„Techswitch 1.0“: 25 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

„TechSwitch-1.0“(„pasidaryk pats“režimas) „Empower Smart Home“

Kas yra „TechSwitch-1.0“(„pasidaryk pats“režimas)

„TechSwitch-1.0“yra išmanusis jungiklis, pagrįstas ESP8266. jis gali valdyti 5 buitinius prietaisus.

Kodėl tai „pasidaryk pats“režimas ??

Jis skirtas bet kuriuo metu pakartotinai mirksėti. PCB yra dviejų režimų pasirinkimo jungiklis

1) Vykdymo režimas:- įprastas veikimas.

2) Blykstės režimas:-šiuo režimu vartotojas gali iš naujo blykstelėti, atlikdamas pakartotinio blykstės procedūrą.

3) Analoginė įvestis:- ESP8266 turi vieną ADC 0-1 Vdc. Jo antraštė taip pat pateikiama ant PCB, kad būtų galima žaisti su bet kokiu analoginiu jutikliu.

Techninė „TechSwitch-1.0“specifikacija („pasidaryk pats“režimas)

1. 5 išėjimas (230V AC) + 5 įėjimas (0VDC perjungimas) + 1 analoginis įėjimas (0-1VDC)

2. Įvertinimas:- 2,0 amperų.

3. Perjungimo elementas:- SSR +Zero Crossing perjungimas.

4. Apsauga:- Kiekvienas išėjimas apsaugotas 2 amperų. stiklo saugiklis.

5. Naudota programinė įranga:- „Tasmota“paprasta naudoti ir stabili programinė įranga. Jį gali padaryti įvairi programinė įranga kaip „pasidaryk pats“režimą.

6. Įėjimas:- Opto sujungtas (-Ve) perjungimas.

7. ESP8266 galios reguliatorius gali būti dviejų režimų:- gali naudoti „Buck“keitiklį ir AMS1117 reguliatorių.

Prekės

• Išsamus BOQ pridedamas.

  · Maitinimo šaltinis:- Gamintojas:- „Hi-Link“, modelis:- HLK-PM01, 230V iki 5 VDC, 3W (01)

  · Mikrovaldiklis:- ESP12F (01)

  · 3.3 VDC reguliatorius:- Galima naudoti bet kokią dvigubą nuostatą

  · Buck konverteris (01)

  · AMS1117 įtampos reguliatorius. (01)

  · PC817:- Optinės jungties markė:- „Sharp“pakuotė: -THT (10)

  · G3MB-202PL:- SSR Gamintojas „Omron“(05), nulinis perėjimas.

  · LED: -Spalva:- bet kokia, pakuotė THT (01)

  · 220 arba 250 omų rezistorius:- keraminis (11)

  · 100 omų rezistorius:- keraminis (5)

  · 8k omų rezistorius:- keraminis (1)

  · 2k2 omų rezistorius:- keraminis (1)

  · 10K omų rezistorius:- keraminis (13)

  · Paspauskite mygtuką:- Dalies kodas:- EVQ22705R, tipas:- su dviem terminalais (02)

  · Stiklo saugiklis:- Tipas:- Stiklas, Įvertinimas:- 2 Amp @ 230V AC. (5)

  · PCB vyrų antraštė:- trys antraštės su trimis kaiščiais ir viena antraštė su 4 kaiščiais. todėl pageidautina įsigyti vieną standartinę „Strip of Male“antraštę.

