Techswitch 1.0: 25 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Smart uyni TechSwitch-1.0 (DIY rejimi) yordamida kuchaytirish

TechSwitch-1.0 nima (DIY rejimi)

TechSwitch-1.0-bu ESP8266 asosidagi aqlli kalit. u 5 ta maishiy texnikani boshqarishi mumkin.

Nima uchun DIY rejimi?

U istalgan vaqtda qayta yonib turishi uchun mo'ljallangan. PCBda ikkita rejim tanlash jumperi mavjud

1) Ishlash rejimi:- muntazam ishlash uchun.

2) Fleshli rejim:-bu rejimda foydalanuvchi chipni qayta yondirish tartibini bajarib qayta yoqishi mumkin.

3) Analog kirish:- ESP8266 bitta ADC 0-1 Vdc ga ega. Uning sarlavhasi, shuningdek, har qanday analog sensori bilan o'ynash uchun tenglikni kartasida ham mavjud.

TechSwitch-1.0 texnik xususiyatlari (DIY rejimi)

1. 5 chiqish (230V AC) + 5 kirish (0VDC kommutatsiya) + 1 analog kirish (0-1VDC)

2. Baholash:- 2,0 Amper.

3. Kommutatsiya elementi:- SSR +Zero Crossing kommutatsiyasi.

4. Himoya:- Har bir chiqish 2 Amp bilan himoyalangan. shisha sug'urta.

5. Ishlatilgan dasturiy ta'minot:- Tasmota-dan foydalanish oson va dasturiy ta'minot barqaror. Turli xil dasturiy ta'minot uni DIY rejimi sifatida yoqishi mumkin.

6. Kirish:- Opto bilan bog'langan (-Ve) kommutatsiya.

7. ESP8266 quvvat regulyatori ikki rejimli bo'lishi mumkin:- Buck konvertoridan ham, AMS1117 regulyatoridan ham foydalanish mumkin.

Ta'minotlar

• Batafsil BOQ biriktirilgan.

  · Quvvat manbai:- Ishlab:- Hi-Link, Model:- HLK-PM01, 230V, 5 VDC, 3W (01)

  · Mikrokontroller:- ESP12F (01)

  · 3.3 VDC regulyatori:- Ikkitomonlama har qanday foydalanish mumkin

  · Buck konvertori (01)

  · AMS1117 kuchlanish regulyatori. (01)

  · PC817:- Opt-ulanish moslamasi:- O'tkir paket: -THT (10)

  · G3MB-202PL:- SSR Omron (05) markali, nolli o'tish.

  · LED: -Rang:- Har qanday, THT to'plami (01)

  · 220 yoki 250 Ohmli rezistor:- Seramika (11)

  · 100 Ohmli rezistor:- Seramika (5)

  · 8k Ohmli rezistor:- Seramika (1)

  · 2k2 Ohmli rezistor:- Seramika (1)

  · 10K Ohm qarshilik:- seramika (13)

  · Tugmani bosish: -Part kodi:- EVQ22705R, turi:- ikkita terminalli (02)

  · Shisha sug'urta:- Turi:- Shisha, Reyting:- 2 Amp @ 230V AC. (5)

  · PCB erkaklar sarlavhasi:- uchta pinli uchta sarlavha va 4 pinli bitta sarlavha. shuning uchun bitta standart Strip Erkak sarlavhasini sotib olish afzalroqdir.

