Techswitch 1.0: 25 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Omogočite pametni dom s TechSwitch-1.0 (način »naredi sam«)

Kaj je TechSwitch-1.0 (DIY način)

TechSwitch-1.0 je pametno stikalo na osnovi ESP8266. nadzoruje lahko 5 gospodinjskih aparatov.

Zakaj je DIY način ??

Zasnovan je tako, da kadar koli znova utripa. na tiskanem vezju sta dva mostička za izbiro načina

1) Način delovanja:- za redno delovanje.

2) Način bliskavice:-v tem načinu lahko uporabnik znova utripa čip po postopku ponovnega utripanja.

3) Analogni vhod:- ESP8266 ima en ADC 0-1 Vdc. Njegov naslov je na voljo tudi na tiskanem vezju za igranje s katerim koli analognim senzorjem.

Tehnične specifikacije TechSwitch-1.0 (način »naredi sam«)

1. 5 izhodov (230V AC) + 5 vhodov (preklapljanje 0VDC) + 1 analogni vhod (0-1VDC)

2. Ocena:- 2,0 ampera.

3. Preklopni element:- SSR +Zero Crossing preklapljanje.

4. Zaščita:- Vsak izhod zaščiten z 2 Amp. steklena varovalka.

5. Uporabljena vdelana programska oprema:- Tasmota je enostavna za uporabo in stabilna vdelana programska oprema. Kot način DIY ga lahko utripa različna vdelana programska oprema.

6. Vhod:- Opto sklopljeno (-Ve) preklapljanje.

7. Regulator moči ESP8266 je lahko v dvojnem načinu:- lahko uporabite pretvornik Buck kot tudi regulator AMS1117.

Zaloge

• Podroben BOQ je priložen.

  · Napajanje:- Znamka:- Hi-Link, model:- HLK-PM01, 230V do 5 VDC, 3W (01)

  · Mikrokrmilnik:- ESP12F (01)

  · 3.3 VDC regulator:- Uporablja se lahko kateri koli dvojni vir

  · Pretvornik dolarjev (01)

  · AMS1117 Regulator napetosti. (01)

  · PC817:- Opt spojnik Znamka:- Sharp Paket: -THT (10)

  · G3MB-202PL:- SSR Ustvari Omron (05), preklop na nič.

  · LED: -barva:- katera koli, paket THT (01)

  · 220 ali 250 ohmski upor:- keramični (11)

  · 100 ohmski upor:- keramični (5)

  · 8k ohmski upor:- keramika (1)

  · 2k2 ohmski upor:- keramika (1)

  · 10K ohmski upor:- keramični (13)

  · Tipka: -Koda dela:- EVQ22705R, tip:- z dvema priključkoma (02)

  · Steklena varovalka:- Tip:- Steklo, Ocena:- 2 Amp @ 230V AC. (5)

  · PCB moška glava:- Tri glave s tremi pol in ena glava s 4 nožicami. zato je bolje kupiti eno standardno glavo Strip of Male.

1. korak: Končajte dokončanje

Dokončanje koncepta:- Določil sem zahtevo, kot je opisano spodaj

1. Ustvarjanje pametnega stikala s 5 stikali in pločevinkami pod nadzorom WIFI.

2. Lahko deluje brez povezave WIFI s fizičnimi stikali ali gumbom.

3 Stikalo je lahko v načinu DIY, tako da ga lahko ponovno utripate.

4. Lahko se prilega obstoječi stikalni plošči brez menjave stikal ali ožičenja.

5. VSE GPIO mikrokrmilnika, ki jih je treba uporabiti v načinu DIY.

6. Preklopna naprava mora preiti SSR in ničelni prehod, da se izogne hrupu in preklopnim sunkom.

7. Velikost tiskanega vezja mora biti dovolj majhna, da se lahko prilega obstoječi stikalni plošči.

Ko smo dokončali zahtevo, je naslednji korak izbira strojne opreme

2. korak: Izbira mikrokrmilnika

Merila za izbiro mikrokrmilnika

1. Potreben GPIO: -5 vhod + 5 izhod + 1 ADC.
2. Wifi omogočen
3. Enostaven za ponovno bliskavico za zagotavljanje DIY funkcionalnosti.

