🤽🏽 📊 👩🏼‍🤝‍👨🏽 एक पैसा के लिए IoT: एक व्यावहारिक गाइड। भाग 1, हार्डवेयर 😱 🤘 👩🏻‍🌾

हाय गीकटाइम्स!

हम लेखों की एक श्रृंखला प्रस्तुत करते हैं, जिसमें हम विचार करेंगे कि कैसे कम लागत वाले क्लाउड-आधारित IoT डिवाइस को खरोंच से और बिना टांका लगाने की क्षमता के साथ लागू किया जाए। एक आधार के रूप में, हम "क्लीन" ESP8266 माइक्रोचिप लेते हैं, जिसके बारे में हमने हाल ही में लिखा था । हम नवीनतम DeviceHive फर्मवेयर का उपयोग करते हैं और क्लाउड सर्वर तक पहुंचने के लिए एक सरल वेब एप्लिकेशन लिखते हैं। हम माइक्रोचिप से एक सरल डिवाइस कनेक्ट करेंगे, जिसे ब्राउज़र में कुछ क्लिकों से नियंत्रित किया जा सकता है।

यहां श्रृंखला में पहला लेख है, जिसमें से हम सीखते हैं कि हमें किस तरह के उपकरणों की आवश्यकता है।

हाल ही में, ESP8266 के लिए डिवाइसहाइव फर्मवेयर के पहले संस्करण की पहली रिलीज आयोजित की गई थी। हमारे लेखों का लक्ष्य हर उस व्यक्ति की मदद करना है जो अपने ही IoT समाधान को DeviceHive का उपयोग करके सस्ते, जल्दी और बिना अनावश्यक कठिनाइयों के लागू करना चाहता है।

हमें केवल पाँच चीजें चाहिए:

टांका लगाने वाले ESP8266 के साथ बोर्ड;
USB -> UART एडाप्टर;
बिजली की आपूर्ति;
तारों
डिवाइस, जो हम क्लाउड के साथ दोस्त बनाना चाहते हैं।

पहले चार बिंदुओं की कुल लागत $ 5 से अधिक नहीं है। प्रयोगों के लिए कौन सा उपकरण चुनना है - अपने लिए तय करें।

आइए प्रत्येक आइटम को अधिक विस्तार से देखें।

ईएसपी 8266 के साथ बोर्ड

ESP8266 के साथ बाजार पर उपलब्ध अधिकांश मॉड्यूल सिर्फ एक बोर्ड है जिस पर ESP8266 ही, 25Q40 512KB SPI फ्लैश मेमोरी स्थित है (ESP में बूटलोडर के लिए केवल 64 किलोबाइट मेमोरी है) और असतत तत्वों की एक छोटी संख्या। मतभेद अक्सर विशेष रूप से दृश्य होते हैं, हालांकि बैटरी पावर और विभिन्न संशोधनों के साथ विशेष मॉड्यूल भी हैं। वे अधिक महंगे हैं, लेकिन अर्थ अपरिवर्तित रहता है।

अलग से, हम ESP-201 मॉड्यूल (फोटो में शीर्ष) पर ध्यान देते हैं। यह दिलचस्प है, सबसे पहले, क्योंकि इसे टांका लगाने की आवश्यकता नहीं है, और ईएसपी 8266 पिन की अधिकतम संख्या एक बाहरी कनेक्टर से जुड़ी है, जो प्रयोगों में बहुत उपयोगी हो सकती है। प्रदर्शन के लिए आगे हम इस मॉड्यूल का उपयोग करेंगे, हालांकि, आप किसी भी एनालॉग ले सकते हैं। मतभेद केवल निष्कर्ष के तारों में होगा।

USB -> UART एडाप्टर

ESP8266 को रीप्रोग्राम करने के लिए UART इंटरफ़ेस का उपयोग किया जाता है। यह 3.3 वोल्ट के तर्क स्तर के साथ एक साधारण सीरियल पोर्ट है, जो कि एक अलग विद्युत स्तर के साथ एक साधारण COM पोर्ट है। इस तरह के एडेप्टर बहुत सारे उपकरणों में छिपे हुए हैं, यकीन है कि आपने उन्हें एक से अधिक बार उपयोग किया है, बिना इसके बारे में भी जाने बिना। अतीत में, ऐसे एडेप्टर का उपयोग किया जाता था, उदाहरण के लिए, टेलीफोन केबलों में।

