Nutikas pistikupesa: 6 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Fusion 360 projektid »

Vastutusest loobumine: selle projekti eesmärk on näidata, kuidas saate SV2 PCB -printeriga prototüüpi teha. See ei ole toode, mida peaksite igapäevase esemena kasutama. Seda ei kavandatud ega katsetatud vastama asjakohastele ohutusstandarditele. Te vastutate selle disaini kasutamisel tekkiva riski eest

Nutikas pistikupesa on IOT -seade, mis võimaldab juhtida mis tahes ühendatud seadet veebiserveri kaudu mis tahes brauseri kaudu. Veebiserver, mille me siin programmeerisime, võimaldab meil otsustada, millised ühendatud seadmed sisse ja välja lülituvad, lubades sisuliselt telefoni nupuvajutusel või arvutil klõpsates virtuaalset „ühendamist” ja „lahtiühendamist”.

Tarvikud

Peamised komponendid: Kogus x Toode (Digikey osa number)

• 1 x NEMA5-15P pistik ja juhtmestik (Q108-ND)
• 3 x naissoost anum NEMA5-15R (Q227-ND)
• 1 x WiFi-moodul ESP32-WROOM-32D (1904-1023-1-ND)
• 3 x tahkis-relee (255-3922-1-ND)
• 1 x pingeregulaator 3.3V (AZ1117EH-3.3TRG1DIDKR-ND)
• 3 x NFET (DMN2056U-7DICT-ND)
• 9 x takisti 100 oomi (311-100LRCT-ND)
• 4 x takisti 10 k ohm (311-10KGRCT-ND)
• 2 x kondensaator 1uF (399-4873-1-ND)
• 1 x kondensaator 10uF (399-4925-1-ND)
• 2 x kondensaator 0.1uF (399-1043-1-ND)
• 3 x LED-i (C503B-BCS-CV0Z0461-ND)
• 1 x servaühendus (S3306-ND)
• 1 x 5V 1A AC-DC muundur (945-3181-ND)

Muud kasutatud komponendid/materjalid:

1. Termokahanevad torud, 8 tolli
2. Madala temperatuuriga jootepasta

Tööriistad ja seadmed:

• SV2 trükkplaatide printer
• 3D printer
• Jootekolb
• Reflow Gun
• Alalisvoolu toide
• Kruvikeeraja (3 mm kuuskant)
• Super liim
• USB jadaprogrammeerija

Samm: printige trükkplaadi kujundus

Sõltuvalt sellest, kuidas oma seadet loote, võivad need sammud erineda. Selle konkreetse seadme valmistamiseks lõime PCB kujunduse ja printisime selle SV2 PCB printeri abil. Kuna kasutasime trükkplaati, mitte proto-plaati või leivaplaati, on enamik meie komponente paigaldatud pinnale, näiteks mikrokontroller, mis oli ESP32-WROOM-32D moodul, ja releed, mille valisime suure võimsusega tahkis -releed. Konkreetsed komponendid, mida me kasutasime, koos nende Digi-Key osade numbritega on toodud ülalpool materjalides, kuid saate komponente muuta, et kohandada seda vastavalt oma konkreetsele disainile. Kondensaatori väärtused peaksid jääma suhteliselt samaks, kui kavatsete kasutada samu komponente. Voolupiirangutakistite väärtused võivad muutuda sõltuvalt sellest, millist värvi LED -i kasutate, kuna edasipinge ja vool võivad olla erinevad! See kalkulaator võimaldab teil sisestada oma disaini parameetrid ja arvutada teie jaoks takisti väärtused. Kasutasime siniseid LED -e, millel on teadaolevalt suurem pingelangus kui punastel variantidel. Veenduge, et teie toitevõrguga suhtlevad komponendid (tahkisrelee, pistikud ja pistikupesad) on määratud vahelduvvooluvõrgu pingele ja piisavale voolule (120 V 60 Hz Ameerika Ühendriikides, umbes 10-15 vatti). Meie nutika pistikupesa loomiseks kasutatud skemaatilise ja trükkplaatide kujunduse leiate BotFactory veebisaidilt ja nende kohta saate rohkem lugeda meie ajaveebi artiklist pealkirjaga Nutika pistikupesa loomine.