1 -qadam: Konseptni yakunlash

Kontseptsiyani yakunlash:- Men talabni quyida ta'rifladim

1. Smart Switchni 5 ta kalitga ega qilish va WIFI tomonidan boshqarilishi mumkin.

2. U WIFI bilan jismoniy kalitlar yoki tugmalar yordamida ishlashi mumkin.

3 Kalit DIY rejimida bo'lishi mumkin, shuning uchun uni qayta yoqish mumkin.

4. U hech qanday kalit yoki simni o'zgartirmasdan, mavjud kommutatorlar paneliga sig'ishi mumkin.

5. ALL GPIO Mikrokontroller, DIY rejimi sifatida ishlatiladi.

6. Kommutatsiya moslamasi shovqin -suronni oldini olish uchun SSR va nol o'tishi kerak.

7. PCB o'lchami etarlicha kichik bo'lishi kerak, shunda u mavjud kommutatorga mos keladi.

Biz talabni yakunlaganimizda, keyingi qadam - uskunani tanlash

2 -qadam: Mikrokontrollerni tanlash

Mikrokontroller tanlash mezonlari

1. Kerakli GPIO: -5 kirish + 5 chiqish + 1 ADC.
2. Wi -Fi yoqilgan
3. DIY funksiyasini ta'minlash uchun qayta yoqish oson.

ESP8266 yuqoridagi talablarga javob beradi. u 11 GPIO + 1 ADC + WiFi yoqilgan.

Men ESP12F modulini tanladim, bu ESP8266 mikrokontrollerga asoslangan Devlopment platasi, u kichik formfaktorga ega va barcha GPIO qulay foydalanish uchun to'ldirilgan.

3 -qadam: ESP8266 kartasining GPIO tafsilotlarini tekshirish

• ESP8266 ma'lumot varag'iga ko'ra, ba'zi funktsiyalar uchun GPIO ishlatiladi.
• Breadboard sinovi paytida men yuklay olmaganim uchun boshimni qirib tashladim.
• Nihoyat, Internetdagi tadqiqotlar va uni taxtada o'ynash orqali men GPIO ma'lumotlarini umumlashtirdim va oson tushunish uchun oddiy jadval tuzdim.

4 -qadam: Elektr ta'minotini tanlash

Elektr ta'minotini tanlash

• Hindistonda 230VAC - ichki ta'minot. ESP8266 3.3VDC da ishlagani uchun biz 230VDC / 3.3VDC quvvat manbasini tanlashimiz kerak.
• Ammo SSR va 5VDC da ishlaydigan quvvatni almashtirish qurilmasi, shuning uchun men 5VDC quvvat manbaini tanlashim kerak.
• Nihoyat, 230V/5VDC quvvat manbai tanlandi.
• 3.3VDC olish uchun men 5VDC/3.3VDC bo'lgan Buck konvertorini tanladim.
• Biz DIY rejimini ishlab chiqishimiz kerak, men AMS1117 chiziqli kuchlanish regulyatorini ham ta'minlayman.

Yakuniy xulosa

Birinchi quvvat manbai - 3 Vt quvvatga ega 230VAC / 5 VDC.

HI-LINK HLK-PM01 smps qiladi

Ikkinchi konvertatsiya 5VDC dan 3.3VDC gacha

Buning uchun men 5V/3.3V Buck konvertorini va AMS1117 chiziqli kuchlanish regulyatorini ta'minlashni tanladim

Shunday qilib ishlab chiqarilgan PCB, u AMS1117 yoki dollar konvertoridan foydalanishi mumkin.

5 -qadam: Kommutatsiya qurilmasini tanlash

• Men Omron Make G3MB-202P SSR ni tanladim

  • SSR 2 amperga ega. joriy quvvat.
  • 5VDC da ishlashi mumkin.
  • Nolinchi o'tishni almashtirishni ta'minlang.
  • O'rnatilgan Snubber sxemasi.

Nolinchi o'tish nima?

• 50 HZ AC manbai sinusoidal kuchlanishdir.
• Ta'minot zo'riqishining kutupluluğu har 20 milya soniyada va bir soniyada 50 marta o'zgarib turardi.
• Har 20 sekundda kuchlanish nolga etadi.

• Nolinchi o'tish SSR kuchlanishning nol potentsialini aniqlaydi va bu holda chiqishni yoqadi.

  Masalan:- agar buyruq 45 gradusda yuborilsa (maksimal tepalikdagi kuchlanish), SSR 90 gradusda yoqiladi (kuchlanish nol bo'lganda)

• Bu shovqin va shovqinni kamaytiradi.
• Nolinchi o'tish nuqtasi rasmda ko'rsatilgan (qizil ajratilgan matn)

6 -qadam: ESP8266 PIN kodini tanlash

ESP8266 jami 11 ta GPIO va bitta ADC piniga ega. (3 -qadamga qarang)

Esp8266 pinini tanlash juda muhim, chunki quyidagi mezonlar.