1 veiksmas: slaptas užbaigimas

Koncepcijos užbaigimas:- Turiu apibrėžti tokį reikalavimą, kaip nurodyta toliau

1. Padaryti „Smart Switch“, turintį 5 jungiklius ir gali valdyti WIFI.

2. Jis gali veikti be WIFI fiziniais jungikliais arba mygtuku.

3 Jungiklis gali būti „pasidaryk pats“režimas, kad būtų galima pakartotinai mirksėti.

4. Jis gali tilpti į esamą jungiklių plokštę nekeičiant jokių jungiklių ar laidų.

5. VISAS mikrovaldiklio GPIO turi būti naudojamas kaip „pasidaryk pats“režimas.

6. Perjungimo įrenginys turi SSR ir nulinį kirtimą, kad būtų išvengta triukšmo ir perjungimo šuolių.

7. PCB dydis turėtų būti pakankamai mažas, kad tilptų į esamą skirstomąją skydą.

Kai baigsime reikalavimą, kitas žingsnis yra pasirinkti aparatūrą

2 žingsnis: mikrovaldiklio pasirinkimas

Mikrovaldiklio pasirinkimo kriterijai

1. Reikalingas GPIO: -5 įvestis + 5 išvestis + 1 ADC.
2. „Wi -Fi“įgalintas
3. Lengva pakartotinai blykstelėti, kad būtų sukurtas „pasidaryk pats“funkcionalumas.

ESP8266 tinka aukščiau nurodytiems reikalavimams. jame įjungta 11 GPIO + 1 ADC + WiFi.

Aš pasirinkau ESP12F modulį, kuris yra ESP8266 mikrovaldiklio pagrindu sukurta „Devlopment“plokštė, ji turi mažą formą ir visi GPIO yra užpildyti, kad būtų lengva naudoti.

3 veiksmas: patikrinkite ESP8266 plokštės GPIO detales

• Pagal ESP8266 duomenų lapą kai kurie GPIO naudojami specialiai funkcijai.
• „Breadboard“bandymo metu pasikasiau galvą, nes negaliu jos paleisti.
• Galiausiai, tyrinėdamas internetą ir žaisdamas jį su duonos lenta, apibendrinau GPIO duomenis ir sudariau paprastą lentelę, kad būtų lengviau suprasti.

4 žingsnis: maitinimo šaltinio pasirinkimas

Maitinimo šaltinio pasirinkimas

• Indijoje 230 VAC yra vidaus tiekimas. Kadangi ESP8266 veikia 3.3VDC, turime pasirinkti 230VDC / 3.3VDC maitinimo šaltinį.
• Bet maitinimo perjungimo įrenginys, kuris yra SSR ir veikia 5VDC, todėl turiu pasirinkti maitinimo šaltinį, kuris taip pat turi 5VDC.
• Galiausiai pasirinktas maitinimo šaltinis, turintis 230V/5VDC.
• Norėdami gauti 3.3VDC, pasirinkau „Buck“keitiklį su 5VDC/3.3VDC.
• Kadangi turime suprojektuoti „pasidaryk pats“režimą, taip pat pateikiame linijinį įtampos reguliatorių AMS1117.

Galutinė išvada

Pirmasis maitinimo šaltinio keitimas yra 230VAC / 5VDC, kurio galia 3W.

„HI-LINK“sukuria HLK-PM01 smps

Antroji konversija yra 5VDC į 3.3VDC

Tam aš pasirinkau 5V/3.3V Buck keitiklį ir AMS1117 linijinės įtampos reguliatoriaus aprūpinimą

PCB, pagamintas tokiu būdu, gali naudoti AMS1117 arba „Buck“keitiklį („Kiekvienas“).

5 žingsnis: perjungimo įrenginio pasirinkimas

• Aš pasirinkau „Omron Make G3MB-202P SSR“

  • SSR, turintis 2 amperus. dabartinis pajėgumas.
  • Gali veikti 5VDC.
  • Pateikite nulinio perėjimo perjungimą.
  • Integruota „Snubber“grandinė.

Kas yra nulinis kirtimas?

• 50 HZ kintamosios srovės tiekimas yra sinusinė įtampa.
• Maitinimo įtampos poliškumas keičiasi kas 20 tūkstančių sekundžių ir 50 kartų per vieną sekundę.
• Įtampa nulis kas 20 milimetrų.

• Nulinio kirtimo SSR aptinka nulinį įtampos potencialą ir šiuo atveju įjungia išėjimą.

