Techswitch 1.0: 25 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:40

Empower Smart Home a TechSwitch-1.0 (DIY mód) segítségével

Mi a TechSwitch-1.0 (DIY mód)

A TechSwitch-1.0 ESP8266 alapú intelligens kapcsoló. 5 háztartási gépet tud vezérelni.

Miért DIY mód ??

Úgy tervezték, hogy bármikor újra felvillanjon. a PCB -n két módválasztó jumper található

1) Futtatás mód:- Rendszeres működéshez.

2) Vaku üzemmód:-ebben az üzemmódban a felhasználó újra villanhat a chipen a Re-flash eljárást követve.

3) Analóg bemenet:- Az ESP8266 egy ADC 0-1 Vdc-vel rendelkezik. A fejléce PCB -n is rendelkezésre áll, hogy bármilyen analóg érzékelővel játszhasson.

A TechSwitch-1.0 műszaki adatai (DIY mód)

1. 5 kimenet (230V AC) + 5 bemenet (0VDC kapcsolás) + 1 analóg bemenet (0-1VDC)

2. Értékelés:- 2,0 Amper.

3. Kapcsoló elem:- SSR +Zero Crossing kapcsolás.

4. Védelem:- Minden kimenetet 2 Amp véd. üveg biztosíték.

5. Használt firmware:- A Tasmota könnyen használható és stabil firmware. Különböző firmware -ek villoghatják DIY módként.

6. Bemenet:- Opto csatolású (-Ve) kapcsolás.

7. Az ESP8266 teljesítményszabályozó kettős üzemmódú lehet:- Buck konvertert és AMS1117 szabályozót is használhat.

Kellékek

• Részletes BOQ csatolva.

  · Tápegység:- Gyártmány:- Hi-Link, Modell:- HLK-PM01, 230V- 5 VDC, 3W (01)

  · Mikrokontroller:- ESP12F (01)

  · 3.3 VDC szabályozó:- Kettős ellátás bármelyik használható

  · Buck konverter (01)

  · AMS1117 Feszültségszabályozó. (01)

  · PC817:- Opt csatoló Gyártmány:- Sharp Csomag: -THT (10)

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

  · LED: -Szín:- Bármilyen, THT csomag (01)

  · 220 vagy 250 ohmos ellenállás:- kerámia (11)

  · 100 ohmos ellenállás:- kerámia (5)

  · 8 k ohmos ellenállás:- kerámia (1)

  · 2k2 ohmos ellenállás:- kerámia (1)

  · 10K ohmos ellenállás:- kerámia (13)

  · Nyomógomb: -Rész kód:- EVQ22705R, Típus:- két terminállal (02)

  · Üveg biztosíték:- Típus:- Üveg, Névleges:- 2 Amp @ 230V AC. (5)

  · PCB férfi fejléc:- Három fejléc három tűvel és egy fejléc 4 tűvel. így előnyös egy standard Strip of Male fejlécet beszerezni.

1. lépés: Koncepció véglegesítése

A koncepció véglegesítése:- Az alábbiakban definiáltam a követelményeket

1. Az intelligens kapcsoló készítése 5 kapcsolóval és WIFI vezérléssel.

2. A WIFI -vel fizikai kapcsolók vagy nyomógombok segítségével is működhet.

3 A kapcsoló DIY mód lehet, így újra villoghat.

4. Elfér a meglévő kapcsolótáblában anélkül, hogy bármilyen kapcsolót vagy vezetéket megváltoztatna.

5. MINDEN GPIO mikrokontroller használható DIY módban.

6. A kapcsolóeszköznek SSR és nulla kereszteződéssel kell rendelkeznie, hogy elkerülje a zajt és a kapcsolási túlfeszültséget.

7. A NYÁK mérete legyen elég kicsi, hogy elférjen a meglévő kapcsolószekrényben.

Amint véglegesítettük a követelményt, a következő lépés a hardver kiválasztása

2. lépés: A mikrokontroller kiválasztása

A mikrokontroller kiválasztásának kritériumai

1. Szükséges GPIO: -5 bemenet + 5 kimenet + 1 ADC.
2. Wifi engedélyezve
3. Könnyen újra villan, hogy DIY funkciókat biztosítson.

Az ESP8266 alkalmas a fenti követelményekhez. 11 GPIO + 1 ADC + WiFi engedélyezve van.