CP2102, PL2303, CH431, FT232 और कुछ अन्य पर एडेप्टर सबसे आम हैं। निम्नलिखित में से कोई भी हमारे अनुरूप होगा। उत्तरार्द्ध के साथ, हालांकि, यह सावधान रहने के लायक है । विंडोज और ओएस एक्स के लिए ड्राइवरों के साथ सबसे कम समस्याएं CP2102 पर हैं। लिनक्स उपयोगकर्ताओं को बिल्कुल भी चिंता करने की ज़रूरत नहीं है - सभी चिप्स मूल रूप से कर्नेल द्वारा समर्थित हैं।

बिजली की आपूर्ति

ESP8266 को 3 से 3.6 वोल्ट के आउटपुट वोल्टेज के साथ बिजली की आपूर्ति की आवश्यकता होती है। यह 3.3 वोल्ट नेटवर्क एडेप्टर, या स्टेप-डाउन स्रोत हो सकता है। समावेशन और सक्रिय उपयोग के समय, ESP8266 दालों में 300 मिलीग्राम तक का उपभोग कर सकता है।

कुछ USB -> UART एडेप्टर में आंतरिक स्टेबलाइजर से 3.3 वोल्ट का आउटपुट होता है। निवर्तमान वर्तमान बेहद कमजोर है, इसलिए एक अतिरिक्त बिजली स्रोत एक आवश्यक आवश्यकता है। यूएसबी द्वारा संचालित होने पर, AMS1117-3.3 चिप पर एक स्रोत एक अच्छा समाधान हो सकता है।

प्रदर्शन के लिए, हम फोटो में दिखाए गए स्रोत का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह कनेक्शन के लिए कई टर्मिनलों से सुसज्जित है।

तारों

आप बस बोर्डों को ले सकते हैं और मिलाप कर सकते हैं, लेकिन सिर्फ एक डॉलर के लिए आप कनेक्ट करने वाले मॉड्यूल के लिए सोल्डर कनेक्टर्स के साथ पूरे केबल लूप खरीद सकते हैं। हमारे मॉड्यूल में केवल "पुरुष" प्रकार के लीड होते हैं, इसलिए हमें "महिला" कनेक्टर के साथ तारों की आवश्यकता होती है। इन छोरों को आसानी से कम तारों के साथ छोरों में हाथ से विभाजित किया जा सकता है।

प्रोटोटाइप के लिए - बस एक सपना!

जिस डिवाइस को हम कनेक्ट करना चाहते हैं

कल्पना के लिए पहले से ही गुंजाइश है। क्लाउड से कनेक्ट किए जा सकने वाले डिवाइस ग्राउंड हैं। हालांकि, यह विद्युत कनेक्शन की संभावना पर विचार करने योग्य है। किसी भी माइक्रोक्रिकिट के किसी भी पिन पर वोल्टेज लागू करना असंभव है जो कि माइक्रोक्रिकिट से ही संचालित होता है। GPIO पिन प्रति अधिकतम स्वीकार्य लोड वर्तमान 12 मिलीमीटर है। ऐसा लगता है कि संकेतक बल्कि मामूली हैं, लेकिन वास्तव में ये माइक्रोकंट्रोलर के लिए मानक विशेषताएं हैं। भारी भार से जुड़ने के लिए, आप पावर MOSFET ट्रांजिस्टर, थाइरिस्टर, ठोस राज्य रिले और अन्य सर्किटरी समाधान का उपयोग कर सकते हैं, जिस पर विचार इस लेख के दायरे से बाहर है।

हम सबसे सरल यांत्रिक रिले पर विचार करेंगे। अधिकांश व्यापारिक मंजिलों पर, आप सोल्डरेड रिले के साथ तैयार मॉड्यूल पा सकते हैं।