  Pavyzdžiui:- jei komanda siunčiama 45 laipsnių kampu (įtampa esant maksimaliai smailiai), SSR įjungiamas 90 laipsnių kampu (kai įtampa lygi nuliui)

• Tai sumažina perjungimo šuolius ir triukšmą.
• Nulinis kirtimo taškas parodytas pridedamame paveikslėlyje (raudonai paryškintas tekstas)

6 veiksmas: ESP8266 PIN kodo pasirinkimas

ESP8266 turi 11 GPIO ir vieną ADC kaištį. (Žr. 3 veiksmą)

Esp8266 kaiščio pasirinkimas yra labai svarbus dėl žemiau esančių kriterijų.

Įvesties pasirinkimo kriterijai:-

• GPIO PIN15 Reikalaujama, kad įkrovos metu jis būtų žemas, kitas išmintingas ESP nebus paleistas.

  Jis bando paleisti iš SD kortelės, jei įkrovos metu GPIO15 yra didelis

• ESP8266 neve Boot Jei įkrovos metu GPIO PIN1, GPIO 2 arba GPIO 3 yra ŽEMAS.

Išvesties pasirinkimo kriterijai:-

• „GPIO PIN 1“, „2“, „15“ir „16“padidėja įkrovos metu (tam tikrą laiką).
• jei mes naudojame šį kaištį kaip įvestį ir PIN kodas yra žemas įkrovos metu, tada šis kaištis sugadinamas dėl trumpojo jungimo tarp PIN, kuris yra žemas, bet ESP8266 yra aukštas įkrovos metu.

Galutinė išvada:-

Galiausiai išėjimui pasirenkami GPIO 0, 1, 5, 15 ir 16.

GPIO 3, 4, 12, 13 ir 14 pasirenkami kaip Įvestis.

Apriboti:-

• „GPIO1 & 3“yra UART kaiščiai, naudojami ESP8266 blykstei, taip pat norėjome juos naudoti kaip išvestį.
• GPIO0 naudojamas ESP įjungti blykstės režimu, taip pat nusprendėme jį naudoti kaip išvestį.

Aukščiau nurodytų apribojimų sprendimas:-

1. Problema išspręsta pateikus du trumpiklius.

   1. Blykstės režimo jungiklis: - šioje padėtyje visi trys kaiščiai yra atjungti nuo perjungimo grandinės ir prijungti prie blykstės režimo antraštės.
   2. Veikimo režimo trumpiklis:- Šioje padėtyje visi trys kaiščiai bus prijungti prie perjungimo grandinės.

7 žingsnis: optronų pasirinkimas

Išsami PIN informacija:-

• 1 ir 2 PIN įvesties pusė (įmontuotas šviesos diodas)

  • 1 kaištis:- anodas
  • 2 dalis:- katodas

• PIN 3 ir 4 išvesties pusė (nuotraukų tranzistorius.

  • 3 kaištis:- skleidėjas
  • 4 kaištis:- Kolektorius

Išėjimo perjungimo grandinės pasirinkimas

1. ESP 8266 GPIO gali maitinti tik 20 m.a. pagal esprissif.
2. Optronas naudojamas apsaugoti ESP GPIO PIN kodą SSR perjungimo metu.

3. 220 omų rezistorius naudojamas GPIO srovei apriboti.

   Aš naudoju 200, 220 ir 250 ir visi rezistoriai veikia gerai

4. Dabartinis skaičiavimas I = V / R, I = 3,3 V / 250*omai = 13 ma.
5. PC817 įvesties šviesos diodas turi tam tikrą atsparumą, kuris saugiai laikomas nuliu.

Įvesties perjungimo grandinės pasirinkimas

1. PC817 optronai naudojami įvesties grandinėje su 220 omų srovės ribojimo rezistoriumi.
2. Optronų išėjimas yra prijungtas prie GPIO kartu su Pull-UP rezistoriumi.

8 žingsnis: grandinės išdėstymo paruošimas

Pasirinkę visus komponentus ir nustatę laidų metodiką, galime pereiti prie „Circuit“kūrimo naudojant bet kokią programinę įrangą.

