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一分钱的物联网：实用指南。第1部分，硬件



嗨，极客时间！

我们提供了一系列文章，其中我们将考虑如何实现一种低成本的基于云的物联网设备，该设备具有从零开始且无需焊接的巨大潜力。作为基础，我们采用了我们最近写过的“干净的” ESP8266芯片。我们使用最新的DeviceHive固件并编写一个简单的Web应用程序来访问云服务器。我们将一个简单的设备连接到微芯片，只需在浏览器中单击两次即可控制该设备。

这是该系列的第一篇文章，我们将从中了解我们需要哪种设备。

最近，针对ESP8266的DeviceHive固件的第一版的第一版发行了。我们文章的目的是帮助希望使用DeviceHive实施自己的物联网解决方案的每个人都能廉价，快速且没有不必要的困难。

我们只需要五件事：
  • ESP8266焊接板；
  • USB-> UART适配器;
  • 电源;
  • 电线
  • 设备本身，我们希望与云成为朋友。


前四个点的总费用不超过$5。选择用于实验的设备-自行决定。

让我们更详细地查看每个项目。

ESP8266开发板



ESP8266市场上可用的大多数模块只是一块ESP8266本身，25Q40 512KB SPI闪存所在的板上（ESP板载引导加载程序只有64 KB的内存）和少量的分立元件。尽管也有带有电池电源和各种修改功能的专用模块，但差异通常只是视觉上的。它们更昂贵，但含义保持不变。

另外，我们注意到ESP-201模块（照片顶部）。首先，有趣的是，它不需要焊接，并且ESP8266引脚的最大数量连接到外部连接器，这在实验中可能非常有用。为了进一步演示，我们将使用此模块，但是，您可以使用任何类似物。不同之处仅在于结论的连线。

USB-> UART适配器



ESP8266使用UART接口进行重编程。这是逻辑电平为3.3伏的普通串行端口，即具有不同电气电平的简单COM端口。这样的适配器隐藏在许多设备中，请确保您不知道使用了不止一次。过去，例如在电话电缆中使用这种适配器。

CP2102，PL2303，CH431，FT232和其他一些适配器最为常见。以下任何一项都适合我们。但是，对于后者，值得谨慎。CP2102上Windows和OS X驱动程序的最少问题。Linux用户完全不必担心-内核本地支持所有芯片。

电源



ESP8266需要一个电源电压为3到3.6伏的电源。这可以是3.3伏网络适配器，也可以是降压电源。在包含和积极使用时，ESP8266最多可消耗300毫安的脉冲。

某些USB-> UART适配器从内部稳定器输出3.3伏的电压。流出电流极弱，因此需要额外的电源。当使用USB供电时，AMS1117-3.3芯片上的信号源可能是一个很好的解决方案。

为了演示，我们使用照片中显示的源，因为它配备了许多用于连接的端子。

电线



您可以简单地拿起并焊接电路板，但是只需花一美元，您就可以购买带有焊接连接器的整个电缆环，用于连接模块。在我们的模块中，只有“公”型引线，因此我们需要带有“母”连接器的电线。用手可以轻松地将这些回路划分为具有较少电线的回路。

进行原型制作-只是一个梦想！

我们要连接的设备


想象力已经开始存在。可以连接到云的设备已接地。但是，值得考虑电连接的可能性。在微电路的任何引脚上，都不能施加超过微电路自身供电电压的电压。每个GPIO引脚的最大允许负载电流为12毫安。指标似乎不太适中，但实际上这些是微控制器的标准特性。要连接重负载，可以使用功率MOSFET晶体管，晶闸管，固态继电器和其他电路解决方案，其考虑超出了本文的范围。

我们将考虑最简单的机械继电器。在大多数交易大厅中，您都可以找到带有焊接继电器的现成模块。


什么是模块？这是在光耦合器或晶体管上带有焊接前置放大器的普通继电器。继电器是一组触点，它们使用位于内部的电磁体机械地闭合和断开。换句话说，当从外部向电磁体施加小的电压时，触点能够断开或连接电路。通常，在电磁铁的绕组上会在10至50毫安的范围内获得电流，因此不可能将其直接连接到微控制器。特别是为此，将用于继电器的小型前置放大器焊接到模块上，该模块可以直接连接到微控制器。

左侧显示一列带接线端子的端子，已经可以连接到很重的负载。照片中所示的继电器可以承受250伏特和10安培的电流。



在照片的左侧，您可以看到接线端子。这三个输出是一组公共触点：一个常闭触点，一个常开触点和一个公共触点。当逻辑单元出现在模块的输入上时，继电器会将公共输出传输到另一个触点。这样，您可以切换，打开或连接任何东西。

为了演示固件的操作，我们使用以下激光模块：



该模块需要5伏的电压，消耗约90毫安的电流。要连接它，我们需要一个继电器。

别忘了：除了这个模块，我们还可以使用任何其他设备，无论是您房间中的灯泡还是强大的探照灯（它本身就是一个消耗大量电能的巨大手电筒）。选择继电器时仅需考虑设备的功率。

ESP8266还可以连接各种传感器和传感器，因为它的输出（像其他微控制器一样）可以同时工作于输入和输出。此外，ESP8266具有一个模拟输入，可用于传输实际模拟信号。但这也许是我们将另写一篇文章。

在下面的文章中，我们将介绍：
  • 如何获取和配置DeviceHive服务器；
  • 如何使用DeviceHive的固件烧写和配置ESP8266。


实际上，这里没有什么复杂的。精通阅读已可以使用我们的固件，然后尝试自己运行它。源代码和编译的图像可以在这里找到。到目前为止，只有早期的公开版本可用，正在进行中。但是，您现在就可以构建DIY设备！

作者：高级嵌入式开发人员Nikolai Khabarov

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN382105/

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