ESP8266 je primeren za zgornje zahteve. ima omogočenih 11 GPIO + 1 ADC + WiFi.

Izbral sem modul ESP12F, ki je razvita plošča na osnovi mikrokrmilnika ESP8266, ima majhen oblikovalec in vsi GPIO so poseljeni za enostavno uporabo.

3. korak: Preverite podrobnosti GPIO plošče ESP8266

• V skladu s podatkovnim listom ESP8266 se nekateri GPIO uporabljajo za posebne funkcije.
• Med preizkusom Breadboard sem si opraskal glavo, ker je nisem mogel zagnati.
• Nazadnje sem z raziskavami na internetu in predvajanjem z mizo povzel podatke GPIO in naredil preprosto tabelo za lažje razumevanje.

4. korak: Izbira napajalnika

Izbira napajalnika

• V Indiji je napajanje 230VAC domače. Ker ESP8266 deluje na 3.3VDC, moramo izbrati napajanje 230VDC / 3.3VDC.
• Toda naprava za preklapljanje moči, ki je SSR in deluje na 5VDC, moram izbrati napajalnik, ki ima tudi 5VDC.
• Končno izbran napajalnik z 230V/5VDC.
• Za prenos 3.3VDC sem izbral Buck pretvornik s 5VDC/3.3VDC.
• Ker moramo načrtovati način »naredi sam«, nudim tudi dobavo linearnega regulatorja napetosti AMS1117.

Končni zaključek

Prva pretvorba napajalnika je 230VAC / 5 VDC z močjo 3W.

HI-LINK izdeluje HLK-PM01 smps

Druga pretvorba je 5VDC v 3.3VDC

Za to sem izbral pretvornik Buck 5V/3.3V in dobavo linearnega regulatorja napetosti AMS1117

PCB, narejen na tak način, lahko uporablja AMS1117 ali pretvornik dolarjev (kdorkoli).

5. korak: Izbira stikalne naprave

• Izbral sem Omron Make G3MB-202P SSR

  • SSR z 2 amp. trenutna zmogljivost.
  • Can deluje na 5VDC.
  • Zagotovite preklapljanje ničelnega prehoda.
  • Vgrajeno vezje za dušenje.

Kaj je Zero Crossing?

• Napajanje 50 HZ AC je sinusna napetost.
• Polariteta napajalne napetosti se je spreminjala vsakih 20 mil sekund in 50 -krat v eni sekundi.
• Napetost postane nič vsakih 20 mil sekund.

• Ničelni prehod SSR zazna ničelni potencial napetosti in vklopi izhod v tem primeru.

  Na primer:- če se ukaz pošlje pri 45 stopinjah (napetost pri največjem vrhuncu), se SSR vklopi pri 90 stopinjah (ko je napetost nič)

• To zmanjšuje preklopne sunke in hrup.
• Na priloženi sliki je prikazano ničelno križišče (rdeče označeno besedilo)

Korak 6: Izbira PIN ESP8266

ESP8266 ima skupaj 11 GPIO in en ADC pin. (Glej korak 3)

Izbira pin esp8266 je ključna zaradi spodnjih meril.

Merila za izbiro vnosa:-

• GPIO PIN15 Med zagonom mora biti nizka, drugi modul ESP se ne bo zagnal.

  Poskusi se zagnati s kartice SD, če je GPIO15 med zagonom visok

• ESP8266 neve Zagon Če je med zagonom GPIO PIN1 ali GPIO 2 ali GPIO 3 NIZKA.

Merila za izbiro izhoda:-

• GPIO PIN 1, 2, 15 in 16 se med zagonom zvišajo (za del časa).
• če ta vmesnik uporabljamo kot vhod in PIN je na nizki ravni med zagonom, se ta pin poškoduje zaradi kratkega stika med PIN -om, ki je nizek, vendar ga ESP8266 med zagonom pretvori v VISOK.

Končni zaključek:-

Končno so za izhod izbrani GPIO 0, 1, 5, 15 in 16.

GPIO 3, 4, 12, 13 in 14 so izbrani za vhod.