Aš naudoju „Easyeda“, kuri yra internetinė PCB kūrimo platforma ir paprasta naudoti.

„Easyeda“URL:- „EsasyEda“

Paprastam paaiškinimui aš visą grandinę suskirstiau į gabalus. ir pirmasis yra maitinimo grandinė.

Maitinimo grandinė A:- 230 VAC iki 5 V DC

1. „HI-Link“leidžia HLK-PM01 SMPS konvertuoti 230 Vac į 5 V DC.
2. Didžiausia galia yra 3 vatai. reiškia, kad gali tiekti 600 ma.

Maitinimo grandinė B:- nuo 5VDC iki 3.3VDC

Kadangi ši PCB yra „pasidaryk pats“režimas. Aš turiu du būdus, kaip konvertuoti 5V į 3.3V.

1. Naudojant įtampos reguliatorių AMS1117.
2. Naudojant „Buck Converter“.

kiekvienas gali naudoti pagal komponentų prieinamumą.

9 veiksmas: ESP8266 laidai

Tinklo prievado parinktis naudojama supaprastinti schemą.

Kas yra tinklo prievadas ??

1. Grynasis pranešimas reiškia, kad galime suteikti pavadinimą bendrai sankryžai.
2. naudojant tą patį pavadinimą kitoje dalyje, „Easyeda“laikys tą patį pavadinimą kaip ir vienas prijungtas įrenginys.

Keletas esp8266 laidų prijungimo taisyklių

1. CH_PD kaištis turi būti aukštas.
2. Įprasto veikimo metu kaištis turi būti aukštas.
3. Įkrovimo metu GPIO 0, 1 ir 2 neturėtų būti žemas.
4. Įkrovimo metu GPIO 15 neturėtų būti aukšto lygio.
5. Atsižvelgiant į visus aukščiau išvardintus dalykus, yra parengta ESP8266 laidų schema. & parodyta scheminiame paveikslėlyje.
6. GPIO2 naudojamas kaip būsenos šviesos diodas ir prijungtas šviesos diodas atvirkštinio poliškumo būdu, kad būtų išvengta GPIO2 LOW įkrovos metu.

10 veiksmas: ESP8266 išėjimo perjungimo grandinė

ESO8266 GPIO 0, 1, 5, 15 ir 16 naudojamas kaip išvestis.

1. Kad GPIO 0 ir 1 būtų aukšto lygio, jo laidai šiek tiek skiriasi nuo kitų išėjimų.

   1. Booth šis kaištis yra 3.3V įkrovos metu.
   2. PC817 PIN1, kuris yra anodas, yra prijungtas prie 3.3V.
   3. PIN2, kuris yra katodas, yra prijungtas prie GPIO, naudojant srovės ribojimo rezistorių (220/250 omų).
   4. Kaip į priekį nukreiptas diodas gali praeiti 3,3 V (0,7 V diodo kritimas) Abu GPIO įkrovos metu gauna beveik 2,5 VDC.

2. Likęs GPIO kaištis, prijungtas prie PIN1, kuris yra „PC817 & Anround“anodas, yra prijungtas prie PIN2, kuris yra katodas, naudojant srovės ribojimo rezistorių.

   1. Kadangi žemė yra prijungta prie katodo, ji pereis iš PC817 šviesos diodo ir palaikys žemą GPIO lygį.
   2. Dėl to GPIO15 yra žemas įkrovos metu.
3. Mes išsprendėme visų trijų GPIO problemą priimdami skirtingą laidų schemą.

11 veiksmas: Esp8266 įvestis

GPIO 3, 4, 12, 13 ir 14 naudojami kaip įvestis.

Kadangi įvesties laidai bus prijungti prie lauko įrenginio, ESP8266 GPIO reikalinga apsauga.

Įvesties izoliacijai naudojamas optinis jungiklis PC817.