Az ESP12F modult választottam, amely ESP8266 mikrokontroller alapú Devlopment tábla, kicsi a formázója és minden GPIO ki van töltve az egyszerű használat érdekében.

3. lépés: Az ESP8266 kártya GPIO részleteinek ellenőrzése

• Az ESP8266 adatlapja szerint néhány GPIO -t speciális funkciókhoz használnak.
• A Breadboard Trial során megvakartam a fejem, mert nem tudtam elindítani.
• Végül az interneten végzett kutatásokkal és a kenyérsütővel való játékkal összegeztem a GPIO adatokat, és egyszerű táblázatot készítettem az egyszerűbb megértés érdekében.

4. lépés: A tápegység kiválasztása

A tápegység kiválasztása

• Indiában a 230VAC a hazai tápellátás. mivel az ESP8266 3.3VDC -ről működik, 230VDC / 3.3VDC tápegységet kell választanunk.
• De a hálózati kapcsoló eszköz, amely SSR és 5 V egyenáramú árammal működik, ezért ki kell választanom az 5 V egyenáramú tápegységet.
• Végül a 230V/5VDC tápegységet választotta.
• A 3.3VDC beszerzéséhez 5VDC/3.3VDC Buck átalakítót választottam.
• Mivel meg kell terveznünk a DIY módot, az AMS1117 lineáris feszültségszabályozót is biztosítjuk.

Végső következtetés

Az első tápegység átalakítás 230VAC / 5VDC, 3W kapacitással.

A HI-LINK HLK-PM01 smps-t készít

A második átalakítás 5VDC -3.3VDC

Ehhez az 5V/3.3V Buck konvertert és az AMS1117 lineáris feszültségszabályozó szolgáltatását választottam

Az így előállított NYÁK használható AMS1117 vagy bak konverter (Bárki).

5. lépés: A kapcsolóeszköz kiválasztása

• Az Omron Make G3MB-202P SSR-t választottam

  • SSR 2 amperrel. jelenlegi kapacitás.
  • 5VDC -ről működik.
  • Biztosítson nulla kereszteződést.
  • Beépített Snubber áramkör.

Mi az a Zero Crossing?

• Az 50 Hz -es váltakozó áramú szinuszos feszültség.
• A tápfeszültség polaritása 20 ezrenként 50 másodpercenként változik.
• A feszültség nulla lesz 20 ezrenként.

• A nulla keresztezésű SSR érzékeli a feszültség nulla potenciálját, és bekapcsolja a kimenetet ebben az esetben.

  Például:- ha a parancs küldése 45 fokos (feszültség a maximális csúcson), az SSR 90 fokban bekapcsol (ha a feszültség nulla)

• Ez csökkenti a kapcsolási hullámokat és a zajt.
• A nulla átlépési pont a mellékelt képen látható (Pirosan kiemelt szöveg)

6. lépés: ESP8266 PIN -kód kiválasztása

Az ESP8266 összesen 11 GPIO és egy ADC tűvel rendelkezik. (Lásd a 3. lépést)

Az esp8266 csap kiválasztása kulcsfontosságú az alábbi kritériumok miatt.

A bemenet kiválasztásának kritériumai:-

• GPIO PIN15 Kötelező, hogy alacsony legyen a rendszerindítás során, más bölcs ESP nem indul el.

  Megpróbálja az SD -kártyáról indítani, ha a GPIO15 magas a rendszerindítás során

• ESP8266 neve Boot Ha a GPIO PIN1, GPIO 2 vagy GPIO 3 LOW értékű az indítás során.

A kimenet kiválasztásának kritériumai:-

• A GPIO PIN 1, 2, 15 és 16 magas lesz a rendszerindítás során (az idő töredékéig).
• Ha ezt a tűt használjuk bemenetként és a PIN -kód LOW szinten van a rendszerindítás során, akkor ez a PIN -kód megsérül a rövidzárlat miatt, amely alacsony, de az ESP8266 -ban MAGAS a rendszerindítás során.

Végső következtetés:-

Végül a GPIO 0, 1, 5, 15 és 16 kerül kiválasztásra a kimenethez.

A GPIO 3, 4, 12, 13 és 14 van kiválasztva a bemenethez.

Korlátozás:-

• A GPIO1 & 3 UART csapok, amelyeket az ESP8266 villanására használnak, és ezeket is kimenetként akartuk használni.
• A GPIO0 az ESP vaku módba való kapcsolására szolgál, és úgy döntöttünk, hogy kimenetként is használjuk.

