Techswitch 1.0: 25 sammu (piltidega)

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

Tehke Smart Home'i abil TechSwitch-1.0 (DIY-režiim)

Mis on TechSwitch-1.0 (DIY-režiim)

TechSwitch-1.0 on ESP8266 põhine nutikas lüliti. sellega saab juhtida 5 kodumasinat.

Miks see on DIY -režiim ??

See on loodud igal ajal uuesti vilkuma. PCB -l on kaks režiimivaliku hüppajat

1) Käivitusrežiim:- regulaarne töö.

2) Välgurežiim:-selles režiimis saab kasutaja kiipi uuesti välgutada, järgides uuesti välgutamise protseduuri.

3) Analoogsisend:- ESP8266-l on üks ADC 0-1 Vdc. Selle päis on ka trükkplaadil, et mängida mis tahes analooganduriga.

TechSwitch-1.0 tehniline spetsifikatsioon (DIY-režiim)

1. 5 väljundit (230V vahelduvvool) + 5 sisendit (0VDC lülitus) + 1 analoogsisend (0-1VDC)

2. Hinnang:- 2,0 amprit.

3. Lülituselement:- SSR +Zero Crossing lülitus.

4. Kaitse:- iga väljund on kaitstud 2 ampriga. klaasist kaitse.

5. Kasutatud püsivara:- Tasmotat on lihtne kasutada ja stabiilne püsivara. Seda saab DIY -režiimina vilkuda erinevate püsivara abil.

6. Sisend:- Optoga ühendatud (-Ve) lülitus.

7. Toiteregulaator ESP8266 võib olla kahes režiimis:- saab kasutada Buck-muundurit ja ka AMS1117 regulaatorit.

Tarvikud

• Üksikasjalik BOQ on lisatud.

  · Toide:- Mark:- Hi-Link, Mudel:- HLK-PM01, 230V 5 VDC, 3W (01)

  · Mikrokontroller:- ESP12F (01)

  · 3.3 VDC regulaator:- saab kasutada mis tahes seadet

  · Buck konverter (01)

  · AMS1117 Pingeregulaator. (01)

  · PC817:- Opt-siduri mark:- Terav pakend: -THT (10)

  · G3MB-202PL:- SSR Mark Omron (05), Zero crossing switch.

  · LED: -Värv:- mis tahes, pakett THT (01)

  · 220 või 250 oomi takisti:- keraamiline (11)

  · 100 oomi takisti:- keraamiline (5)

  · 8 kΩ takisti:- keraamiline (1)

  · 2k2 oomi takisti:- keraamiline (1)

  · 10K oomi takisti:- keraamiline (13)

  · Vajutage nuppu: -Osakood:- EVQ22705R, tüüp:- kahe klemmiga (02)

  · Klaaskaitse:- Tüüp:- Klaas, Hinnang:- 2 Amp @ 230V AC. (5)

  · PCB isane päis:- kolm päist kolme nööpnõelaga ja üks päis 4 tihvtiga. seega on eelistatav hankida üks standardne isase riba päis.

1. samm: varjatud lõplik vormistamine

Kontseptsiooni viimistlemine:- Mul on nõue määratletud järgmiselt

1. Smart Switchi tegemine, millel on 5 lülitit ja saab juhtida WIFI abil.

2. See võib töötada koos WIFI -ga füüsiliste lülitite või nuppude abil.

3 Lüliti võib olla DIY-režiimis, nii et seda saab uuesti vilkuda.

4. See mahub olemasolevasse lülitusplaati ilma lüliteid ega juhtmeid muutmata.

5. KÕIK mikrokontrolleri GPIO -d kasutatakse DIY -režiimis.

6. Lülitusseade peaks SSR -i ja nullpunkti ületama, et vältida müra ja lülituspingeid.

7. PCB suurus peaks olema piisavalt väike, et see mahuks olemasolevasse jaotuskilpi.

Nõude lõpuleviimisel on järgmine samm riistvara valimine

Samm: mikrokontrolleri valik

Mikrokontrolleri valiku kriteeriumid

1. Vajalik GPIO: -5 sisend + 5 väljund + 1 ADC.
2. Wifi lubatud
3. Isetegemise funktsiooni tagamiseks on lihtne uuesti välgutada.