मॉड्यूल क्या है? यह एक ऑप्टोकोप्लर या ट्रांजिस्टर पर एक टांका लगाने वाली preamplifier के साथ एक साधारण रिले है। रिले संपर्कों का एक समूह है जो यांत्रिक रूप से अंदर स्थित एक इलेक्ट्रोमैग्नेट का उपयोग करके बंद और खुला होता है। दूसरे शब्दों में, संपर्क विद्युत सर्किट को तोड़ने या कनेक्ट करने में सक्षम होते हैं जब एक छोटा वोल्टेज बाहर से इलेक्ट्रोमैग्नेट पर लागू होता है। इलेक्ट्रोमैग्नेट की विंडिंग पर, एक नियम के रूप में, वर्तमान, 10 - 50 मिलीमीटर के क्षेत्र में प्राप्त किया जाता है, इसलिए इसे सीधे माइक्रोकंट्रोलर से कनेक्ट करना असंभव है। विशेष रूप से इसके लिए, रिले के लिए एक छोटा प्रस्तावक मॉड्यूल को मिलाया जाता है, जिसे सीधे माइक्रोकंट्रोलर से जोड़ा जा सकता है।

टर्मिनल ब्लॉकों वाला एक स्तंभ बाईं ओर प्रदर्शित किया जाता है, जिससे एक गंभीर भार पहले से ही जुड़ा हो सकता है। तस्वीर में दिखाया गया रिले 250 वोल्ट और 10 एम्पीयर का सामना कर सकता है।

तस्वीर में बाईं ओर आप टर्मिनल ब्लॉक देख सकते हैं। ये तीन आउटपुट संपर्क का एक सामान्य समूह हैं: एक सामान्य रूप से बंद, एक सामान्य रूप से खुला, और एक सामान्य। जब एक तार्किक इकाई मॉड्यूल के इनपुट पर दिखाई देती है, तो रिले सामान्य आउटपुट को दूसरे संपर्क में स्थानांतरित करता है। इस तरह, आप कुछ भी स्विच, ओपन या कनेक्ट कर सकते हैं।

फर्मवेयर के संचालन को प्रदर्शित करने के लिए, हम निम्नलिखित लेजर मॉड्यूल का उपयोग करते हैं:

मॉड्यूल को 5 वोल्ट के वोल्टेज की आवश्यकता होती है और लगभग 90 मिलीमीटर की खपत होती है। इसे जोड़ने के लिए, हमें एक रिले की आवश्यकता है।

मत भूलो: इस मॉड्यूल के बजाय हम किसी अन्य डिवाइस का उपयोग कर सकते हैं, चाहे वह आपके कमरे में एक प्रकाश बल्ब हो या एक शक्तिशाली सर्चलाइट (जो अपने आप में सिर्फ एक बहुत बड़ी बिजली की खपत किलोवाट है)। रिले का चयन करते समय डिवाइस की शक्ति को ध्यान में रखना आवश्यक है।

विभिन्न सेंसर और सेंसर भी ESP8266 से जुड़े हो सकते हैं, क्योंकि इसके आउटपुट (अन्य माइक्रोकंट्रोलर की तरह) इनपुट और आउटपुट दोनों का काम कर सकते हैं। इसके अलावा, ESP8266 में एक एनालॉग इनपुट है जिसका उपयोग वास्तविक एनालॉग सिग्नल को स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है। लेकिन यह, शायद, हम एक अलग लेख समर्पित करेंगे।

निम्नलिखित लेख में हम बताएंगे :

डिवाइसहाइव सर्वर को कैसे प्राप्त करें और कॉन्फ़िगर करें;
डिवाइसहाइव से फर्मवेयर के साथ ईएसपी 8266 को फ्लैश और कॉन्फ़िगर कैसे करें।

वास्तव में, यहां कुछ भी जटिल नहीं है। पढ़ने के लिए परिष्कृत पहले से ही हमारे फर्मवेयर ले सकते हैं और इसे स्वयं चलाने की कोशिश कर सकते हैं। स्रोत कोड और संकलित छवि यहां पाई जा सकती है । अब तक, केवल एक प्रारंभिक सार्वजनिक संस्करण उपलब्ध है, जिस पर काम जारी है। लेकिन आप अभी DIY उपकरण बना सकते हैं!

निकोलाई खाबरोव, वरिष्ठ एंबेडेड डेवलपर द्वारा पोस्ट किया गया

एक पैसा के लिए IoT: एक व्यावहारिक गाइड। भाग 1, हार्डवेयर

ईएसपी 8266 के साथ बोर्ड

USB -> UART एडाप्टर

बिजली की आपूर्ति

तारों

जिस डिवाइस को हम कनेक्ट करना चाहते हैं

More articles: