Techswitch 1.0: 25 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ojačajte Pametnu kuću pomoću TechSwitch-1.0 (DIY način rada)

Šta je TechSwitch-1.0 (DIY način rada)

TechSwitch-1.0 je pametni prekidač zasnovan na ESP8266. može kontrolirati 5 kućanskih aparata.

Zašto je to DIY način rada ??

Dizajniran je za ponovno bljeskanje u bilo kojem trenutku. na PCB -u postoje dva kratkospojnika za odabir načina rada

1) Način rada:- za redovan rad.

2) Način rada bljeskalice:-u ovom načinu rada korisnik može ponovno bljeskati čip slijedeći postupak ponovnog bljeskanja.

3) Analogni ulaz:- ESP8266 ima jedan ADC 0-1 Vdc. Njegov zaglavlje je takođe na PCB -u za igru sa bilo kojim analognim senzorom.

Tehničke specifikacije TechSwitch-1.0 (DIY način rada)

1. 5 izlaza (230V AC) + 5 ulaza (prebacivanje 0VDC) + 1 analogni ulaz (0-1VDC)

2. Ocjena:- 2,0 ampera.

3. Prekidački element:- SSR +Zero Crossing prebacivanje.

4. Zaštita:- Svaki izlaz zaštićen sa 2 Amp. stakleni osigurač.

5. Korišteni firmver:- Tasmota je laka za korištenje i stabilan firmver. Može ga zamijeniti različiti firmver kao način rada "uradi sam".

6. Ulaz:- Opto-sklopljeno (-Ve) prebacivanje.

7. Regulator snage ESP8266 može imati dvostruki način rada:- može koristiti Buck pretvarač kao i regulator AMS1117.

Supplies

• Detaljan BOQ je u prilogu.

  · Napajanje:- Marka:- Hi-Link, Model:- HLK-PM01, 230V po 5 VDC, 3W (01)

  · Mikrokontroler:- ESP12F (01)

  · 3.3 VDC regulator:- Može se koristiti bilo koja dvostruka regulacija

  · Pretvarač dolara (01)

  · AMS1117 Regulator napona. (01)

  · PC817:- Opcija spojnice Marka:- Oštri paket: -THT (10)

  · G3MB-202PL:- SSR Napravite Omron (05), prebacivanje na nulu.

  · LED: -Boja:- Bilo koja, paket THT (01)

  · 220 ili 250 Ohm otpornik:- keramički (11)

  · 100 Ohm otpornik:- keramički (5)

  · 8k Ohm otpornik:- keramički (1)

  · 2k2 Ohm otpornik:- keramički (1)

  · 10K ohmski otpornik:- keramički (13)

  · Pritisni taster: -Kod dela:- EVQ22705R, Tip:- sa dva terminala (02)

  · Stakleni osigurač:- Tip:- Staklo, Ocjena:- 2 Amp @ 230V AC. (5)

  · PCB muški zaglavlje:- Tri zaglavlja sa tri pina i jedno zaglavlje sa 4 pina. tako da je bolje nabaviti jedan standardni zaglavlje sa trakom muškog spola.

Korak 1: Dovršite finalizaciju

Finalizacija koncepta:- Dolje sam definirao zahtjev

1. Postavljanje pametnog prekidača sa 5 prekidača i limenki pod kontrolom WIFI -ja.

2. Može raditi bez WIFI -ja fizičkim prekidačima ili tipkama.

3 Prekidač može biti način rada "uradi sam" tako da se može ponovno bljeskati.

4. Može se uklopiti u postojeću razvodnu ploču bez promjene prekidača ili ožičenja.

5. SVI GPIO mikrokontrolera koji će se koristiti u DIY načinu rada.

6. Preklopni uređaj trebao bi SSR & prelaziti nulu kako bi se izbjegli šumovi i prebacivanje.

7. Veličina PCB -a trebala bi biti dovoljno mala da se može uklopiti u postojeću razvodnu ploču.

Kako smo finalizirali zahtjev, sljedeći korak je odabir hardvera

Korak 2: Izbor mikrokontrolera

Kriterijumi za izbor mikrokontrolera

1. Potreban GPIO: -5 ulaz + 5 izlaz + 1 ADC.
2. Wifi omogućen
3. Lako se ponovno bljeska za pružanje DIY funkcionalnosti.