Omejite:-

• GPIO1 & 3 so UART zatiči, ki se uporabljajo za utripanje ESP8266 in želeli smo jih uporabiti tudi kot izhod.
• GPIO0 se uporablja za preklop ESP v način bliskavice in odločili smo se, da ga uporabimo tudi kot izhod.

Rešitev za zgornjo omejitev:-

1. Težavo rešite tako, da zagotovite dva skakalca.

   1. Mostič za način bliskavice: - V tem položaju so vsi trije zatiči ločeni od stikalnega tokokroga in povezani z glavo načina bliskavice.
   2. Mostič načina delovanja:- V tem položaju bodo vsi trije zatiči priključeni na preklopno vezje.

7. korak: Izbira optičnega sklopnika

Podrobnosti o PIN-u:-

• Vhodna stran PIN 1 in 2 (vgrajena LED)

  • Pin 1:- Anoda
  • Pnd 2:- Katoda

• PIN 3 in 4 izhodna stran (foto tranzistor.

  • Pin 3:- Oddajnik
  • Pin 4:- Zbiralec

Izbira preklopnega tokokroga izhoda

1. ESP 8266 GPIO lahko napaja le 20 m.a. kot na esprissif.
2. Optoelement se uporablja za zaščito ESP GPIO PIN med preklopom SSR.

3. 220 Ohmski upor se uporablja za omejevanje toka GPIO.

   Uporabil sem 200, 220 in 250 in vsi upori delujejo brezhibno

4. Trenutni izračun I = V / R, I = 3,3 V / 250*Ohmov = 13 ma.
5. Vhodna LED dioda PC817 ima nekaj upora, ki se za varno stran šteje za nič.

Izbira stikala vhodnega stikala

1. Optični sklopniki PC817 se uporabljajo v vhodnem vezju z uporom za omejevanje toka 220 ohmov.
2. Izhodi optičnega sklopnika so povezani z GPIO skupaj z uporovnim uporom.

8. korak: Priprava postavitve vezja

Po izbiri vseh komponent in določitvi metodologije ožičenja lahko nadaljujemo z razvojem vezja s katero koli programsko opremo.

Uporabil sem Easyeda, ki je spletna platforma za razvoj PCB in je enostavna za uporabo.

URL Easyeda:- EsasyEda

Za preprosto razlago sem celotno vezje razdelil na koščke. & prvi je napajalni tokokrog.

Napajalni tokokrog A:- 230 VAC do 5VDC

1. HI-Link omogoča HLK-PM01 SMPS za pretvorbo 230Vac v 5 V DC.
2. Največja moč je 3 vate. pomeni, da lahko oskrbuje 600 ma.

Močnostni tokokrog B:- 5VDC do 3.3VDC

Ker je ta PCB način DIY. Ponujam dva načina za pretvorbo 5V v 3.3V.

1. Uporaba regulatorja napetosti AMS1117
2. Uporaba pretvornika Buck.

vsak lahko uporablja glede na razpoložljivost komponent.

9. korak: Ožičenje ESP8266

Možnost neto vrata se uporablja za poenostavitev sheme.

Kaj je Net port ??

1. Net post pomeni, da lahko navedemo ime skupnemu križišču.
2. z uporabo istega imena v drugem delu bo Easyeda upošteval isto ime kot eno samo povezano napravo.

Nekaj osnovnega pravila ožičenja esp8266

1. Zatič CH_PD mora biti visok.
2. Med normalnim delovanjem mora biti pin za ponastavitev visok.
3. GPIO 0, 1 in 2 med zagonom ne smejo biti pri nizki vrednosti.
4. GPIO 15 med zagonom ne sme biti na visoki ravni.
5. Upoštevajoč vse zgoraj navedene točke je pripravljena shema ožičenja ESP8266. & prikazano na shematski sliki.
6. GPIO2 se uporablja kot LED stanja in priključena LED v obratni polarnosti, da se izognete nizkemu GPIO2 med zagonom.

Korak: ESP8266 Izhodno stikalno vezje

ESO8266 GPIO 0, 1, 5, 15 in 16 se uporablja kot izhod.