Megoldás a fenti kényszerekre:-

1. A problémát két jumperrel oldják meg.

   1. Vaku üzemmód jumper: - Ebben a helyzetben mindhárom csap leválasztva van a kapcsolási áramkörről, és a vaku mód fejlécéhez van csatlakoztatva.
   2. Üzemmód jumper:- Ebben a helyzetben mindhárom csap csatlakozik a kapcsolási áramkörhöz.

7. lépés: Optocsatoló kiválasztása

PIN-kód részletei:-

• PIN 1 és 2 bemeneti oldal (beépített LED)

  • 1. tű:- Anód
  • 2. rész:- Katód

• PIN 3 és 4 kimeneti oldal (fototranzisztor.

  • 3. tű:- Emitter
  • 4. tű:- Gyűjtő

Kimeneti kapcsolási áramkör kiválasztása

1. Az ESP 8266 GPIO csak 20 m -et tud táplálni. esprissif szerint.
2. Az optocsatolót az ESP GPIO PIN kódjának védelmére használják az SSR váltás során.

3. A 220 Ohmos ellenállást a GPIO áramának korlátozására használják.

   200, 220 és 250 -et használtam, és minden ellenállás jól működik

4. Jelenlegi számítás I = V / R, I = 3.3V / 250*Ohm = 13 ma.
5. A PC817 bemeneti LED -nek van némi ellenállása, amely a biztonságos oldal szempontjából nulla.

Bemeneti kapcsoló áramkör kiválasztása

1. A PC817 optocsatolókat 220 ohmos áramkorlátozó ellenállású bemeneti áramkörben használják.
2. Az optocsatoló kimenete GPIO-val van összekötve a Pull-UP ellenállással együtt.

8. lépés: Az áramkör elrendezésének előkészítése

Miután kiválasztotta az összes komponenst és meghatározta a bekötési módszert, folytathatjuk az Circuit fejlesztését bármilyen szoftver segítségével.

Easyeda -t használtam, amely web alapú PCB fejlesztési platform és könnyen használható.

Az Easyeda URL-címe:- EsasyEda

Az egyszerű magyarázat kedvéért az egész áramkört darabokra osztottam. & az első a főáramkör.

A főáramkör:- 230 VAC- 5 V DC

1. A HI-Link segítségével a HLK-PM01 SMPS 230Vac-ot 5 V DC-re alakítja.
2. A maximális teljesítmény 3 watt. azt jelenti, hogy 600 ma tápfeszültséget tud biztosítani.

B főáramkör:- 5VDC- 3.3VDC

Mivel ez a NYÁK DIY mód. Két módszert kínálok az 5V 3.3V -ra történő átalakítására.

1. Az AMS1117 feszültségszabályozó használata.
2. A Buck Converter használata.

bárki használhatja az alkatrészek rendelkezésre állása szerint.

9. lépés: ESP8266 huzalozás

A Net port opció a vázlat egyszerűbbé tételére szolgál.

Mi az a net port ??

1. A nettó posta azt jelenti, hogy nevet tudunk adni a közös csomópontnak.
2. ha ugyanazt a nevet használja a különböző részekben, az Easyeda ugyanazt a nevet fogja tekinteni, mint egyetlen csatlakoztatott eszköz.

Az esp8266 kábelezés néhány alapvető szabálya

1. A CH_PD csapnak magasnak kell lennie.
2. A normál működés során szükséges, hogy a tű magas legyen.
3. A GPIO 0, 1 és 2 indításkor nem alacsonynak kell lennie.
4. A GPIO 15 nem lehet magas szinten a rendszerindítás során.
5. A fenti szempontokat figyelembe véve az ESP8266 bekötési séma elkészült. & sematikus képen látható.
6. A GPIO2 -t állapotjelző LED -ként és csatlakoztatott LED -ként használják fordított polaritásban, hogy elkerüljék a GPIO2 LOW indítását.

10. lépés: ESP8266 kimeneti kapcsolási áramkör

ESO8266 GPIO 0, 1, 5, 15 és 16 kimenetként használt.

1. Ahhoz, hogy a GPIO 0 & 1 magas szinten maradjon, a vezetékei kissé eltérnek a többi kimenettől.

   1. Booth ez a tű 3,3 V feszültség alatt van a rendszerindítás során.
   2. A PC817 PIN1 -je, amely anód, 3.3V -ra van csatlakoztatva.
   3. A PIN2, amely katód, áramkorlátozó ellenállás (220/250 ohm) segítségével csatlakozik a GPIO -hoz.
   4. Előre torzított dióda 3,3 V (0,7 V diódacsökkenés) áthaladhat. Mindkét GPIO majdnem 2,5 VDC feszültséget kap a rendszerindítás során.