Kirishni tanlash mezonlari:-

• GPIO PIN15 yuklash paytida past bo'lishi kerak, boshqa ESP yuklanmaydi.

  Agar yuklash paytida GPIO15 yuqori bo'lsa, u SD -kartadan yuklashga harakat qiladi

• ESP8266 neve Boot Agar yuklash paytida GPIO PIN1 yoki GPIO 2 yoki GPIO 3 past bo'lsa.

Chiqish tanlash mezonlari:-

• GPIO PIN 1, 2, 15 va 16 yuklash paytida yuqori bo'ladi (bir muncha vaqt uchun).
• Agar biz bu PIN -kodni yuklash paytida kirish va PIN -kod past darajada bo'lgani uchun ishlatsak, PIN -kod past, lekin yuklash paytida ESP8266 turini yuqori bo'lgan qisqa tutashuv tufayli buziladi.

Yakuniy xulosa:-

Nihoyat, chiqish uchun GPIO 0, 1, 5, 15 va 16 tanlanadi.

Kirish uchun GPIO 3, 4, 12, 13 va 14 tanlangan.

Cheklash:-

• GPIO1 & 3 - bu ESP8266 -ni yondirish uchun ishlatiladigan UART pinlari va biz ularni chiqish sifatida ishlatmoqchi edik.
• GPIO0 ESP -ni flesh rejimga o'tkazish uchun ishlatiladi va biz uni chiqish sifatida ishlatishga qaror qildik.

Yuqoridagi cheklovlar uchun yechim:-

1. Muammo ikkita o'tish moslamasi bilan hal qilinadi.

   1. Yorug'lik rejimidagi o'tish moslamasi: - Bu holatda uchta pim kommutatsiya pallasidan ajratilgan va flesh rejim sarlavhasiga ulangan.
   2. Yugurish rejimidagi o'tish moslamasi:- Bu holatda uchta pim kommutatsiya sxemasiga ulanadi.

7 -qadam: Optokuplni tanlash

PIN-kod tafsilotlari:-

• PIN 1 va 2 kirish tomoni (o'rnatilgan LED)

  • 1-pin:- Anod
  • Pnd 2:- Katod

• PIN -kod 3 va 4 Chiqish tomoni (Foto tranzistor.

  • 3-pin:- Emitent
  • 4-pin:- Kollektor

Chiqish kommutatsiya sxemasini tanlash

1. ESP 8266 GPIO faqat 20 m.a. esprissif bo'yicha.
2. Optocoupler SSRni almashtirish paytida ESP GPIO PIN kodini himoya qilish uchun ishlatiladi.

3. GPIO oqimini cheklash uchun 220 Ohm qarshilik ishlatiladi.

   Men 200, 220 va 250 dan foydalanganman va barcha rezistorlar yaxshi ishlaydi

4. Joriy hisoblash I = V / R, I = 3.3V / 250*Ohm = 13 ma.
5. PC817 kirish svetodiodining xavfsiz tomoni nolga teng bo'lgan qarshilikka ega.

Kirish kommutatsiya sxemasini tanlash

1. PC817 optokupllari 220 ohmli oqim cheklovli rezistorli kirish pallasida ishlatiladi.
2. Optokuplning chiqishi GPIO bilan birga tortish qarshiligi bilan bog'liq.

8 -qadam: O'chirish sxemasini tayyorlash

Barcha komponentlarni tanlab, simlarni ulash metodologiyasini aniqlagandan so'ng, biz har qanday dasturiy ta'minot yordamida Circuit -ni ishlab chiqishga o'tamiz.

Men Internetga asoslangan PCB ishlab chiqish platformasi bo'lgan Easyeda -dan foydalanganman va ulardan foydalanish oson.

