Väckning taklampa (3 / 6 steg)

Steg 3: Kretsen

Mikrokontroller core

Hjärtat i kretsen är modulen ESP8266-baserade ESP-01 wifi mikrokontroller. Den grundläggande idén är att programmera denna sak att hålla tiden, tjäna en webbsida, utlösa ett larm och kontroll en dimmer, genom att skicka en PWM -signal till en MOSFET switch.

ESP-01 styrelsen är billig, liten och har en lätt-till-använda 2,54 mm/0.1 '' pitch kontakt. Nackdelen är att du bara få 2 generella indata/utdata (GPIO) stift: GPIO0 och GPIO2. Också, både av dessa måste vara drog högt initialt för korrekt microcontroller start, och de drivs av starthanteraren för en kort stund efter start (som kan ses i två bifogade räckvidd skärmdumpar). Dessa saker leder till märkbara flimmer om vi skulle köra lampan direkt från någon av de stift.

Titta på omfattning mätningarna igen, kan vi se att även under uppstart, det finns ingen tid när GPIO0 och GPIO2 drivs låg samtidigt. Vi ska utnyttja detta genom att bygga banan så att lampan tänds endast när både GPIO0 och GPIO2 drivs låg - effektivt att sätta en NOR utfärda utegångsförbud för mellan GPIO0/2 och MOSFET. GPIO0 kommer att användas för (inverterad) PWM och GPIO2 kommer att vara en "Aktivera" PIN-kod. Denna uppsättning ger oss full kontroll till Undvik flimmer.

Opamp och MOSFET

Resultaten av GPIO0 och GPIO2 matas in inverterade indata för opamp via R4 och R5. Icke-invertering tillförsel av opamp får en referens spänning på om 0,5 v skapad av R6/D1. Detta ställer in önskad NOR funktion. Vid utfodringen opamp med 12V, det ger också den nödvändiga stimulansen från den 3.3V logik av ESP-01 till 10V + krävs att helt köra MOSFET. Vi kör MOSFET från opamp utdata genom R7. Medan detta inte verkligen gör en idealisk MOSFET drivrutin, är det helt bra (snabb) nog för denna ansökan. När man bygger upp kretsen på en skärbräda jag märkte några spänningstoppar och ringmärkning, förmodligen relaterad till self inductancen av kablarna mellan MOSFET och LED. Jag undertrycks (grovt men effektivt) detta genom att sätta C2 över source och drain.

Strömförsörjning

Del av vår krets behöver om 12V, och å andra sidan behöver ca 3.3V, och vi har en befintlig 12V strömförsörjning till få den här från. Vi effektivt "stjäla" ström från en befintlig design, hoppas att hur mycket ström drar vi inte överstiger säkerhetsmarginaler i de befintliga lampa - vilket innebär att vi måste hålla strömförbrukning ganska låg.

Enligt denna forskningmåste vi anta en 215mA strömförbrukning från ESP-01. Använder en linjär regulator (som en LD1117) är inte ett bra alternativ. Det skulle innebära att vi också skulle dra 215mA ursprungliga strömförsörjningen fått på 1A - så 215mA skulle vara ganska betydande. Dessutom skulle tillsynsmyndigheten skingra omkring 1.9W och således måste en kylfläns. Därför använde jag en koppling makt leverans modul istället. Denna särskilda LM2596-baserad modul kan justeras till den önskade 3.3V genom att justera en trimpot. Förutsatt att en 85% verkningsgrad, skulle Rita 70mA från ursprungliga strömförsörjningen och skingra 125mW - som är mycket mer acceptabelt.