Techswitch 1.0: 25 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

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

Što je TechSwitch-1.0 (DIY način rada)

TechSwitch-1.0 je pametni prekidač temeljen 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 također je na PCB -u za igru sa bilo kojim analognim senzorom.

Tehničke specifikacije TechSwitch-1.0 (DIY način rada)

1. 5 izlaz (230V AC) + 5 ulaz (0VDC prebacivanje) + 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 je 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.

Pribor

• Detaljan BOQ je u privitku.

  · 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 opskrba

  · 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 ohmski otpornik:- keramički (11)

  · 100 Ohm otpornik:- keramički (5)

  · 8k ohmski otpornik:- keramički (1)

  · 2k2 Ohm otpornik:- keramički (1)

  · 10K ohmski otpornik:- keramički (13)

  · Tipka: -Kod dijela:- EVQ22705R, Tip:- s dva priključka (02)

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

  · PCB muški zaglavlje:- Tri zaglavlja s tri pina i jedno zaglavlje s 4 pina. pa je bolje nabaviti jedan standardni zaglavlje Strip of Male.

Korak 1: Dovršite finalizaciju

Finalizacija koncepta:- Dolje sam definirao zahtjev

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

2. Može raditi bez WIFI -ja putem fizičkih prekidača ili gumba.

3 Prekidač može biti DIY način rada 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 provesti SSR i nula prijelaz kako bi se izbjegli šumovi i preklapanje.

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

Kako smo finalizirali zahtjev, sljedeći korak je odabir hardvera

Korak 2: Odabir mikrokontrolera

Kriteriji odabira mikrokontrolera

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

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

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

Korak 3: Provjerite GPIO detalje ploče ESP8266

• Prema ESP8266 podatkovnom listu neki GPIO se koriste za posebne funkcije.
• Tijekom Breadboard Trial -a počešao sam se po glavi jer je nisam mogao pokrenuti.
• Konačno, istraživanjem na Internetu i igranjem s 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 napajanje 230VDC / 3.3VDC.
• Ali uređaj za prebacivanje napajanja koji je SSR i radi na 5VDC pa moram odabrati napajanje koje ima i 5VDC.
• Konačno odabrano napajanje s 230V/5VDC.
• Za dobivanje 3.3VDC -a odabrao sam Buck pretvarač koji ima 5VDC/3.3VDC.
• Budući da moramo dizajnirati način rada „uradi sam“, također nudim i osiguranje linearnog regulatora napona AMS1117.

Konačni zaključak

Prva pretvorba napajanja je 230VAC / 5 VDC snage 3W.

HI-LINK proizvodi HLK-PM01 smps

Druga pretvorba je 5VDC u 3.3VDC

Za to 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 tko drugi).

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.

Što je Zero Crossing?

• Napon izmjenične struje 50 HZ je sinusni napon.
• Polar napajanja mijenja se 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)

• To smanjuje preklopne udare i buku.
• Nulta točka prijelaza prikazana je na priloženoj slici (označen crveno tekst)

Korak 6: Odabir PIN -a ESP8266

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

Odabir pin esp8266 ključan je zbog nižih kriterija.

Kriteriji za odabir unosa:-

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

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

• ESP8266 neve Pokretanje Ako je GPIO PIN1 ili GPIO 2 ili GPIO 3 NIZAK tijekom pokretanja.

Kriteriji za odabir rezultata:-

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

Konačni zaključak:-

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

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

Nagnati:-

• GPIO1 & 3 su UART pinovi koji se koriste za bljeskanje 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 tako da se osiguraju dva skakača.

   1. Kratkospojnik za način rada bljeskalice: - U ovom položaju sva tri pina su izolirana od sklopnog kruga 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: Odabir optičke sprege

PIN detalji:-

• PIN 1 i 2 Ulazna strana (ugrađena LED)

  • Pin 1:- Anoda
  • Pnd 2:- 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 tijekom 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. Izračun struje I = V / R, I = 3,3 V / 250*Ohma = 13 ma.
5. Ulazna LED dioda PC817 ima neki otpor koji se sa sigurne strane smatra nulom.

Odabir sklopnog sklopa ulaza

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

Korak 8: Priprema rasporeda kruga

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

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

URL Easyeda:- EsasyEda

Radi jednostavnog objašnjenja podijelio sam cijeli krug u komade. & prvi je strujni krug.

Strujni krug A:- 230 VAC do 5VDC

1. HI-Link čini HLK-PM01 SMPS koji se koristi za pretvaranje 230Vac u 5 V DC.
2. Maksimalna snaga je 3 vata. znači da može opskrbiti 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. Korištenje pretvarača Buck.

svatko se može koristiti prema dostupnosti komponenti.

Korak 9: Ožičenje ESP8266

Opcija Net port koristi se za pojednostavljivanje sheme.

Što 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 i jedan povezani uređaj.