ESP8266 sobib ülaltoodud nõude jaoks. sellel on lubatud 11 GPIO + 1 ADC + WiFi.

Olen valinud ESP12F mooduli, mis on ESP8266 mikrokontrolleril põhinev Devlopment plaat, sellel on väike vormindaja ja kõik GPIO on hõlpsaks kasutamiseks täidetud.

Samm: kontrollige ESP8266 tahvli GPIO üksikasju

• Vastavalt ESP8266 andmelehele kasutatakse mõnda GPIO -d erifunktsioonide jaoks.
• Leivaplaadi katse ajal kriimustasin pead, kuna ei saanud seda käivitada.
• Lõpuks, uurides Internetis ja mängides seda leivaplaadiga, olen kokku võtnud GPIO andmed ja teinud lihtsa tabeli lihtsaks mõistmiseks.

4. samm: toiteallika valik

Toiteallika valik

• Indias on 230VAC kodumaine toide. Kuna ESP8266 töötab 3.3VDC, peame valima 230VDC / 3.3VDC toiteallika.
• Kuid toitelüliti, mis on SSR ja töötab 5VDC -l, pean valima ka toiteallika, millel on ka 5VDC.
• Lõpuks valitud toide 230V/5VDC.
• 3.3VDC saamiseks olen valinud Buck -muunduri, millel on 5VDC/3.3VDC.
• Kuna peame kujundama DIY -režiimi, pakun ka AMS1117 lineaarse pinge regulaatorit.

Lõplik järeldus

Esimene toiteallika muundamine on 230VAC / 5VDC, võimsusega 3W.

HI-LINK teeb HLK-PM01 smps

Teine muundamine on 5VDC kuni 3.3VDC

Selle jaoks olen valinud 5V/3.3V Buck muunduri ja AMS1117 lineaarse pinge regulaatori pakkumise

Sel viisil valmistatud trükkplaat võib kasutada AMS1117 või buck -muundurit (igaüks).

Samm: lülitusseadme valik

• Olen valinud Omron Make G3MB-202P SSR

  • SSR, millel on 2 amprit. praegune võimsus.
  • Saab töötada 5VDC peal.
  • Pakkuge nullpunkti lülitamist.
  • Sisseehitatud Snubberi ahel.

Mis on Zero Crossing?

• 50 HZ vahelduvvool on siinuspinge.
• Toitepinge polaarsus muutus iga 20 mld sekundi järel ja 50 korda ühe sekundi jooksul.
• Pinge langeb nulli iga 20 tuhande sekundi järel.

• Null -ristuv SSR tuvastab pingepotentsiaali ja lülitab sellel juhul väljundi sisse.

  Näiteks:- kui käsk saata 45 kraadi (pinge maksimaalsel tipul), lülitati SSR sisse 90 kraadi juures (kui pinge on null)

• See vähendab lülituspingeid ja müra.
• Nullpunkti on näidatud lisatud pildil (punane esiletõstetud tekst)

Samm: ESP8266 PIN -koodi valimine

ESP8266 -l on kokku 11 GPIO -d ja üks ADC -pin. (Vaadake 3. sammu)

Esp8266 tihvtide valik on kriitiliste kriteeriumide tõttu ülioluline.

Sisendi valimise kriteeriumid:-

• GPIO PIN15 Nõutav, et alglaadimise ajal oleks madal, muidu tark ESP ei käivitu.

  See proovib SD -kaardilt käivitada, kui GPIO15 on alglaadimise ajal kõrge

• ESP8266 neve Boot Kui GPIO PIN1 või GPIO 2 või GPIO 3 on alglaadimise ajal LOW.

Väljundite valimise kriteeriumid:-

• GPIO PIN 1, 2, 15 ja 16 saavad alglaadimise ajal kõrgeks (murdosa aega).
• kui kasutame seda tihvti sisendina ja PIN -kood on alglaadimise ajal madalal tasemel, saab see tihvt kahjustada lühise tõttu PIN -i vahel, mis on madal, kuid ESP8266 sisaldab seda KÕRGE alglaadimise ajal.

Lõplik järeldus:-

Lõpuks valitakse väljundiks GPIO 0, 1, 5, 15 ja 16.

Sisendiks on valitud GPIO 3, 4, 12, 13 ja 14.