ESP8266 je pogodan za gornje zahtjeve. ima omogućeno 11 GPIO + 1 ADC + WiFi.

Odabrao sam ESP12F modul koji je razvijena ploča zasnovana na mikrokontroleru ESP8266, ima mali formfactor i svi GPIO su popunjeni za jednostavnu upotrebu.

Korak 3: Provjerite GPIO detalje na ploči ESP8266

• Prema ESP8266 tehničkom listu, neki GPIO se koriste za posebne funkcije.
• Tokom Breadboard Trial -a počešao sam se po glavi jer nisam mogao da ga pokrenem.
• Konačno, istraživanjem na Internetu i igranjem sa matičnom pločom sažeo sam GPIO podatke i napravio jednostavnu tablicu za lakše razumijevanje.

Korak 4: Odabir izvora napajanja

Izbor izvora napajanja

• U Indiji se 230VAC napaja iz kuće. kako ESP8266 radi na 3.3VDC, moramo odabrati 230VDC / 3.3VDC napajanje.
• Ali uređaj za prebacivanje napajanja koji je SSR i radi na 5VDC pa moram odabrati napajanje koje ima i 5VDC.
• Konačno odabrano napajanje sa 230V/5VDC.
• Za dobivanje 3.3VDC -a odabrao sam Buck pretvarač koji ima 5VDC/3.3VDC.
• Budući da moramo dizajnirati način rada „uradi sam“, nudim i isporuku linearnog regulatora napona AMS1117.

Konačni zaključak

Prva konverzija napajanja je 230VAC / 5 VDC kapaciteta 3W.

HI-LINK proizvodi HLK-PM01 smps

Druga konverzija je 5VDC u 3.3VDC

Za ovo sam odabrao 5V/3.3V Buck pretvarač i isporuku linearnog regulatora napona AMS1117

PCB napravljen na takav način može koristiti AMS1117 ili pretvarač dolara (bilo ko).

Korak 5: Odabir sklopnog uređaja

• Odabrao sam Omron Make G3MB-202P SSR

  • SSR sa 2 pojačala. trenutni kapacitet.
  • Can radi na 5VDC.
  • Omogućite prebacivanje nula prijelaza.
  • Ugrađeni krug prigušivača.

Šta je Zero Crossing?

• 50 HZ AC napajanje je sinusoidnog napona.
• Polar napajanja se mijenja svakih 20 mil sekundi i 50 puta u jednoj sekundi.
• Napon postaje nula svakih 20 mille sekundi.

• SSR s nultim prelaskom detektira nulti potencijal napona i uključuje izlaz na ovoj instanci.

  Na primjer:- ako se naredba šalje na 45 stupnjeva (napon na maksimalnom vrhuncu), SSR se uključuje na 90 stupnjeva (kada je napon nula)

• Time se smanjuju prenaponi i buka.
• Nulta tačka ukrštanja prikazana je na priloženoj slici (označen crveno tekst)

Korak 6: Izbor PIN -a ESP8266

ESP8266 ima ukupno 11 GPIO i jedan ADC pin. (Pogledajte korak 3)

Odabir pin esp8266 je ključan zbog nižih kriterija.

Kriteriji za odabir unosa:-

• GPIO PIN15 Mora biti nizak tokom pokretanja, drugi mudri ESP neće se pokrenuti.

  Pokušava se pokrenuti sa SD kartice ako je GPIO15 visok tijekom podizanja

• ESP8266 neve Boot Ako je GPIO PIN1 ili GPIO 2 ili GPIO 3 NIZAK tokom pokretanja.

Kriteriji za odabir rezultata:-

• GPIO PIN 1, 2, 15 i 16 postaju visoki tokom pokretanja (za djelić vremena).
• ako koristimo ovaj pin kao ulaz i PIN je na NISKOM nivou tokom pokretanja, onda se ovaj pin ošteti zbog kratkog spoja između PIN -a koji je nizak, ali ESP8266 ga povećava tokom podizanja.

Konačni zaključak:-

Konačno, GPIO 0, 1, 5, 15 i 16 su odabrani za izlaz.

GPIO 3, 4, 12, 13 i 14 su odabrani za ulaz.