1. PC817 įvesties katodai yra prijungti prie kaiščių antgalių, naudojant srovės ribojimo rezistorių (250 omų).
2. Visų optronų anodas yra prijungtas prie 5VDC.
3. Kai įvesties kaištis bus prijungtas prie žemės, „Optocoupler“persiunčia šališką ir įjungtą išėjimo tranzistorių.
4. Optronų surinkėjas yra prijungtas prie GPIO kartu su 10 K ištraukimo rezistoriumi.

Kas yra Pull-up ???

• Naudojamas ištraukiamas rezistorius Siekiant išlaikyti GPIO stabilumą, didelės vertės rezistorius prijungtas prie GPIO, o kitas galas prijungtas prie 3.3V.
• taip išlaikysite aukštą GPIO lygį ir išvengsite klaidingo suveikimo.

12 žingsnis: galutinė schema

Užbaigus visas dalis, laikas patikrinti laidus.

„Easyeda“Pateikite tam funkciją.

13 veiksmas: konvertuokite PCB

Veiksmai, kaip grandinę paversti PCB išdėstymu

1. „Aftermaking Circuit“galime konvertuoti jį į PCB išdėstymą.
2. Paspaudus „Easyeda“sistemos parinktį Konvertuoti į PCB, „Schematic“bus konvertuojama į PCB išdėstymą.
3. Jei yra elektros instaliacijos klaida arba nenaudojami kaiščiai, atsiranda klaida/aliarmas.
4. Patikrinę klaidą programinės įrangos kūrimo puslapio dešinėje pusėje, galime išspręsti kiekvieną klaidą po vieną.
5. PCB išdėstymas sukurtas pašalinus visas klaidas.

14 žingsnis: PCB išdėstymas ir sudedamųjų dalių išdėstymas

Komponentų išdėstymas

1. Visi komponentai su faktine

2. matmenys ir etiketės rodomi PCB išdėstymo ekrane.

   Pirmasis žingsnis yra sudėti komponentus

3. Stenkitės kuo aukščiau įdėti aukštos ir žemos įtampos komponentus.

4. Sureguliuokite kiekvieną komponentą pagal reikiamo dydžio PCB.

   Sutvarkę visus komponentus, galime padaryti pėdsakus

5. (pėdsakų plotį reikia sureguliuoti pagal grandinės dalies srovę)
6. Kai kurie pėdsakai yra atsekti PCB apačioje, naudojant išdėstymo keitimo funkciją.
7. Maitinimo pėdsakai išlieka atviri, kad po pagaminimo būtų pilamas litavimas.

15 žingsnis: galutinis PCB išdėstymas

16 veiksmas: patikrinkite 3D vaizdą ir sukurkite „Ggerber“failą

„Easyeda“siūlo 3D vaizdo parinktį, kurioje galime patikrinti 3D plokštės vaizdą ir sužinoti, kaip jis atrodo po pagaminimo.

Patikrinę 3D vaizdą, sugeneruokite „Gerber“failus.

17 žingsnis: užsakymo pateikimas

Sukūrus „Gerber“failų sistemą, pateikiamas galutinio PCB išdėstymo vaizdas ir 10 PCB kaina.

Mes galime pateikti užsakymą JLCPCB tiesiogiai paspausdami mygtuką „Užsakyti JLCPCB“.

Mes galime pasirinkti spalvų maskavimą pagal reikalavimus ir pristatymo būdą.

Pateikdami užsakymą ir sumokėdami, mes gauname PCB per 15-20 dienų.

18 žingsnis: PCB surinkimas

Gavę PCB, patikrinkite priekį ir galą.

19 veiksmas: komponentų pardavimas ant PCB

Pagal komponentų identifikavimą ant PCB prasidėjo visų komponentų litavimas.

Būkite atsargūs:- Kai kurios dalies pėdsakai yra atgal, todėl prieš galutinį litavimą patikrinkite etiketę ant PCB ir dalies vadovą.

20 žingsnis: „Power Track“storio didinimas

Maitinimo prijungimo takeliams aš įdedu atvirus takelius per PCB išdėstymo procesą.

