描述

在之前的一個(gè)教程中，我們看到了如何使用 ATTINY 85 制作一個(gè)簡(jiǎn)單的溫度計(jì)，它可以使用單塊電池持續(xù) 140 天，并且使用我在視頻中展示的相同電池在 40 多天后仍然可以正常工作。

但在電子設(shè)備和編程方面，它有點(diǎn)笨拙。因此，在本教程中，讓我向您展示如何制作一個(gè)沒有人要求的功能的類固醇溫度計(jì)，但通過這樣做，我希望您在此過程中一定會(huì)學(xué)到很多電子產(chǎn)品。

該設(shè)備將具有以下功能：

• 使用 WebSockets 實(shí)時(shí)讀取
• 不使用時(shí)自動(dòng)休眠
• 從網(wǎng)頁控制溫度計(jì)
• 時(shí)尚的 PCB 設(shè)計(jì)
• 集成ESP-01F編程器
• 集成脂質(zhì)充電電路
• 3D打印案例

補(bǔ)給品

這些是可以幫助您輕松完成此項(xiàng)目的產(chǎn)品列表

（會(huì)員鏈接）

• ESP-01F
• 貼片電阻：
• 貼片電容：
• BC817晶體管：
• CP2102 集成電路：
• TP4056 集成電路：
• 貼片 LED :?
• 電壓調(diào)節(jié)器：
• 微型 USB：
• 白色 PLA：
• PETG燈絲：
• DS18B20：
• OLED 顯示屏：
• 電阻器套件：
• 3d 打印機(jī)：
• 打印機(jī)升級(jí)：

第 1 步：為什么選擇 ESP-01F？

在版本 1 中，閃存非常有限，幾乎沒有 8kb，我在運(yùn)行不同的庫時(shí)有些吃力。所以，這次我選擇了 esp-01f，它帶有 1MB 的閃存，是 ATTINY 85 的 128 倍。除此之外，它還具有 WiFi、UART、高達(dá) 160MHz 的更高時(shí)鐘速度等功能。盡管對(duì)于這個(gè)特定的項(xiàng)目并不重要，但我們可以調(diào)整規(guī)格以使溫度計(jì)看起來更有肌肉感。

但它確實(shí)是有代價(jià)的，esp-01f 是一個(gè)非常耗電的模塊，因?yàn)榘遢d wifi 連接，但是通過將模塊置于深度睡眠狀態(tài)，它應(yīng)該消耗僅 20uA 可以大大降低這種功耗。數(shù)據(jù)表。

第 2 步：其他組件

其他組件與溫度計(jì)版本 1 類似。對(duì)于顯示屏，我將使用相同的 0.91 英寸 128X32 OLED 顯示屏，用于溫度傳感器 DS18B20 探頭，最后為電池使用小型 150MAh lipo 電池。

一切看起來都很容易組合，但強(qiáng)大的力量帶來了巨大的責(zé)任。有很多小細(xì)節(jié)，我們至少要在最低限度內(nèi)完成這個(gè)項(xiàng)目。

第 3 步：較小的細(xì)節(jié)

首先，esp-01f 的尺寸非常緊湊，沒有內(nèi)置天線。因此，要么我們必須在 PCB 上構(gòu)建一個(gè)，要么添加一個(gè)外部的，否則將存在穩(wěn)定性問題和更短的 wifi 連接范圍。

但我不會(huì)做這兩件事，因?yàn)槲疫€沒有發(fā)現(xiàn)將 wifi 與溫度計(jì)集成的任何真正目的，但也許有一天我會(huì)這樣做，但在那之前我可以在沒有天線的情況下進(jìn)行管理。

無論如何，除了這個(gè)編程之外，這個(gè)模塊很笨拙而且超級(jí)難，因?yàn)樗加玫目臻g很小，而且無法將它焊接到任何性能板上。我以前的許多編程方法和技術(shù)都不能很好地處理這個(gè)問題。

第 4 步：USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器

這就是我計(jì)劃集成一個(gè) USB 到串行轉(zhuǎn)換器來對(duì) esp-01f 進(jìn)行編程的原因。就像 Arduino、Nodemcu 等開發(fā)板上的那些一樣。所以，從技術(shù)上講，如果你能給溫度計(jì)提供更多的引腳排列，它就可以用作開發(fā)板，這就是我說它使用類固醇的原因之一。

要實(shí)現(xiàn)串行編程器有很多選擇，我們可以使用最便宜的 CH340，主要在 Arduino 克隆上看到，或者使用最昂貴的 FTDI，它以前用于原始 Arduino 開發(fā)板。但我不會(huì)使用它們，因?yàn)樗鼈兊?IC 封裝非常大，而且比 wifi 模塊本身大得多。

第 5 步：CP2102 USB 轉(zhuǎn)串口

所以，我選擇了CP2012。這是 Silicon Labs 的 USB 到串行轉(zhuǎn)換器，主要用于 NodeMCU 和 ESP32 開發(fā)板，與 FTDI 相比，它們的價(jià)格相當(dāng)適中，而且 IC 封裝的尺寸非常小，非常適合我們的設(shè)備。

第 6 步：充電電路

最后，有一個(gè)問題，鋰聚合物電池。由于它是可充電電池，因此我們需要為其充電。我們可以做到這一點(diǎn)的一種方法是將電池取出并充電，然后在完成后將其重新打開。但它又讓我們回到了老問題。開始笨拙而不優(yōu)雅。因此，我們將添加一個(gè) tp4056 IC 和一個(gè)微型 USB 來擁有一個(gè)板載充電電路。