Ograniči:-

• GPIO1 & 3 su UART pinovi koji se koriste za fleš ESP8266 i također smo ih htjeli koristiti kao izlaz.
• GPIO0 se koristi za stavljanje ESP -a u flash način rada, a mi smo ga također odlučili koristiti kao izlaz.

Rješenje za gornje ograničenje:-

1. Problem je riješen pomoću dva kratkospojnika.

   1. Kratkospojnik za način rada bljeskalice: - U ovom položaju sva tri pina su izolirana od sklopa za uključivanje i spojena na zaglavlje načina rada bljeskalice.
   2. Kratkospojnik načina rada:- U ovom položaju sva tri pina bit će spojena na sklopni krug.

Korak 7: Izbor optičke sprege

PIN detalji:-

• PIN 1 i 2 Ulazna strana (ugrađena LED)

  • Pin 1:- Anoda
  • 2. tačka:- Katoda

• PIN 3 i 4 Izlazna strana (Foto tranzistor.

  • Pin 3:- Odašiljač
  • Pin 4:- Sakupljač

Izbor sklopnog sklopa izlaza

1. ESP 8266 GPIO može hraniti samo 20 m.a. prema esprissifu.
2. Optokapleri se koriste za zaštitu ESP GPIO PIN -a prilikom prebacivanja SSR -a.

3. Otpor 220 Ohma koristi se za ograničavanje struje GPIO -a.

   Koristio sam 200, 220 i 250 i svi otpornici rade dobro

4. Trenutni proračun I = V / R, I = 3,3 V / 250*Ohma = 13 ma.
5. Ulazna LED dioda PC817 ima određeni otpor koji se sa sigurne strane smatra nulom.

Izbor sklopnog sklopa ulaza

1. Optokapleri PC817 se koriste u ulaznom krugu sa otpornikom za ograničavanje struje od 220 ohma.
2. Izlazi optičke sprege povezani su s GPIO-om zajedno sa pull-up otpornikom.

Korak 8: Priprema rasporeda kruga

Nakon odabira svih komponenti i definiranja metodologije ožičenja, možemo preći na razvoj kola pomoću bilo kojeg softvera.

Koristio sam Easyeda koja je web platforma za razvoj PCB -a i jednostavna za upotrebu.

URL adresa Easyeda:- EsasyEda

Radi jednostavnog objašnjenja, cijelo kolo sam podijelio na komade. & prvi je strujni krug.

Strujni krug A:- 230 VAC do 5VDC

1. HI-Link čini HLK-PM01 SMPS za pretvaranje 230Vac u 5 V DC.
2. Maksimalna snaga je 3 vata. znači da može napajati 600 ma.

Strujni krug B:- 5VDC do 3.3VDC

Kako je ovo PCB način rada DIY. Imam dvije metode za pretvaranje 5V u 3.3V.

1. Korištenje regulatora napona AMS1117.
2. Upotreba Buck Converter -a.

svatko se može koristiti prema dostupnosti komponente.

Korak 9: Ožičenje ESP8266

Opcija Net port koristi se za pojednostavljivanje sheme.

Šta je Net port ??

1. Neto pošta znači da možemo dati naziv zajedničkom spoju.
2. koristeći isti naziv u drugom dijelu, Easyeda će smatrati sve istim imenom kao jedan povezani uređaj.

Neka osnovna pravila ožičenja esp8266

1. CH_PD pin mora biti visok.
2. Pin za poništavanje mora biti visok tokom normalnog rada.
3. GPIO 0, 1 i 2 ne bi trebali biti na niskom nivou prilikom pokretanja.
4. GPIO 15 ne bi trebao biti na visokom nivou tokom podizanja sistema.
5. Uzimajući u obzir sve gore navedene točke, shema ožičenja ESP8266 je pripremljena. & prikazano na shematskoj slici.
6. GPIO2 se koristi kao LED status i spojena LED lampica u obrnutom polaritetu kako bi se izbjeglo GPIO2 LOW tokom pokretanja.

Korak 10: ESP8266 Izlazni sklopni krug

ESO8266 GPIO 0, 1, 5, 15 i 16 se koristi kao izlaz.