2. A fennmaradó GPIO pin a PIN1 -hez kapcsolódik, amely a PC817 és a Ground anódja, a PIN2 -hez van csatlakoztatva, amely katód az áramkorlátozó ellenállás használatával.

   1. Mivel a föld csatlakozik a katódhoz, átmegy a PC817 LED -ről, és alacsony szinten tartja a GPIO -t.
   2. Ezáltal a GPIO15 LOW lesz indításkor.
3. Mindhárom GPIO problémáját különböző bekötési sémák alkalmazásával oldottuk meg.

11. lépés: Esp8266 bemenet

A GPIO 3, 4, 12, 13 és 14 bemenetként használható.

Mivel a bemeneti kábelezés a terepi eszközhöz lesz csatlakoztatva, az ESP8266 GPIO védelmet igényel.

PC817 optocsatoló bemeneti leválasztáshoz.

1. A PC817 bemeneti katódok a Pin fejrészekkel vannak összekapcsolva áramkorlátozó ellenállás (250 Ohm) használatával.
2. Az összes optocsatoló anódja 5VDC -re van csatlakoztatva.
3. Amikor a bemeneti tüske a földhöz csatlakozik, az optocsatoló továbbítja a torzítást, és a kimeneti tranzisztor be van kapcsolva.
4. Az optocsatoló kollektor a GPIO-hoz van csatlakoztatva, 10 K felhúzó ellenállással együtt.

Mi az a felhúzás ???

• Felhúzó ellenállást használnak A GPIO stabilitásának megőrzése érdekében nagy értékű ellenállás csatlakozik a GPIO-hoz, másik végét pedig 3.3V-hoz.
• így a GPIO magas szinten marad, és elkerülhető a hamis indítás.

12. lépés: Végső vázlat

Az összes alkatrész befejezése után ideje ellenőrizni a vezetékeket.

Az Easyeda szolgáltatást biztosít ehhez.

13. lépés: A PCB átalakítása

Az áramkör PCB -elrendezéssé alakításának lépései

1. Utángyártási áramkör PCB -elrendezésre konvertálható.
2. Az Easyeda rendszer Konvertálás PCB -re opciójának megnyomásával megkezdődik a Schematic PCB -elrendezéssé történő átalakítása.
3. Ha kábelezési hiba vagy nem használt csapok vannak jelen, akkor hiba/riasztás generál.
4. A Szoftverfejlesztés oldal jobb oldali részében található Hiba ellenőrzésével egyesével megoldhatjuk a hibákat.
5. A NYÁK -elrendezés minden hibaelhárítás után létrejött.

14. lépés: NYÁK -elrendezés és alkatrészek elrendezése

Komponensek elhelyezése

1. Minden alkatrész a ténylegesével

2. a méretek és a címkék a NYÁK -elrendezés képernyőn láthatók.

   Az első lépés az alkatrészek elrendezése

3. Próbálja a magas feszültségű és az alacsony feszültségű komponenst a lehető legtávolabb helyezni.

4. Állítsa be az egyes alkatrészeket a kívánt NYÁK méretnek megfelelően.

   Az összes alkatrész elrendezése után nyomokat készíthetünk

5. (a nyomvonal szélességét az áramkör része áramának megfelelően kell beállítani)
6. A nyomok egy része a nyomtatott lap alján követhető elrendezésváltási funkcióval.
7. Az erőnyomok kitéve vannak a forrasztáshoz a gyártás után.

15. lépés: A PCB végső elrendezése

16. lépés: A 3D nézet ellenőrzése és Ggerber -fájl létrehozása

Az Easyeda 3D nézet lehetőséget biztosít, amelyben ellenőrizhetjük a NYÁK 3D nézetét, és ötletet kaphatunk arról, hogyan néz ki a gyártás után.

A 3D nézet ellenőrzése után Gerber fájlok létrehozása.

17. lépés: Rendelés leadása

A Gerber generálása után a fájlrendszer elölről látja a PCB végleges elrendezését és 10 PCB költségét.

Rendelést közvetlenül a JLCPCB -hez adhatunk le a "Megrendelés a JLCPCB -n" gomb megnyomásával.