Piira:-

• GPIO1 & 3 on UART -tihvtid, mida kasutatakse ESP8266 välgutamiseks, ja me soovisime neid ka väljundina kasutada.
• GPIO0 kasutatakse ESP välgurežiimi seadmiseks ja otsustasime seda ka väljundina kasutada.

Lahendus ülaltoodud piirangutele:-

1. Probleem lahendati kahe hüppajaga.

   1. Välgurežiimi hüppaja: - Selles asendis on kõik kolm tihvti lülitusahelast eraldatud ja ühendatud välgurežiimi päisega.
   2. Töörežiimi hüppaja:- Selles asendis on kõik kolm tihvti ühendatud lülitusahelaga.

7. samm: optroni valik

PIN-koodi üksikasjad:-

• PIN 1 ja 2 sisendi pool (sisseehitatud LED)

  • Tihvt 1:- anood
  • 2. osa:- katood

• PIN 3 ja 4 väljundi pool (fototransistor.

  • Nööpnõel 3:- kiirgaja
  • Pin 4:- koguja

Väljundi lülitusahela valik

1. ESP 8266 GPIO suudab toita ainult 20 m.a. esprissifi järgi.
2. Optopulti kasutatakse ESP GPIO PIN -i kaitsmiseks SSR -i vahetamise ajal.

3. 220 oomi takistit kasutatakse GPIO voolu piiramiseks.

   Olen kasutanud 200, 220 ja 250 ja kõik takistid töötavad hästi

4. Praegune arvutus I = V / R, I = 3,3 V / 250*oomi = 13 ma.
5. PC817 sisend -LED -l on teatud takistus, mida ohutu külje jaoks peetakse nulliks.

Sisendi lülitusahela valik

1. PC817 optilisi ühendusi kasutatakse 220 oomi voolu piirava takistiga sisendahelas.
2. Optoelementide väljund on ühendatud GPIO-ga ja Pull-UP takisti.

8. etapp: vooluringi paigutuse ettevalmistamine

Pärast kõigi komponentide valimist ja juhtmestiku metoodika määratlemist saame jätkata Circuiti arendamisega mis tahes tarkvara abil.

Olen kasutanud Easyedat, mis on veebipõhine PCB arendusplatvorm ja mida on lihtne kasutada.

Easyeda URL:- EsasyEda

Lihtsa selgituse huvides jagasin kogu vooluahela tükkideks. & esimene on toiteahel.

Toiteahel A:- 230 VAC kuni 5VDC

1. HI-Link muudab HLK-PM01 SMPS-i 230 VAC muundamiseks 5 V alalisvooluks.
2. Maksimaalne võimsus on 3 vatti. tähendab, et see suudab toita 600 ma.

Toiteahel B:- 5VDC kuni 3.3VDC

Kuna see trükkplaat on DIY -režiim. Mul on kaks meetodit 5V muundamiseks 3.3V -ks.

1. Kasutades pingeregulaatorit AMS1117.
2. Buck Converteri kasutamine.

igaüks saab kasutada vastavalt komponentide saadavusele.

Samm: ESP8266 juhtmestik

Skeemi lihtsustamiseks kasutatakse võrgupordi valikut.

Mis on netiport ??

1. Netopost tähendab, et saame ühisele ristmikule nime anda.
2. kasutades erinevates osades sama nime, loeb Easyeda sama nime kui üks ühendatud seade.

Mõni esp8266 juhtmestiku põhireegel

1. CH_PD nõel peab olema kõrge.
2. Nulli lähtestamine peab normaalse töö ajal olema kõrge.
3. GPIO 0, 1 ja 2 ei peaks alglaadimise ajal olema madalal tasemel.
4. GPIO 15 ei tohiks alglaadimise ajal kõrgel tasemel olla.
5. Arvestades kõiki ülaltoodud punkte, koostatakse ESP8266 juhtmestik. & näidatud skemaatilisel pildil.
6. GPIO2 kasutatakse oleku LED -na ja ühendatud LED -na vastupidises polaarsuses, et vältida GPIO2 LOW käivitamist.

Samm: ESP8266 väljundi lülitusahel

ESO8266 GPIO 0, 1, 5, 15 ja 16 kasutatakse väljundina.

