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

2019-07-31 09:33:00

原理图

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。

接收器串行端口伺服控制器