1. Da bi GPIO 0 & 1 bio na visokom nivou, njegovo ožičenje se malo razlikuje od ostalih izlaza.

   1. Štand ovaj pin je na 3.3V tokom pokretanja.
   2. PIN1 PC817 koji je anoda spojen je na 3.3V.
   3. PIN2 koji je katoda spojen je na GPIO pomoću otpornika za ograničavanje struje (220/250 Ohma).
   4. S obzirom na to da dioda s pristrasnim pomakom prema naprijed može proći 3.3V (pad diode od 0.7V) Oba GPIO -a dobivaju gotovo 2.5 VDC tijekom pokretanja.

2. Preostali GPIO pin povezan sa PIN1 koji je anoda PC817 i uzemljenje je povezan sa PIN2 koji je katoda pomoću otpornika za ograničavanje struje.

   1. Kako je uzemljenje povezano s katodom, prelazit će sa PC817 LED i držati GPIO na niskom nivou.
   2. Ovo čini GPIO15 NISKIM prilikom pokretanja.
3. Problem sva tri GPIO -a riješili smo usvajanjem različite sheme ožičenja.

Korak 11: Unos Esp8266

GPIO 3, 4, 12, 13 i 14 se koriste kao ulaz.

Kako će ožičenje ulaza biti spojeno na terenski uređaj, potrebna je zaštita za ESP8266 GPIO.

Optokapler PC817 koristi se za izolaciju ulaza.

1. PC817 Ulazne katode su povezane pin zaglavljima pomoću otpornika za ograničavanje struje (250 Ohma).
2. Anoda svih Optocouplera povezana je s 5VDC.
3. Kad god je ulazni pin spojen na masu, optički sprežnik će proslijediti pristrane i uključiti izlazni tranzistor.
4. Kolektor optokaplera povezan je s GPIO-om zajedno sa 10 K Pull-up otpornikom.

Šta je Pull-up ???

• Koristi se pull-up otpornik Da bi GPIO bio stabilan, otpornik velike vrijednosti spojen je s GPIO-om, a drugi kraj spojen je na 3,3V.
• ovo održava GPIO na visokom nivou i izbjegava lažno aktiviranje.

Korak 12: Završna shema

Nakon završetka svih dijelova vrijeme je da provjerite ožičenje.

Easyeda Omogućite funkciju za ovo.

Korak 13: Pretvorite PCB

Koraci za pretvaranje kola u raspored PCB -a

1. Krug za naknadnu izradu možemo ga pretvoriti u izgled PCB -a.
2. Pritiskom na Convert to PCB opciju Easyeda sistema će započeti pretvaranje sheme u PCB Layout.
3. Ako postoje greške u ožičenju ili neiskorišteni pinovi, generira se greška/alarm.
4. Provjerom greške u desnom dijelu stranice za razvoj softvera možemo riješiti svaku grešku jednu po jednu.
5. Raspored PCB -a generiran je nakon rješavanja svih grešaka.

Korak 14: Raspored PCB -a i raspored komponenti

Componant Placement

1. Sve komponente sa svojim stvarnim

2. dimenzije i oznake su prikazane na ekranu izgleda PCB -a.

   Prvi korak je raspored komponente

3. Pokušajte staviti komponente visokog i niskog napona što je dalje moguće.

4. Prilagodite svaku komponentu prema potrebnoj veličini PCB -a.

   Nakon slaganja svih komponenti možemo napraviti tragove

5. (širinu tragova je potrebno prilagoditi prema struji dijela kola)
6. Neki tragovi se prate na dnu PCB -a pomoću funkcije promjene izgleda.
7. Tragovi napajanja ostaju izloženi za lemljenje nakon proizvodnje.

Korak 15: Završni raspored PCB -a

Korak 16: Provjerite 3D prikaz i generiranje Ggerberove datoteke

Easyeda nudi opciju 3D prikaza u kojoj možemo provjeriti 3D prikaz PCB -a i steći predodžbu kako izgleda nakon izrade.

Nakon provjere 3D prikaza Generirajte Gerber datoteke.

Korak 17: Predaja narudžbe

Nakon generiranja Gerber datotečnog sistema, pogled sprijeda na konačni izgled PCB -a i cijenu od 10 PCB -a.