1. GPIO 0 & 1 kõrgel tasemel hoidmiseks on selle juhtmestik pisut erinev teistest väljunditest.

   1. Booth see pin on 3.3V alglaadimise ajal.
   2. PC817 PIN1, mis on anood, on ühendatud 3,3 V pingega.
   3. PIN2, mis on katood, on GPIO -ga ühendatud voolu piirava takisti (220/250 oomi) abil.
   4. Edaspidi kallutatud diood võib läbida 3,3 V (0,7 V dioodi langus) Mõlemad GPIO saavad alglaadimise ajal peaaegu 2,5 VDC.

2. Ülejäänud GPIO pin on ühendatud PIN1 -ga, mis on PC817 anood ja Ground on ühendatud PIN2 -ga, mis on katood, kasutades voolu piiravat takistit.

   1. Kuna maapind on katoodiga ühendatud, läheb see PC817 LED -ilt üle ja hoiab GPIO -d madalal tasemel.
   2. See muudab GPIO15 käivitamise ajal madalaks.
3. Lahendasime kõigi kolme GPIO probleemi, kasutades erinevat juhtmestikku.

Samm 11: Esp8266 sisend

Sisendina kasutatakse GPIO 3, 4, 12, 13 ja 14.

Kuna sisendjuhtmed ühendatakse väliseadmega, on ESP8266 GPIO jaoks vajalik kaitse.

PC817 optron, mida kasutatakse sisendi eraldamiseks.

1. PC817 sisendkatoodid on ühendatud pin -päistega, kasutades voolu piiravat takistit (250 oomi).
2. Kõigi optoelementide anood on ühendatud 5 V alalisvooluga.
3. Iga kord, kui sisendtipp on maandusega ühendatud, edastab optoelement kallutatud ja väljundtransistori sisse lülitatud.
4. Optoriseadme kollektor on ühendatud GPIO-ga ja 10 K tõmbetakistusega.

Mis on Pull-up ???

• Tõmbetakistit kasutatakse GPIO stabiilsuse tagamiseks on kõrge väärtusega takisti ühendatud GPIO-ga ja teine ots on ühendatud 3,3 V pingega.
• see hoiab GPIO kõrgel tasemel ja väldib vale vallandamist.

12. samm: lõplik skeem

Pärast kõigi osade valmimist on aeg juhtmestikku kontrollida.

Easyeda Pakkuge selle jaoks funktsiooni.

Samm 13: PCB teisendamine

Ringkonnakohtu PCB paigutuseks teisendamise sammud

1. Aftermaking Circuit saame teisendada selle PCB paigutuseks.
2. Kui vajutate Easyeda süsteemi suvandit Teisenda PCB -ks, algab skeemi teisendamine PCB paigutuseks.
3. Kui esineb juhtmestiku viga või kasutamata tihvte, tekitab viga/häire.
4. Kontrollides viga tarkvaraarenduse lehe paremas servas, saame iga vea ükshaaval lahendada.
5. PCB paigutus genereeritakse pärast kõigi vigade lahendamist.

14. samm: trükkplaatide paigutus ja komponentide paigutus

Komponentide paigutus

1. Kõik komponendid koos nende tegelikkusega

2. mõõtmed ja sildid on näidatud trükkplaadi paigutuse ekraanil.

   Esimene samm on komponendi korrastamine

3. Proovige kõrgepinge ja madalpinge komponendid võimalikult kaugele panna.

4. Reguleerige iga komponenti vastavalt soovitud PCB suurusele.

   Pärast kõigi komponentide korraldamist saame jälgi teha

5. (jälgede laiust tuleb reguleerida vastavalt vooluahela osa voolule)
6. Osa jälgi jälgitakse trükkplaadi allosas, kasutades paigutuse muutmise funktsiooni.
7. Tootmisjäljed jäävad pärast valmistamist jootmiseks valamiseks avatuks.

15. samm: PCB lõplik paigutus

16. samm: kontrollige 3D -vaadet ja genereerige Ggerberi fail

Easyeda pakub 3D -vaate võimalust, mille abil saame kontrollida trükkplaadi 3D -vaadet ja saada aimu, kuidas see pärast valmistamist välja näeb.

Pärast 3D -vaate kontrollimist Looge Gerberi failid.

17. samm: tellimuse vormistamine

Pärast Gerberi genereerimist pakub failisüsteem PCB lõpliku paigutuse eestvaadet ja 10 PCB maksumust eestvaates.