Kaip parodyta paveikslėlyje, visi galios pėdsakai yra atviri, todėl ant jo užpilkite papildomo litavimo, kad padidintumėte serbentų priežiūros galimybes.

21 žingsnis: galutinis patikrinimas

Po visų komponentų litavimo multimetru patikrinkite visus komponentus

1. Rezistorių vertės tikrinimas
2. Optronų šviesos diodų tikrinimas
3. Įžeminimo tikrinimas.

22 veiksmas: mirksi programinė įranga

Trys PCB jungikliai naudojami įjungti esp į įkrovos režimą.

Patikrinkite maitinimo pasirinkimo trumpiklį FTDI lusto 3.3VDC.

Prijunkite FTDI mikroschemą prie PCB

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

23 veiksmas: paleiskite „Tasamota“programinę įrangą ESP

„Tasmota“„Flash“naudojant ESP8266

1. Atsisiųskite „Tasamotizer“ir „tasamota.bin“failą.
2. „Tasmotizer“atsisiuntimo nuoroda:- „Tasmotizer“
3. Atsisiųsti tasamota.bin nuorodą:- Tasmota.bin
4. Įdiekite „Tasmotazer“ir atidarykite.
5. „Tasmotizer“spustelėkite aušros gręžimo pasirinkimą.
6. jei prijungtas FTDI, prievadas rodomas sąraše.
7. Pasirinkite prievadą iš sąrašo. (Jei yra keli prievadai, patikrinkite, kuris prievadas yra FTDI)
8. spustelėkite atidarymo mygtuką ir pasirinkite Tasamota.bin failą iš atsisiuntimo vietos.
9. spustelėkite parinktį Ištrinti prieš mirksėjimą (išvalykite spifą, jei yra duomenų)
10. Spausk Tasamotize! Mygtukas
11. jei viskas gerai, gausite blykstės ištrynimo progreso juostą.
12. Kai procesas bus baigtas, pasirodys iššokantis langas „restart esp“.

Atjunkite FTDI nuo PCB.

Pakeiskite tris trumpiklius iš „Flash“į „Run Side“.

24 veiksmas: „Tasmota“nustatymas

Prijunkite kintamosios srovės maitinimą prie PCB

„Tasmota“konfigūravimo internetinė pagalba:-„Tasmota“konfigūravimo pagalba

Prasidės ESP ir būsenos indikatorius PCB blyksės vieną kartą. Atidarykite „Wifimanger“nešiojamajame kompiuteryje. Jame rodoma nauja „Tasmota“AP. kai atidarytas prijungtas tinklalapis.

1. Puslapyje „Konfigūruoti„ Wifi “sukonfigūruokite maršrutizatoriaus„ WIFI ssid “ir slaptažodį.
2. Išsaugojus įrenginys bus paleistas iš naujo.
3. Kai vėl prisijungsite Atidarykite maršrutizatorių, patikrinkite, ar nėra naujo įrenginio IP, ir atkreipkite dėmesį į jo IP.
4. atidarykite tinklalapį ir įveskite tą IP. Atidarytas tasmota nustatymo tinklalapis.
5. Sąrankos modulio parinktyje nustatykite modulio tipą (18) ir nustatykite visą įvestį ir išvestį, kaip nurodyta konfigūracijos paveikslėlyje.
6. iš naujo paleiskite PCB ir viskas gerai.

25 žingsnis: laidų vadovas ir demonstracija

Galutinė instaliacija ir PCB bandymas

Visų 5 įėjimų laidai prijungti prie 5 jungiklio/mygtuko.

Antrasis visų 5 įrenginių prijungimas yra prijungtas prie įvesties antraštės bendro „G“laido.

Išėjimo pusė 5 Laidinis prijungimas prie 5 buitinių prietaisų.

Įveskite PCB 230.

„Smart Swith“su 5 įėjimais ir 5 išėjimais yra paruoštas naudoti.

Bandomoji demonstracija:- Demo