描述

在之前的一個教程中，我們看到了如何使用 ATTINY 85 制作一個簡單的溫度計，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沒有人要求的功能的類固醇溫度計，但通過這樣做，我希望您在此過程中一定會學(xué)到很多電子產(chǎn)品。

該設(shè)備將具有以下功能：

• 使用 WebSockets 實時讀取
• 不使用時自動休眠
• 從網(wǎng)頁控制溫度計
• 時尚的 PCB 設(shè)計
• 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目的產(chǎn)品列表

（會員鏈接）

• 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：

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 的更高時鐘速度等功能。盡管對于這個特定的項目并不重要，但我們可以調(diào)整規(guī)格以使溫度計看起來更有肌肉感。

但它確實是有代價的，esp-01f 是一個非常耗電的模塊，因為板載 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

其他組件與溫度計版本 1 類似。對于顯示屏，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)完成這個項目。

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，要么添加一個外部的，否則將存在穩(wěn)定性問題和更短的 wifi 連接范圍。

但我不會做這兩件事，因為我還沒有發(fā)現(xiàn)將 wifi 與溫度計集成的任何真正目的，但也許有一天我會這樣做，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，除了這個編程之外，這個模塊很笨拙而且超級難，因為它占用的空間很小，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問題。

第 4 步：USB 轉(zhuǎn)串口轉(zhuǎn)換器

這就是我計劃集成一個 USB 到串行轉(zhuǎn)換器來對 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。但我不會使用它們，因為它們的 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 tp4056 IC 和一個微型 USB 來擁有一個板載充電電路。

第 7 步：使用 PCBWay 打印 PCB

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我與這個項目 PCB 贊助商 PCBWay 一起發(fā)送了 Gerber 文件進(jìn)行制造。

如果您的項目需要定制 PCB，他們提供 10 個定制 PCB，價格低至 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，您只需在第一個訂單期間支付運(yùn)費(fèi)。因此，請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。是時候焊接了！

第8步：焊接

一切都很好，看起來很好，直到我意識到我犯的錯誤。OLED 顯示屏正對著另一個方向。但修復(fù)非常簡單。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 esp-01f 進(jìn)行編程。

第 9 步：對智能溫度計進(jìn)行編程

在這個版本中編程非常簡單。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，代碼應(yīng)該會自動使用最新代碼閃爍 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)建了一個草率的網(wǎng)頁，以顯示來自溫度傳感器的一些實時溫度讀數(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，我想為溫度計制作一個時髦的外殼。我想過做一個煙斗，但不幸的是，我在做PCB設(shè)計時沒有同樣的想法。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想法。

相反，我測量了 PCB 的確切尺寸并開始設(shè)計一個簡單優(yōu)雅的外殼，同時仍然設(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：測試智能溫度計

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量溫度并在網(wǎng)頁上查看實時數(shù)據(jù)。

您也可以通過單擊睡眠按鈕使溫度計進(jìn)入睡眠狀態(tài)。這將清除顯示屏并使溫度計進(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看到萬用表讀數(shù)，則功耗約為93mA 。當(dāng)溫度計處于深度睡眠狀態(tài)時，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 的原因是因為我們添加了其他功能，例如充電電路和板載 CP2102 USB 轉(zhuǎn)串口編程器。

第14步：最后的想法！

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

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