第 7 步：使用 PCBWay 打印 PCB

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我與這個(gè)項(xiàng)目 PCB 贊助商 PCBWay 一起發(fā)送了 Gerber 文件進(jìn)行制造。

如果您的項(xiàng)目需要定制 PCB，他們提供 10 個(gè)定制 PCB，價(jià)格低至 5 美元，并且您可以為您的 PCB 選擇各種定制，例如阻焊層、絲綢層和表面光潔度的顏色。在您的第一個(gè)訂單中，您將獲得 5 美元的優(yōu)惠券！因此，基本上，您只需在第一個(gè)訂單期間支付運(yùn)費(fèi)。因此，請(qǐng)查看描述中的鏈接以訪問他們的網(wǎng)站。

現(xiàn)在 PCB ( Gerber ) 已經(jīng)準(zhǔn)備好了。是時(shí)候焊接了！

第8步：焊接

一切都很好，看起來很好，直到我意識(shí)到我犯的錯(cuò)誤。OLED 顯示屏正對(duì)著另一個(gè)方向。但修復(fù)非常簡(jiǎn)單。我只需要用電線而不是插頭引腳來焊接 OLED。

從這里開始，賽道變得光滑。只需插入微型 USB，充電電路即可為電池充電，只需將此微型 USB 連接到 PC，您就可以使用 Arduino IDE 對(duì) esp-01f 進(jìn)行編程。

第 9 步：對(duì)智能溫度計(jì)進(jìn)行編程

在這個(gè)版本中編程非常簡(jiǎn)單。只需在 Arduino IDE 中打開代碼（Github ）“ Thermometer V2.ino ”并設(shè)置 Arduino IDE 以將代碼上傳到 esp8285。當(dāng)您按下上傳按鈕時(shí)，代碼應(yīng)該會(huì)自動(dòng)使用最新代碼閃爍 esp8285，但如果沒有，只需在上傳過程中單擊并按住程序按鈕，如第一張圖片所示。

第 10 步：網(wǎng)頁

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我有點(diǎn)討厭 Web 開發(fā)，但無論如何我還是設(shè)法用WebSockets構(gòu)建了一個(gè)草率的網(wǎng)頁，以顯示來自溫度傳感器的一些實(shí)時(shí)溫度讀數(shù)。它不使用任何花哨的庫或花哨的框架。它是用 HTML、CSS 和 Vanilla Javascript（代碼）編寫的。

第 11 步：3D 打印和組裝！

由于電路板已準(zhǔn)備就緒，我想為溫度計(jì)制作一個(gè)時(shí)髦的外殼。我想過做一個(gè)煙斗，但不幸的是，我在做PCB設(shè)計(jì)時(shí)沒有同樣的想法。所以它很難建造，而且看起來也不是很好，所以我不得不放棄這個(gè)想法。

相反，我測(cè)量了 PCB 的確切尺寸并開始設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單優(yōu)雅的外殼，同時(shí)仍然設(shè)法在沒有任何緊固件的情況下像版本 1 一樣輕松訪問電路。

然后剩下的只是 3D 打印和組裝！

3D打印

• 打印機(jī) - Ender 3v2（Cura 切片機(jī)）
• 支持 - 打開
• 層高 - 0.2mm
• 燈絲 - PLA+
• 噴嘴溫度 - 210c
• 噴嘴加熱床 - 72c

第 12 步：測(cè)試智能溫度計(jì)

讓我快速帶您了解它的工作原理。

只需單擊頂部按鈕，這將重置 esp 并將其從睡眠模式中喚醒。一旦設(shè)備處于活動(dòng)狀態(tài)，它將打開我們可以連接的接入點(diǎn)。連接后打開任何網(wǎng)絡(luò)瀏覽器并搜索代碼中分配的 IP 地址或搜索“ http://temperature.local ”。就是這樣，現(xiàn)在我們可以通過單擊開始測(cè)量溫度并在網(wǎng)頁上查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

您也可以通過單擊睡眠按鈕使溫度計(jì)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。這將清除顯示屏并使溫度計(jì)進(jìn)入深度睡眠狀態(tài)。

如果設(shè)備開啟超過一分鐘且沒有人連接到網(wǎng)頁，設(shè)備將自動(dòng)進(jìn)入深度睡眠以節(jié)省電量。

第 13 步：功耗

正如我在教程開始時(shí)告訴你的那樣，由于 ESP-01F，功耗將高于版本 1。因此，如果您在接入點(diǎn)打開且客戶端已連接時(shí)看到萬用表讀數(shù)，則功耗約為93mA 。當(dāng)溫度計(jì)處于深度睡眠狀態(tài)時(shí)，它消耗大約1.8mA的電流，與之前的版本相比，它消耗低于 60uA 的電流非常顯著。

考慮到 ESP-01F 消耗大約 20uA（來自數(shù)據(jù)表），總電路消耗仍應(yīng)少于 100uA。它消耗 1.8mA 的原因是因?yàn)槲覀兲砑恿似渌δ埽绯潆婋娐泛桶遢d CP2102 USB 轉(zhuǎn)串口編程器。

第14步：最后的想法！

與現(xiàn)有的溫度計(jì)相比，該設(shè)備沒有太大的價(jià)值，但是構(gòu)建一個(gè)具有所有用戶友好界面（如按鈕和板載編程器）的設(shè)備對(duì)于初學(xué)者甚至一些中級(jí)學(xué)習(xí)者來說都是相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性的。我希望至少這個(gè)教程能給你一些關(guān)于構(gòu)建一個(gè)更復(fù)雜的項(xiàng)目以及如何處理它的想法。

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