Samm: lisage komponendid

Järgmine samm oli lisada kõik komponendid trükitud tahvlile. Selleks on kaks võimalust: võite kasutada SV2 valimis- ja paigutusvõimalust, kui kasutate ühte, või saate iga komponendi ükshaaval pardale jootma panna. Kuna see oli esimene prototüüp ja tahtsime tagada, et iga osa töötaks üksteisega, paigutasime iga komponendi käsitsi ja tagasime komponentide vahel järjepidevuse, kasutades mitmemõõturit. Komponentide kinnitamiseks trükkplaadile kasutasime termiliselt stabiilset madala temperatuuriga jootmispastat. Mõned välisühendused, näiteks pistikupesade ühendused ja vahelduvvoolu muunduri ühendused, tehti servaühenduse abil. Seetõttu oli vaja ainult kuldsed sõrmed trükkida trükkplaadile ja ühendada see vooluahela ühendamiseks. Kui kõik oli plaadil, varustati see toiteallikaga muutuva pinge ja voolu toiteallikast, millel on voolu piirav funktsionaalsus, et vältida maagilise suitsu väljavoolu lühise korral. Kui kõik on korras (pole maagilist suitsu, ülekuumenemise komponente ega plahvatusi), võite jätkata koodi üleslaadimist ESP32 -sse.

Samm: laadige oma kood üles

ESP32 ühendati arvutiga, kasutades TXD, RXD ja GND kontakte, kasutades USB -jadakaablit. Pidage meeles, et teie kaabli TXD ühendub mikrokontrolleri RXD-tihvtiga ja vastupidi. Arduino IDE abil laaditi ESP32 variantide tahvlid ja valiti “FireBeetle-ESP32” plaat, kuna sellel oli meie kasutatud palja ESP32 kiibi loomulik tugi. Kasutatud kood ühendab sisuliselt mikrokontrolleri teie Wi-Fi-ruuteriga ja avab ühenduse pordis 80. Kui port on avatud, annab see veebilehe igale sellega ühenduvale seadmele ja saab vahetada GPIO-nööpe kõrge ja madala vahel põhineb veebilehel olevate nuppude sisenditel. Lisaks saab seadme sisse- ja väljalülitamiseks kasutada konkreetseid URL -e. Veenduge, et muudate kaasatud koodi, et see hõlmaks selle võrgu Wi-Fi SSID-d ja parooli, millega soovite nutika pistikupesa ühendada. Võrk, millega me selle ühendasime, oli turvatud WPA2 -ga, kuid see võib töötada või mitte töötada turvamata võrkudega.

Samm: testige

Kasutades sobivaid tööriistu ja ühendusi, kontrollige, kas kõik peaaegu valmis seadme ühendused ja komponendid töötavad! Kontrollige vahelduvvoolu komponente (vahelduvvoolu alalisvoolu muundurit ja NEMA5 pistikut) eraldi ja käsitsege neid korralikult, need on kõrgepinge jaoks! Välise alalisvoolu toiteallika abil lülitage vooluahel sisse ja kontrollige, kas saate transistorid sisse ja välja lülitada veebiliidese abil, mis peaks omakorda vastavaid LED -e töötama ja laskma voolul liikuda läbi pooljuhtreleede.

Samm: printige ümbris

Sõltuvalt sellest, milliseid komponente valisite ja kuidas neid korraldate, võib teie korpus olla erineva kujuga. Siin kasutasime ristkülikukujulist korpust, kus asub vahelduvvoolu muundur, trükkplaat, servapistik ja millel on profiilid NEMA5-15R mahutitele. Me kujundasime selle Fusion 360 abil ja see printis selle 3D-printeri abil ning kinnitasime ülemise esiplaadi, kasutades 3 mm kuumtöötlemisega sisetükke ja 3 mm kuuskantkruvisid. Liim töötab sama hästi, kui kuumtöödeldud lisad pole teile kättesaadavad. Kui kasutate soojendusega sisetükke, on kaasasolevate STL-failide augud 4 mm laiad ja vajate jootekolvi temperatuuril 250 ° C. Kasutades tegelikke komponente, tehti seejärel katsekinnitus, et veenduda, et iga osa sobib korpuse sisse.

6. samm: pange kokku

Lõpuks joodeti püsiühendused ja komponendid pandi korpusesse. Siin järgisime PCB, pistikupesade, vahelduvvoolu-alalisvoolu muunduri ja isaspistiku vaheliste õigete ühenduste skeemi. Seejärel testiti kõiki komponente uuesti, et näha, kas koos töötamisel on probleeme. Olge vahelduvvooluahelatega töötamisel kindlasti eriti ettevaatlik! Ärge puudutage tahvlit ega juhtmeid, kui vooluahel töötab seinast. Veenduge, et eemaldate selle vooluvõrgust enne jootmist, juhtmete liigutamist või lahtiste ühenduste kinnitamist. Kui kõik on korras, olete nüüd valmis nelja M3 kruvi abil korpuse sulgema ja oma uut nutikat pistikupesa kasutama!