Kiválaszthatjuk a színmaszkolást az igényeknek megfelelően, és kiválaszthatjuk a szállítási módot.

Megrendeléssel és fizetéssel 15-20 napon belül PCB-t kapunk.

18. lépés: NYÁK -ok felvétele

Ellenőrizze a NYÁK -t elöl és hátul, miután megkapta.

19. lépés: Komponensek eladása a NYÁK -on

Az alkatrész -azonosítás szerint a NYÁK -on minden alkatrész forrasztása megkezdődött.

Vigyázzon:- Bizonyos résznyomok hátrafelé néznek, ezért a végső forrasztás előtt ellenőrizze a címkéket a NYÁK-on és az alkatrész kézikönyvét.

20. lépés: A Power Track vastagságának növelése

A tápcsatlakozó sávoknál a NYÁK -elrendezési folyamat során nyitott sávokat teszek fel.

Amint az a képen látható, minden erőnyom nyitva van, ezért extra forrasztást öntött rá a ribizli gondozási képességének növelése érdekében.

21. lépés: Végső ellenőrzés

Az összes alkatrész forrasztása után multiméterrel ellenőrizze az összes alkatrészt

1. Ellenállásérték -ellenőrzés
2. Optocsatoló LED ellenőrzése
3. Földelés ellenőrzése.

22. lépés: Firmware villogása

Három PCB áthidalót használnak az esp rendszerindítási módba állítására.

Ellenőrizze a teljesítményválasztó jumpert az FTDI Chip 3.3VDC -jén.

Csatlakoztassa az FTDI chipet a NYÁK -hoz

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

23. lépés: Flash Tasamota firmware az ESP -n

Flash Tasmota ESP8266 -on

1. LetöltésTasamotizer & tasamota.bin fájl.
2. A Tasmotizer letöltési linkje:- tasmotizer
3. A tasamota.bin letöltési linkje:- Tasmota.bin
4. Telepítse a tasmotazert, és nyissa meg.
5. A tasmotizerben kattintson a selectport fúró hajnalára.
6. ha FTDI csatlakozik, akkor a port megjelenik a listában.
7. Válassza ki a portot a listából. (Több port esetén ellenőrizze, hogy melyik port az FTDI)
8. kattintson a Megnyitás gombra, és válassza a Tasamota.bin fájlt a letöltési helyről.
9. kattintson a Törlés villogás előtt lehetőségre (törölje a spiffet, ha van adat)
10. Nyomja meg a Tasamotize gombot! Gomb
11. ha minden rendben van, akkor a flash törlés progresszorát kapja.
12. A folyamat befejezése után megjelenik az "restart esp" előugró ablak.

Válassza le az FTDI -t a NYÁK -ról.

Változtassa meg a Három jumpert Flash -ről Run Run -ra.

24. lépés: A Tasmota beállítása

Csatlakoztassa a hálózati tápegységet a NYÁK -hoz

Tasmota konfigurációs online súgó: -Tasmota konfigurációs súgó

Az ESP elindul, és a PCB állapotjelzője villog. Nyissa meg a Wifimanger laptopot. Megjelenik az új "Tasmota" hozzáférési pont. miután megnyílt a csatlakoztatott weboldal.

1. Állítsa be az útválasztó WIFI SSID -jét és jelszavát a Wifi konfigurálása oldalon.
2. A készülék mentés után újraindul.
3. Újracsatlakozás után Nyissa meg az útválasztót, keresse meg az új eszköz ip -jét, és jegyezze fel az IP -címét.
4. nyissa meg a weboldalt, és írja be az IP -címet. A weboldal megnyitva a tasmota beállításához.
5. Állítsa be a modul típusát (18) a konfigurációs modul opcióban, és állítsa be az összes bemenetet és kimenetet a konfigurációs képben említettek szerint.
6. Indítsd újra a PCB -t és jó.

25. lépés: Bekötési útmutató és bemutató

Végső huzalozás és PCB próba

Mind az 5 bemenet vezetékezése 5 kapcsolóhoz/gombhoz van csatlakoztatva.

Mind az 5 eszköz második csatlakozása a bemeneti fejléc közös "G" vezetékéhez van csatlakoztatva.

Kimeneti oldal 5 Vezetékes csatlakozás 5 háztartási készülékhez.

Adjon 230 -at a PCB bemenetéhez.

A Smart Swith 5 bemenettel és 5 kimenettel használatra kész.

A tárgyalás bemutatója:- Demo