Neka osnovna pravila ožičenja esp8266

1. CH_PD pin mora biti visok.
2. Pin za poništavanje mora biti visok tijekom normalnog rada.
3. GPIO 0, 1 i 2 ne bi trebali biti na niskoj razini tijekom pokretanja.
4. GPIO 15 ne bi trebao biti na visokoj razini tijekom podizanja sustava.
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 spojen LED u obrnutom polaritetu kako bi se izbjeglo nisko GPIO2 tijekom pokretanja.

Korak 10: ESP8266 Izlazni sklopni krug

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

1. Kako bi GPIO 0 & 1 bio na visokoj razini, njegovo ožičenje malo se razlikuje od ostalih izlaza.

   1. Boot ovaj pin je na 3.3V tijekom podizanja sustava.
   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. Budući da dioda koja je pristrana prema naprijed može proći 3,3 V (pad diode od 0,7 V) Oba GPIO -a dobivaju gotovo 2,5 VDC tijekom pokretanja.

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

   1. Kako je uzemljenje spojeno s katodom, prelazit će s PC817 LED i zadržati GPIO na niskoj razini.
   2. To čini GPIO15 NISKIM tijekom pokretanja.
3. Problem sva tri GPIO -a riješili smo prihvaćanjem različite sheme ožičenja.

Korak 11: Unos Esp8266

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

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

Optokapler PC817 koji se koristi za izolaciju ulaza.

1. Ulazne katode PC817 povezane su pin zaglavljima pomoću otpornika za ograničavanje struje (250 Ohma).
2. Anoda svih Optocouplera spojena je na 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 s 10 K pull-up otpornikom.

Što 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 visokoj razini i izbjegava lažno aktiviranje.

Korak 12: Završna shema

Nakon dovršetka svih dijelova vrijeme je za provjeru ožičenja.

Easyeda Za to osigurajte značajku.

Korak 13: Pretvorite PCB

Koraci za pretvaranje kruga u raspored PCB -a

1. Krug za naknadnu izradu možemo ga pretvoriti u izgled PCB -a.
2. Pritiskom na Convert to PCB opciju Easyeda sustava započet će konverzija sheme u PCB Layout.
3. Ako postoje greške u ožičenju ili neiskorišteni pinovi, generira se pogreška/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 pogrešaka.

Korak 14: Raspored PCB -a i raspored komponenti

Komponentni položaj

1. Sve komponente sa svojim stvarnim

2. dimenzije i oznake prikazane su na zaslonu za postavljanje PCB -a.

   Prvi korak je raspored komponente

3. Pokušajte staviti visokonaponske i niskonaponske komponente što je više moguće.

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

   Nakon slaganja svih komponenti možemo napraviti tragove

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

Korak 15: Završni izgled PCB -a

Korak 16: Provjerite 3D prikaz i generirajte Ggerberovu datoteku

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 sustava pruža pogled sprijeda na konačni izgled PCB -a i cijenu od 10 PCB -a.

JLCPCB možemo izravno naručiti pritiskom na gumb "Naruči u JLCPCB".

Možemo odabrati maskiranje boja prema zahtjevu i odabrati način isporuke.

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

Korak 18: Primanje PCB -a

Provjerite PCB sprijeda i straga nakon primitka.

Korak 19: Componant Soldring na PCB -u

Prema identifikaciji komponente na PCB -u, sve komponente su počele lemiti.

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

Korak 20: Povećanje debljine staze pogona

Za priključke za napajanje stavljam otvorene tragove tijekom procesa postavljanja PCB -a.

Kao što je prikazano na slici, svi tragovi napajanja su otvoreni pa se na njega ulijeva dodatno lemljenje kako bi se povećao kapacitet njege ribizla.

Korak 21: Završna provjera

Nakon lemljenja svih komponenti provjerite sve komponente pomoću multimetra

1. Provjera otpornosti
2. Provjera LED optičke sprege
3. Provjera uzemljenja.

Korak 22: Bljeskanje firmvera

Tri kratkospojnika s 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 datotekuTasamotizer & 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 drill dawn.
6. ako je FTDI spojen, port će se pojaviti na popisu.
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 mjesta preuzimanja.
9. kliknite na opciju Izbriši prije bljeskanja (očisti unos ako postoje podaci)
10. Pritisnite Tasamotize! Dugme
11. ako je sve u redu, dobit ćete traku brisanja bljeskalice.
12. nakon dovršetka procesa prikazuje se 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: -Pomoć za konfiguriranje Tasmote

ESP će se pokrenuti, a LED dioda na statusnoj ploči bljesne. Otvorite Wifimanger na prijenosnom računaru Pokazuje da ga poveže novi AP "Tasmota". nakon otvaranja povezane web stranice.

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

Korak 25: Vodič za ožičenje i demo

Završno ožičenje i ispitivanje PCB -a

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

Drugo spajanje svih 5 uređaja spojeno je na zajedničku "G" žicu ulaznog zaglavlja.

Izlazna strana 5 Ožičenje spojeno na 5 kućnih uređaja.

Dajte 230 na ulaz PCB -a.

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

Demo suđenja:- Demo