Možemo direktno naručiti JLCPCB pritiskom na dugme "Naruči na JLCPCB".

Možemo odabrati maskiranje boja prema zahtjevu i odabrati način isporuke.

Naručivanjem i uplatom dobivamo PCB u roku od 15-20 dana.

Korak 18: Preuzimanje PCB -a

Provjerite PCB sprijeda i straga nakon primitka.

Korak 19: Komponentno lemljenje na PCB -u

Prema identifikaciji komponente na PCB -u, sve komponente su započele lemljenje.

Pazite:- Neki dio otiska ima stražnju stranu, pa prije konačnog lemljenja provjerite označavanje na PCB-u i priručnik za dio.

Korak 20: Povećava se debljina staze pogona

Za priključke za napajanje postavljam otvorene staze tokom procesa postavljanja PCB -a.

Kao što je prikazano na slici, svi tragovi napajanja su otvoreni pa se na njih sipa dodatno lemljenje kako bi se povećao kapacitet njege ribizle.

Korak 21: Završna provjera

Nakon lemljenja svih komponenti provjerite sve komponente pomoću multimetra

1. Provera vrednosti otpornika
2. Provjera LED optičke sprege
3. Provera uzemljenja.

Korak 22: Trepćući firmver

Tri kratkospojnika sa PCB -a koriste se za stavljanje esp -a u način pokretanja.

Provjerite kratkospojnik za odabir snage na 3.3VDC FTDI čipa.

Spojite FTDI čip na PCB

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

Korak 23: Flash Tasamota firmver na ESP -u

Flash Tasmota na ESP8266

1. Preuzmite datoteku Tasomatizer & tasamota.bin.
2. Link za preuzimanje Tasmotizera:- tasmotizer
3. Link za preuzimanje tasamota.bin:- Tasmota.bin
4. Instalirajte tasmotazer i otvorite ga.
5. U tasmotizeru kliknite selectport bušilica zora.
6. ako je FTDI povezan, port će se pojaviti na listi.
7. Odaberite port s popisa. (U slučaju da ima više portova, provjerite koji je port FTDI)
8. kliknite gumb za otvaranje i odaberite datoteku Tasamota.bin s lokacije za preuzimanje.
9. kliknite na opciju Obriši prije bljeskanja (očisti umetanje ako postoje podaci)
10. Pritisnite Tasamotize! Dugme
11. ako je sve u redu, dobićete traku napretka brisanja blica.
12. nakon završetka procesa prikazuje skočni prozor "restart esp".

Odvojite FTDI od PCB -a.

Promijenite tri kratkospojnika iz bljeskalice u stranu za trčanje.

Korak 24: Postavljanje Tasmote

Priključite AC napajanje na PCB

Mrežna pomoć za konfiguriranje Tasmote: -Toš pomoć za konfiguraciju Tasmote

ESP će se pokrenuti, a LED dioda na statusnoj ploči bljesne. Otvorite Wifimanger na prijenosnom računaru Prikazuje novu AP "Tasmota" povezivanje. nakon otvaranja povezane web stranice.

1. Konfigurirajte WIFI ssid i lozinku vašeg usmjerivača na stranici Konfiguriraj Wifi.
2. Uređaj će se ponovo pokrenuti nakon spremanja.
3. Nakon ponovnog povezivanja Otvorite usmjerivač, provjerite ima li novi uređaj ip i zabilježite njegov IP.
4. otvorite web stranicu i unesite tu IP adresu. Otvorena web stranica za postavljanje tasmote.
5. Postavite tip modula (18) u opciju konfiguriranja modula i postavite sve ulaze i izlaze kao što je spomenuto u slici comnfigration.
6. ponovno pokrenite PCB i dobro je.

Korak 25: Vodič za ožičenje i demonstracija

Završno ožičenje i proba PCB -a

Ožičenje svih 5 ulaza spojeno je na 5 prekidača/dugmadi.

Druga veza svih 5 uređaja spojena je na zajedničku "G" žicu ulaznog zaglavlja.

Izlazna strana 5 Ožičenje spojeno na 5 kućnih uređaja.

Dajte 230 na ulaz PCB -a.

Smart Swith sa 5 ulaza i 5 izlaza spreman je za upotrebu.

Demo probnog perioda:- Demo