Easyeda URL manzili:- EsasyEda

Oddiy tushuntirish uchun men butun sxemani bo'laklarga ajratdim. & birinchi - quvvat davri.

Quvvat davri A:- 230 VAC dan 5VDC gacha

1. HI-Link HLK-PM01 SMPSni 230Vacni 5 V DC ga aylantirish uchun ishlatadi.
2. Maksimal quvvat 3 vatt. 600 ma etkazib bera oladi degan ma'noni anglatadi.

Quvvat sxemasi B:- 5VDC dan 3.3VDC gacha

Bu tenglikni DIY rejimi bo'lgani uchun. Men 5Vni 3.3V ga aylantirish uchun ikkita usulni taklif qildim.

1. AMS1117 kuchlanish regulyatoridan foydalanish.
2. Buck Converter -dan foydalanish.

har kim komponentning mavjudligiga qarab foydalanishi mumkin.

9 -qadam: ESP8266 simlari

Tarmoq porti sxemasini soddalashtirish uchun ishlatiladi.

Net port nima?

1. Net post degani, biz umumiy ulanishga nom berishimiz mumkin.
2. Easyeda bir xil nomni har xil qismda ishlatganda, bitta ulangan qurilma bilan bir xil nomni oladi.

Esp8266 simlarini ulashning ba'zi asosiy qoidalari

1. CH_PD pin baland bo'lishi kerak.
2. Oddiy ish paytida pin baland bo'lishi kerak.
3. GPIO 0, 1 va 2 yuklanayotganda pastda bo'lmasligi kerak.
4. Yuklash paytida GPIO 15 yuqori darajada bo'lmasligi kerak.
5. Yuqorida aytilganlarning barchasini inobatga olgan holda, ESP8266 simi sxemasi tayyorlangan. va sxematik rasmda ko'rsatilgan.
6. GPIO2, yuklash paytida GPIO2 LOW ni oldini olish uchun, teskari polaritda Status LED va ulangan LED sifatida ishlatiladi.

10 -qadam: ESP8266 chiqishni o'zgartirish davri

ESO8266 GPIO 0, 1, 5, 15 va 16 chiqish sifatida ishlatiladi.

1. GPIO 0 va 1 -ni yuqori darajada ushlab turish uchun uning simlari boshqa chiqishlardan biroz farq qiladi.

   1. Yuklash paytida bu pin 3,3 V kuchlanishli.
   2. PC817 anodli PIN1 3.3V ga ulangan.
   3. PIN2 katod - GPIO -ga oqim cheklovli rezistor yordamida ulanadi (220/250 Ohm).
   4. Oldinga yo'naltirilgan diod 3.3V (0,7V diodli pasayish) o'tishi mumkin, har ikkala GPIO yuklash paytida deyarli 2,5 VDC oladi.

2. Qolgan GPIO PIN -kodi PIN1 bilan ulangan, u PC817 anodidir va Ground PIN2 bilan ulanadi, bu katodli oqim cheklovli rezistor yordamida.

   1. Ground Katod bilan ulanganligi uchun u PC817 LED -dan o'tadi va GPIO -ni past darajada ushlab turadi.
   2. Bu yuklash paytida GPIO15 ni past qiladi.
3. Uchta GPIO muammosini har xil simli sxemalar yordamida hal qildik.

11 -qadam: Esp8266 kiritish

Kirish sifatida GPIO 3, 4, 12, 13 va 14 ishlatiladi.

Kirish simlari dala qurilmasiga ulanganligi sababli, ESP8266 GPIO uchun himoya zarur.

Kirish izolyatsiyasi uchun ishlatiladigan PC817 optokupl.

1. PC817 kirish katodlari pin sarlavhalari bilan tokni cheklash qarshiligi (250 Ohm) yordamida ulanadi.
2. Barcha Optocoupler anodlari 5VDC ga ulangan.
3. Har safar kirish pimi Ground -ga ulangan bo'lsa, Optocoupler oldinga siljiydi va chiqish tranzistorini yoqadi.
4. Optokupl kollektori GPIO bilan 10 K tortish qarshiligi bilan bog'langan.