Me saame tellida JLCPCB otse, vajutades nuppu „Telli JLCPCB -s“.

Saame vastavalt vajadusele valida värvimaskeeringu ja valida kohaletoimetamisviisi.

Tellimuse vormistamisel ja makse tegemisel saame PCB 15-20 päeva jooksul.

18. samm: PCB kogumine

Kontrollige PCB ees ja taga pärast selle saamist.

Samm 19: Komponentide müük PCB -l

Vastavalt komponentide identifitseerimisele PCB -s algas kõigi komponentide jootmine.

Olge ettevaatlik:- Mõne osa jalajälg on tagurpidi, nii et enne lõplikku jootmist kontrollige trükkplaadi märgistust ja osa kasutusjuhendit.

20. samm: Power Tracki paksuse suurendamine

Toiteühendusradade jaoks panen PCB paigutusprotsessi ajal avatud rajad.

Nagu pildil näidatud, on kõik toitejäljed avatud, nii et sõstra hooldusvõime suurendamiseks valati sellele täiendavat jootmist.

21. samm: lõplik kontroll

Pärast kõigi komponentide jootmist kontrolliti kõiki komponente multimeetriga

1. Takistuse väärtuse kontroll
2. Optroni LED -i kontrollimine
3. Maanduse kontroll.

Samm 22: püsivara vilkumine

Esp alglaadimisrežiimi viimiseks kasutatakse kolme PCB džemprit.

Kontrollige FTDI kiibi 3.3VDC toitevaliku hüppaja.

Ühendage FTDI kiip PCB -ga

1. FTDI TX:- PCB RX
2. FTDI RX:- PCB TX
3. FTDI VCC:- PCB 3.3V
4. FTDI G:- PCB G

Samm 23: Välk Tasamota püsivara ESP -s

Flash Tasmota seadmel ESP8266

1. Lae alla fail Tasamotizer ja tasamota.bin.
2. Tasmotizeri allalaadimislink:- tasmotizer
3. Tasamota.bin allalaadimislink:- Tasmota.bin
4. Installige tasmotazer ja avage see.
5. Tasmotizeris klõpsake selectport drill dawn.
6. kui FTDI on ühendatud, kuvatakse port loendis.
7. Valige loendist port. (Mitme pordi korral kontrollige, milline port on FTDI)
8. klõpsake avamisnuppu ja valige allalaadimiskohast fail Tasamota.bin.
9. klõpsake suvandil Kustuta enne vilkumist (kustutage spiff, kui seal on andmeid)
10. Vajutage Tasamotize! Nupp
11. kui kõik on korras, saate välklambi kustutamise edenemisriba.
12. kui protsess on lõpule jõudnud, kuvatakse hüpikaken "restart esp".

Ühendage FTDI PCB -st lahti.

Muutke kolm hüppajat välklampilt jooksu poolele.

Samm: Tasmota seadistamine

Ühendage vahelduvvool PCB -ga

Tasmota seadistamise veebiabi: -Tasmota seadistamise abi

ESP käivitub ja PCB oleku märgutuli vilgub üks kord. Avage sülearvutis Wifimanger See näitab uut AP "Tasmota" ühendage see. kui ühendatud veebisait on avatud.

1. Konfigureerige oma ruuteri WIFI SSID ja parool Wifi seadistamine lehel.
2. Seade taaskäivitub pärast salvestamist.
3. Pärast uuesti ühendamist Avage ruuter, kontrollige uue seadme IP -aadressi ja märkige selle IP.
4. avage veebileht ja sisestage see IP. Tasmota seadistamiseks on veebileht avatud.
5. Määrake seadistusmooduli suvandis mooduli tüüp (18) ja kogu sisend ja väljund, nagu on kirjeldatud konfiguratsioonipildis.
6. taaskäivitage PCB ja see on hea.

25. samm: juhtmestiku juhend ja demo

Lõplik juhtmestik ja PCB proovimine

Kõigi 5 sisendi juhtmestik on ühendatud 5 lülitiga/nupuga.

Kõigi 5 seadme teine ühendus on ühendatud sisendpäise ühise "G" juhtmega.

Väljundi pool 5 Juhtmeühendus 5 koduseadmega.

Andke PCB sisendile 230.

Smart Swith 5 ja 5 väljundiga on kasutusvalmis.

Kohtuprotsessi demo:- Demo