1. Za ohranjanje GPIO 0 & 1 na visoki ravni se njegovo ožičenje nekoliko razlikuje od drugih izhodov.

   1. Med zagonom je ta pin na 3.3V.
   2. PIN1 PC817, ki je anoda, je priključen na 3.3V.
   3. PIN2, ki je katoda, je povezan z GPIO z uporabo upora za omejevanje toka (220/250 Ohmov).
   4. Ker lahko naprej usmerjena dioda preide 3,3 V (padec diode 0,7 V) Oba GPIO med zagonom dobita skoraj 2,5 V DC.

2. Preostali pin GPIO, povezan s kodo PIN1, ki je anoda PC817, ozemljitev je povezana s kodo PIN2, ki je katoda z uporabo tokovnega omejevalnega upora.

   1. Ker je ozemljitev povezana s katodo, bo prešla z LED PC817 in ohranila GPIO na nizki ravni.
   2. Zaradi tega je GPIO15 NIZKI med zagonom.
3. Težavo vseh treh GPIO smo rešili s sprejetjem drugačne sheme ožičenja.

11. korak: Vnos Esp8266

GPIO 3, 4, 12, 13 in 14 se uporabljajo kot vhod.

Ker bo vhodno ožičenje priključeno na terensko napravo, je za ESP8266 GPIO potrebna zaščita.

Optoelement PC817 se uporablja za izolacijo vhoda.

1. Vhodne katode PC817 so povezane z zatiči z uporabo upora za omejevanje toka (250 Ohmov).
2. Anoda vseh optičnih sklopnikov je povezana s 5VDC.
3. Kadar koli je vhodni pin priključen na ozemljitev, bo optični sklopnik preusmeril pristranski in izhodni tranzistor vklopljen.
4. Zbiralnik optičnega sklopnika je povezan z GPIO skupaj z 10 K vlečnim uporom.

Kaj je Pull-up ???

• Uporablja se vlečni upor Za ohranjanje stabilnosti GPIO, je upor visoke vrednosti povezan z GPIO, drugi konec pa priključen na 3,3 V.
• to ohranja GPIO na visoki ravni in preprečuje lažno sprožanje.

12. korak: Končna shema

Po zaključku vseh delov je čas, da preverite ožičenje.

Easyeda Za to zagotovite funkcijo.

Korak: Pretvorite tiskano vezje

Koraki za pretvorbo vezja v postavitev tiskanega vezja

1. Aftermaking Circuit ga lahko pretvorimo v postavitev PCB.
2. S pritiskom na možnost Pretvori v tiskano vezje sistema Easyeda bo sistem začel pretvorbo sheme v postavitev tiskanega vezja.
3. Če obstaja napaka pri ožičenju ali neuporabljeni zatiči, se generira napaka/alarm.
4. S preverjanjem napake v desnem delu strani za razvoj programske opreme lahko vsako napako odpravimo eno za drugo.
5. Postavitev tiskanega vezja, ustvarjena po odpravi napak.

Korak 14: Postavitev PCB -ja in razporeditev komponent

Komponentna umestitev

1. Vse komponente z dejanskim

2. mere in oznake so prikazane na zaslonu za postavitev tiskanega vezja.

   Prvi korak je ureditev komponente

3. Poskusite čim bolj postaviti visokonapetostno in nizkonapetostno komponento.

4. Vsako komponento prilagodite glede na zahtevano velikost tiskanega vezja.

   Po razporeditvi vseh sestavnih delov lahko naredimo sledi

5. (širino sledi je treba prilagoditi glede na tok tokokroga)
6. Nekatere sledi sledijo na dnu tiskanega vezja s funkcijo spremembe postavitve.
7. Močne sledi ostanejo izpostavljene spajkanju po izdelavi.

Korak 15: Končna postavitev tiskanega vezja

Korak 16: Preverite 3D pogled in ustvarite datoteko Ggerber

Easyeda ponuja možnost 3D pogleda, v kateri lahko preverimo 3D pogled na tiskano vezje in si predstavljamo, kako izgleda po izdelavi.

Po preverjanju 3D pogleda Ustvari Gerberjeve datoteke.

17. korak: Oddaja naročila

Po nastanku datotečnega sistema Gerber omogoča pogled od spredaj na končno postavitev PCB in stroške 10 PCB.

