ESP32 Fall Detector: 5 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ฉันขอขอบคุณ DFRobot ที่ให้การสนับสนุนโครงการนี้

นี่คือรายการชิ้นส่วนที่ใช้:

DFRobot ESP32 ESP-WROOM โมดูล ×1 -

Silicon Labs CP2102 USB ไปยัง UART Bridge × 1

MCP73831 IC เครื่องชาร์จ Li-Ion ×1

LM317BD2T ตัวควบคุมแบบปรับได้ ×1

0805 ตัวเก็บประจุ 4.7uF ×2

0805 ตัวเก็บประจุ 100nF × 1

0805 1uF ตัวเก็บประจุ × 1

WS2812b LED × 1

1206 LED ×4

ขั้วต่อไมโคร USB ×1

0805 ตัวต้านทาน 470 โอห์ม ×1

0805 ตัวต้านทาน 2k โอห์ม ×1

0805 ตัวต้านทาน 510 โอห์ม ×1

0805 ตัวต้านทาน 300 โอห์ม ×1

0805 ตัวต้านทาน 10k โอห์ม ×2

0805 ตัวต้านทาน 270 โอห์ม ×2

ปุ่มกด 6 มม. x 6 มม. ×2

ปุ่มกดสูง SMD 6 มม. x 6 มม. × 1

ขั้นตอนที่ 1: โครงการก่อนหน้า

ย้อนกลับไปในเดือนสิงหาคมปี 2017 ฉันจินตนาการถึงอุปกรณ์ที่สามารถเตือนผู้ใช้ว่าคนใดคนหนึ่งของพวกเขารักประสบอุบัติเหตุล้มหรือกดปุ่ม "ตื่นตระหนก" มันใช้ ESP8266 และประกอบเข้ากับชิ้นส่วนของบอร์ดที่สมบูรณ์แบบ มีไฟ LED ดวงเดียวที่จะระบุว่ามีการหกล้มเกิดขึ้นหรือไม่ อุปกรณ์ยังมีวงจรการชาร์จ LiPo ขั้นพื้นฐานที่ไม่มีตัวบ่งชี้

ขั้นตอนที่ 2: แนวคิดใหม่

เนื่องจากเครื่องตรวจจับการตกครั้งสุดท้ายของฉันเป็นพื้นฐานมาก ฉันจึงต้องการปรับปรุงอย่างมาก สิ่งแรกคือทำให้สามารถตั้งโปรแกรม USB ได้ ดังนั้นฉันจึงใช้ CP2102 USB to UART converter IC เพื่อจัดการการเชื่อมต่อแบบอนุกรม USB เป็น UART

ฉันยังต้องการให้มีข้อบ่งชี้การทำงานมากกว่านี้ ดังนั้นฉันจึงเพิ่ม LED สำหรับการชาร์จ หนึ่งดวงสำหรับการจ่ายไฟ และอีกสองสถานะสำหรับสถานะ USB ฉันเลือกใช้ ESP32 เนื่องจากพลังที่เพิ่มขึ้นและการเชื่อมต่อบลูทูธ ซึ่งสามารถขยายได้ในอนาคต เช่น แอปที่มาพร้อมเครื่อง

ขั้นตอนที่ 3: การออกแบบ PCB

คุณสมบัติใหม่ทั้งหมดเหล่านี้จะต้องใช้วงจรเพิ่มเติมจำนวนมาก และแผ่นเรียบๆ ธรรมดาๆ ก็ไม่สามารถตัดออกได้ สิ่งนี้ต้องใช้ PCB ซึ่งฉันออกแบบใน EagleCAD ฉันเริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อกับตัวแก้ไขแผนผัง จากนั้นฉันก็ย้ายไปทำกระดานและร่องรอยจริง

ขั้นตอนที่ 4: การบัดกรี

นี่เป็นส่วนที่ยากที่สุดเพราะหมุดที่แหลมคม ส่วนประกอบที่บัดกรียากที่สุดคือ CP2102 ซึ่งมาในแพ็คเกจ QFN-28 แต่ละพินห่างกันเพียง.5 มม. และไม่มีลายฉลุ การติดค่อนข้างยุ่งยาก ฉันแก้ไขปัญหานี้ด้วยการใช้ฟลักซ์ของเหลวในปริมาณที่พอเหมาะกับแผ่นรอง จากนั้นจึงใช้บัดกรีจำนวนเล็กน้อยบนหมุด

ขั้นตอนที่ 5: การใช้งาน

อุปกรณ์ทำงานโดยการตรวจสอบความเร่งที่วัดโดย MPU6050 ตามช่วงเวลาที่กำหนด เมื่อตรวจพบการล้มก็จะส่งอีเมลไปยังผู้ติดต่อที่ตั้งไว้ ฉันพบว่าแบตเตอรี่ใช้งานได้ประมาณสามวันจึงต้องชาร์จเป็นประจำ นอกจากนี้ยังมีปุ่มที่เชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ขัดจังหวะที่สามารถส่งอีเมลได้เมื่อกด