas del cabezal son demasiado estrechas. No tomé en cuenta que tenían que estar separados por 2,54 mm entre sí y simplemente tomé los primeros pines de la biblioteca. Eché a perder la etiqueta para VIN: las etiquetas VCC y GND se intercambian. El módulo AMS1117 3.3V es más ancho de lo que pensaba y se extiende sobre el borde de la PCB.

Por supuesto, noté esas advertencias después de ordenarlas y probarlas en la vida real. No son un factor decisivo, pero creé una nueva versión en la que mejoré los puntos mencionados anteriormente. Además, coloqué el módulo ESP8266 ESP-01 de manera que no se superpusiera al módulo AMS1117 3.3V.

Puede encontrar el proyecto EasyEDA aquí:

Paso 5: Avanzando

Así que aquí estamos con una PCB fácil de montar. ¿Que sigue?

Caja

Sería genial tener una carcasa impresa en 3D que oculta los componentes electrónicos y hace que la construcción sea más robusta. Idealmente, tendría un disipador de calor integrado para el IRLB8721 (aunque durante mi prueba con un cable LED de 10 m de largo, nunca se calentó más que la temperatura ambiente).

Conectores

Además, quiero agregar un conector USB para VIN, también conocido como cable USB, y un conector JST para VOUT, también conocido como cable LED. Actualmente, utilicé encabezados masculinos en la placa y conectores hembra soldados al cable LED y al cable USB (cortado) para conectarlo. Pero esta no es una conexión a prueba de futuro y no se ve ni se siente muy profesional.

Junto con un caso, esto aumentaría enormemente la estética de la construcción y también la experiencia de uso general (que es crucial si intenta implementar una casa inteligente en un entorno compartido y no solo en su propia habitación o laboratorio).

Integración Smart Home

Actualmente, cada ESP8266 ESP-01 es un servidor HTTP con un sitio web que controla su estado. Me gustaría dar mis primeros pasos hacia el hogar inteligente y usar NodeRED y MQTT para integrarlos en un sistema de automatización del hogar centralizado para poder controlar todos mis interruptores desde una interfaz de usuario.

Por supuesto, podría simplemente construir un servidor web que envíe solicitudes a los diferentes módulos ESP8266 ESP-01, pero nuevamente, esa no es una solución elegante, estandarizada o extensible.

Paso 6: Critica

Si llegaste hasta aquí, ¡muchas gracias por leer!

Este es mi primer artículo aquí y espero que puedas quitar algo. No me sumergí en los diversos temas mencionados, porque sentí que ya hay muchos tutoriales excelentes sobre los diferentes temas. Si necesita más referencias o quiere que describa algunos de los pasos con más detalle, deje un comentario.

Si le gusta lo que lee, deje un comentario también y tal vez le guste el artículo. Significaría mucho:)