如何用ESP8266ESP-01和串行端口以及Python构建一个自动指向接收器

电子说

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描述

原理图

接收器

工作原理:硬件

接收器由两个独立的电路组成:

定位天线的电机控制器

天线本身

电机控制器是连接到USB串行转换器的PIC16F1825,它接收来自所连接计算机的命令。 PC发送的命令指示微控制器将电机伺服设置为特定角度,由于伺服连接到天线,天线将指向新角度。

天线的ESP8266 ESP-01模块连接到Wi-Fi天线,可提高接收器的灵敏度。然而,这个天线是方向性的,这意味着如果天线没有直接指向信号源,信号处于最弱的值,如果天线直接指向信号源,则信号处于最强值。

工作原理:软件

电机驱动电路使用非常简单的UART命令结构。数字串由连接的计算机发送并转换为数值,指示伺服应指向的角度。伺服系统通过PWM信号的占空比进行控制,因此输入角度被转换为占空比,用于调节伺服的输出PWM信号。

连接两个天线的计算机电机控制器是用Python编程的,因为它允许使用各种各样的计算机,包括PC,OS X,Linux,甚至是Raspberry Pi,它们可以使这个项目变得便携。

Python脚本首先打开两个串口(一个用于电机驱动器,另一个用于ESP-01模块),然后配置ESP-01模块。配置完成后,程序首先命令ESP-01扫描Wi-Fi网络,找到我们的探测器网络,然后读取信号功率。该读数被传递给用于存储最高记录信号强度的变量,然后程序运行for循环。这个for循环运行20次迭代,并且在每次迭代时,天线稍微移动,并且获取新的信号读数。

当这个读数完成时,程序然后将天线指向角度给出了最高的读数。

构造

该项目中的电路可以使用大多数技术构建,包括条形板,矩阵板,面包板和定制PCB。对于伺服控制器,我使用了定制PCB,但天线系统使用跳线将ESP-01直接连接到USB串行转换器。

完整的接收器

伺服控制器板

天线是一个定向天线,由连接到伺服的旧锡制成,内部有一小段线作为接收元件。您可以在这里学习如何制作锡罐Wi-Fi天线。这还包括一个计算器,用于确定您的电线需要放置在罐内的确切位置。

天线背面显示一个保护ESP8266免受杂散Wi-Fi信号影响的盖子。

波导内的天线。

移动波导和天线的伺服。

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