Pull-up nima?

• Yuk ko'tarish qarshiligi GPIO-ni barqaror ushlab turish uchun ishlatiladi, yuqori qiymatli qarshilik GPIO-ga ulangan va boshqa uchi 3.3V ga ulangan.
• bu GPIO -ni yuqori darajada ushlab turadi va noto'g'ri tetiklanishdan saqlaydi.

12 -qadam: Yakuniy sxemasi

Barcha qismlar tugagandan so'ng, simlarni tekshirish vaqti keldi.

Buning uchun Easyeda xususiyatini taqdim eting.

13 -qadam: tenglikni aylantirish

O'chirish sxemasini PCB sxemasiga o'tkazish bosqichlari

1. O'chirishdan keyin biz uni PCB sxemasiga o'tkazishimiz mumkin.
2. Easyeda tizimining PCB -ga aylantirish opsiyasini bosish sxemani PCB layout -ga o'zgartirishni boshlaydi.
3. Agar biron -bir sim o'tkazishda xato yoki ishlatilmagan pinlar mavjud bo'lsa, xato/signal paydo bo'ladi.
4. Dasturiy ta'minotni ishlab chiqish sahifasining O'ng tarafidagi Xatoni tekshirib, biz har bir xatoni birma -bir hal qila olamiz.
5. Barcha xato bartaraf etilgandan so'ng, tenglikni sxemasi tuziladi.

14 -qadam: PCB sxemasi va mos keluvchi tartib

Mos keluvchi joylashtirish

1. Barcha komponentlar haqiqiy bilan

2. o'lchovlar va yorliqlar PCB tartib ekranida ko'rsatilgan.

   Birinchi qadam - komponentni tartibga solish

3. Iloji boricha yuqori va past kuchlanishli komponentlarni qo'yishga harakat qiling.

4. Har bir komponentni tenglikni kerakli o'lchamiga moslang.

   Barcha komponentlarni joylashtirgandan so'ng, biz izlar qo'yishimiz mumkin

5. (izlarning kengligi kontaktlarning zanglashiga qarab sozlanishi kerak)
6. Jadvalni o'zgartirish funktsiyasi yordamida ba'zi izlar kompyuterning pastki qismida kuzatiladi.
7. Ishlab chiqarilganidan keyin lehim quyish uchun elektr izlari ochiq qoladi.

15 -qadam: PCBning oxirgi tartibi

16 -qadam: 3D ko'rinishini belgilang va Ggerber faylini yarating

Easyeda 3D ko'rish variantini taqdim etadi, bunda biz PCB ning 3D ko'rinishini tekshiramiz va ishlab chiqarishdan keyin qanday ko'rinishini bilib olamiz.

3D ko'rinishini tekshirgandan so'ng, Gerber fayllarini yarating.

17 -qadam: Buyurtmani joylashtirish

Genber Generation fayl tizimidan so'ng, PCBning oxirgi joylashuvi va 10 ta tenglik narxining oldingi ko'rinishi taqdim etiladi.

"JLCPCB -da buyurtma berish" tugmachasini bosish orqali biz JLCPCB -ga buyurtma berishimiz mumkin.

Biz talabga binoan rang niqobini tanlashimiz va etkazib berish usulini tanlashimiz mumkin.

Buyurtma berish va to'lovni amalga oshirish orqali biz 15-20 kun ichida tenglikni olamiz.

18 -qadam: PCB olish

Qabul qilinganidan so'ng, tenglikni old va orqa tomondan tekshiring.

19 -qadam: tenglikni sotish

Komponentlarni identifikatsiyalash bo'yicha PCBda barcha komponentlarni lehimlash boshlandi.

Ehtiyot bo'ling:- Oyoq izining bir qismi orqada, shuning uchun lehimlashdan oldin PCB va uning qo'llanmasidagi yorliqlarni tekshiring.

20 -qadam: Quvvat yo'lining qalinligi oshadi

Quvvat ulanish yo'llari uchun men tenglikni joylashtirish jarayonida ochiq yo'llarni qo'yaman.

