如何用ESP8266ESP-01和串行端口以及Python構(gòu)建一個自動指向接收器

原理圖

工作原理：硬件

接收器由兩個獨立的電路組成：

定位天線的電機控制器

天線本身

電機控制器是連接到USB串行轉(zhuǎn)換器的PIC16F1825，它接收來自所連接計算機的命令。 PC發(fā)送的命令指示微控制器將電機伺服設(shè)置為特定角度，由于伺服連接到天線，天線將指向新角度。

天線的ESP8266 ESP-01模塊連接到Wi-Fi天線，可提高接收器的靈敏度。然而，這個天線是方向性的，這意味著如果天線沒有直接指向信號源，信號處于最弱的值，如果天線直接指向信號源，則信號處于最強值。

工作原理：軟件

電機驅(qū)動電路使用非常簡單的UART命令結(jié)構(gòu)。數(shù)字串由連接的計算機發(fā)送并轉(zhuǎn)換為數(shù)值，指示伺服應(yīng)指向的角度。伺服系統(tǒng)通過PWM信號的占空比進行控制，因此輸入角度被轉(zhuǎn)換為占空比，用于調(diào)節(jié)伺服的輸出PWM信號。

連接兩個天線的計算機電機控制器是用Python編程的，因為它允許使用各種各樣的計算機，包括PC，OS X，Linux，甚至是Raspberry Pi，它們可以使這個項目變得便攜。

Python腳本首先打開兩個串口（一個用于電機驅(qū)動器，另一個用于ESP-01模塊），然后配置ESP-01模塊。配置完成后，程序首先命令ESP-01掃描Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，找到我們的探測器網(wǎng)絡(luò)，然后讀取信號功率。該讀數(shù)被傳遞給用于存儲最高記錄信號強度的變量，然后程序運行for循環(huán)。這個for循環(huán)運行20次迭代，并且在每次迭代時，天線稍微移動，并且獲取新的信號讀數(shù)。

當這個讀數(shù)完成時，程序然后將天線指向角度給出了最高的讀數(shù)。

構(gòu)造

該項目中的電路可以使用大多數(shù)技術(shù)構(gòu)建，包括條形板，矩陣板，面包板和定制PCB。對于伺服控制器，我使用了定制PCB，但天線系統(tǒng)使用跳線將ESP-01直接連接到USB串行轉(zhuǎn)換器。

完整的接收器

伺服控制器板

天線是一個定向天線，由連接到伺服的舊錫制成，內(nèi)部有一小段線作為接收元件。您可以在這里學習如何制作錫罐Wi-Fi天線。這還包括一個計算器，用于確定您的電線需要放置在罐內(nèi)的確切位置。

天線背面顯示一個保護ESP8266免受雜散Wi-Fi信號影響的蓋子。

波導內(nèi)的天線。

移動波導和天線的伺服。