Naročilo lahko oddamo v JLCPCB neposredno s pritiskom na gumb "Naroči pri JLCPCB".

Barvno maskiranje lahko izberemo glede na zahteve in izberemo način dostave.

Z oddajo naročila in plačilom dobimo PCB v 15-20 dneh.

Korak 18: Pridobitev PCB

Po prejemu tiskanega vezja preverite spredaj in zadaj.

Korak 19: Komponentno spajkanje na tiskanem vezju

V skladu z identifikacijo komponente na tiskanem vezju se je vse komponente začelo spajkati.

Bodite previdni:- Nekaj odtisov dela je na hrbtni strani, zato pred končnim spajkanjem preverite označevanje na tiskanem vezju in delno v priročniku.

20. korak: povečanje debeline steze

Za priključke za napajanje sem dal odprte sledi med postopkom postavitve tiskanega vezja.

Kot je prikazano na sliki, so vse sledi moči odprte, zato nanjo nalijte dodatno spajkanje, da povečate zmogljivost nege ribeza.

21. korak: Končno preverjanje

Po spajkanju vseh komponent preverite vse komponente z multimetrom

1. Preverjanje vrednosti upora
2. Preverjanje LED optičnega sklopnika
3. Preverjanje ozemljitve.

Korak: Utripajoča programska oprema

Trije mostički iz tiskanega vezja se uporabljajo za preklop esp v zagonski način.

Preverite mostiček za izbiro moči na 3.3VDC čipa FTDI.

Priključite čip FTDI na tiskano vezje

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

23. korak: Vdelana programska oprema Flash Tasamota na ESP

Flash Tasmota na ESP8266

1. Prenesite datoteko Tasamotizer & tasamota.bin.
2. Povezava za prenos Tasmotizerja:- tasmotizer
3. Povezava za prenos tasamota.bin:- Tasmota.bin
4. Namestite tasmotazer in ga odprite.
5. V tasmotizerju kliknite selectport drill dawn.
6. če je priključen FTDI, se vrata prikažejo na seznamu.
7. Izberite vrata s seznama. (V primeru več vrat preverite, katera vrata so FTDI)
8. kliknite gumb za odpiranje in izberite datoteko Tasamota.bin na mestu za prenos.
9. kliknite možnost Izbriši pred utripanjem (počisti vnos, če obstajajo podatki)
10. Pritisnite Tasamotize! Gumb
11. če je vse v redu, dobite vrstico za brisanje bliskavice.
12. ko je postopek končan, se prikaže pojavno okno »restart esp«.

Odklopite FTDI iz tiskanega vezja.

Spremenite tri mostičke iz bliskavice v stran za tek.

Korak 24: Nastavitev Tasmote

Napajalni tok priključite na tiskano vezje

Spletna pomoč za konfiguriranje Tasmote:-Pomoč za konfiguracijo Tasmote

ESP se bo zagnal in LED bo prikazal status PCB flash onece. Odprite Wifimanger na prenosnem računalniku Prikazuje novo AP "Tasmota", ki jo povezuje. ko se odpre povezana spletna stran.

1. Konfigurirajte ssid in geslo WIFI usmerjevalnika na strani Konfiguriraj Wifi.
2. Naprava se bo po shranjevanju znova zagnala.
3. Ko se znova povežete Odprite usmerjevalnik, preverite, ali je nova naprava IP in zabeležite njen IP.
4. odprite spletno stran in vnesite ta IP. Odprta spletna stran za nastavitev tasmote.
5. Nastavite vrsto modula (18) v možnosti konfiguracije modula in nastavite vse vnose in izhode, kot je omenjeno v sliki comnfigration.
6. znova zaženite tiskano vezje in dobro je.

Korak 25: Vodnik za ožičenje in predstavitev

Končno ožičenje in preskus PCB

Ožičenje vseh 5 vhodov je povezano s 5 stikalom/gumbom.

Druga povezava vseh 5 naprav je povezana s skupno žico "G" vhodne glave.

Izhodna stran 5 Žični priključek na 5 gospodinjskih aparatov.

230 vnesite na vhod PCB.

Smart Swith s 5 vhodi in 5 izhodi je pripravljen za uporabo.

Demo poskusnega obdobja:- Demo