Rasmda ko'rsatilgandek, barcha quvvat izlari ochiq, shuning uchun smorodina parvarish qilish qobiliyatini oshirish uchun unga qo'shimcha lehim quyiladi.

21 -qadam: Yakuniy tekshirish

Barcha komponentlar lehimlangandan so'ng, barcha komponentlar multimetr yordamida tekshiriladi

1. Qarshilik qiymatini tekshirish
2. LEDni optokupl tekshiruvi
3. Topraklama tekshiruvi.

22 -qadam: yonib turadigan dasturiy ta'minot

ESP -ni yuklash rejimiga o'tkazish uchun uchta tenglikni o'tish moslamasi ishlatiladi.

3.3VDC FTDI chipidagi quvvatni tanlash jumperini tekshiring.

FTDI chipini PCB -ga ulang

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

23 -qadam: ESP -da Flash Tasamota dasturiy ta'minoti

ESP8266 -da Flash Tasmota

1. Tasamotizer va tasamota.bin faylini yuklab oling.
2. Tasmotizer yuklab olish havolasi:- tasmotizer
3. Tasamota.bin havolasini yuklab oling:- Tasmota.bin
4. Tasmotazer -ni o'rnating va oching.
5. Tasmotizer -da Selectport matkap tongini bosing.
6. agar FTDI ulangan bo'lsa, port ro'yxatda paydo bo'ladi.
7. Ro'yxatdan portni tanlang. (Agar bir nechta port bo'lsa, qaysi port FTDI ekanligini tekshiring)
8. ochish tugmachasini bosing va yuklab olish joyidan Tasamota.bin faylini tanlang.
9. yonib -o'chishdan oldin o'chirish -ni bosing (agar ma'lumotlar bo'lsa, spiffni o'chiring).
10. Tasamotize tugmasini bosing! Tugma
11. Agar hamma narsa tartibda bo'lsa, unda siz fleshni o'chirishning oldinga siljishini olasiz.
12. Jarayon tugagandan so'ng, "espni qayta ishga tushirish" qalqib chiquvchi oynasi ko'rsatiladi.

FTDI -ni PCB -dan uzing.

Uch o'tish moslamasini Flashdan Run Side -ga o'zgartiring.

24 -qadam: Tasmota -ni sozlash

AC quvvatini PCBga ulang

Tasmota-ni sozlash bo'yicha onlayn yordam: -Tasmota-ni sozlash bo'yicha yordam

ESP ishga tushadi va PCB flesh -holatining holatini boshqaradi. Noutbukda Wifimanger -ni oching, u yangi "Tasmota" AP -ni ulashini ko'rsatadi. ulangan veb -sahifa ochilganda.

1. Wi -Fi -ni sozlash sahifasida Wi -Fi ssid va yo'riqnoma parolini sozlang.
2. Saqlagandan so'ng, qurilma qayta ishga tushadi.
3. Qayta ulang Routerni oching, yangi qurilmaning ipini tekshiring va uning IP manziliga e'tibor bering.
4. veb -sahifani oching va IP manzilini kiriting. Tasmota sozlash uchun veb -sahifa ochiq.
5. Modulni konfiguratsiya qilish variantida Module turini (18) o'rnating va barcha kirish va chiqishni konfiguratsiya rasmida aytib o'tilganidek o'rnating.
6. PCB -ni qayta ishga tushiring va bu yaxshi.

25 -qadam: Bolalar uchun qo'llanma va demo

Yakuniy simlar va PCB sinovlari

Barcha 5 kirishning simlari 5 ta kalit/tugmachaga ulangan.

Hamma 5 qurilmaning ikkinchi ulanishi kirish sarlavhasining umumiy "G" simiga ulangan.

Chiqish tomoni 5 Uyga 5 simli ulanish.

PCB kiritish uchun 230 bering.

5 kirish va 5 chiqish bilan Smart Swith foydalanishga tayyor.

Sinov demosi:- Demo