Techswitch 1.0: 25 addımlar (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

TechSwitch-1.0 (DIY Rejimi) ilə Ağıllı Evi Gücləndirin

TechSwitch-1.0 nədir (DIY rejimi)

TechSwitch-1.0, ESP8266 əsaslı ağıllı keçiddir. 5 məişət texnikasına nəzarət edə bilər.

Niyə DIY rejimi?

İstənilən vaxt yenidən yanıb-sönmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. PCB -də iki rejim seçmə tullanan var

1) Çalışma rejimi:- Daimi iş üçün.

2) Flaş rejimi:-bu rejimdə istifadəçi yenidən flaş proseduruna əməl edərək çipi yenidən flaş edə bilər.

3) Analog Giriş:- ESP8266 bir ADC 0-1 Vdc-ə malikdir. Başlığı, hər hansı bir analoq sensoru ilə oynamaq üçün PCB -də də verilir.

TechSwitch-1.0-in texniki xüsusiyyətləri (DIY rejimi)

1. 5 Çıxış (230V AC) + 5 Giriş (0VDC keçid) + 1 Analog giriş (0-1VDC)

2. Qiymətləndirmə:- 2.0 Amper.

3. Kommutasiya elementi:- SSR +Zero Crossing keçid.

4. Qoruma:- Hər bir çıxış 2 Amp ilə qorunur. şüşə qoruyucu.

5. İstifadə olunan proqram təminatı:- Tasmota istifadə üçün asandır və sabit proqram təminatıdır. DIY rejimi olaraq fərqli bir firmware tərəfindən yandırıla bilər.

6. Giriş:- Opto qoşulmuş (-Ve) keçid.

7. ESP8266 güc tənzimləyicisi ikili rejim ola bilər:- Buck çeviricisini də AMS1117 tənzimləyicisindən istifadə edə bilərsiniz.

Təchizat

• Ətraflı BOQ əlavə olunur.

  · Enerji təchizatı:- Hazırlayın:- Hi-Link, Model:- HLK-PM01, 230V, 5 VDC, 3W (01)

  · Mikro nəzarətçi:- ESP12F (01)

  · 3.3 VDC tənzimləyicisi:- Hər ikisindən ikili təminat

  · Buck çeviricisi (01)

  · AMS1117 Gərginlik tənzimləyicisi. (01)

  · PC817:- Opt bağlayıcı Marka:- Kəskin Paket: -THT (10)

  · G3MB-202PL:- SSR Omron (05) olun, Sıfır keçid keçid.

  · LED: -Rəng:- İstənilən, THT Paketi (01)

  · 220 və ya 250 Ohm Rezistor:- Seramik (11)

  · 100 Ohm Rezistor:- Seramik (5)

  · 8k Ohm Rezistor:- Seramik (1)

  · 2k2 Ohm Rezistor:- Seramik (1)

  · 10K Ohm Rezistor:- Seramik (13)

  · Düyməni basın: -Part Kodu:- EVQ22705R, Növ:- İki terminallı (02)

  · Şüşə Sigortası:- Növü:- Şüşə, Qiymətləndirmə:- 230 V AC-də 2 Amper. (5)

  · PCB Kişi Başlığı:- Üç pinli üç başlıq və 4 Pinli bir başlıq. buna görə bir standart Strip Kişi başlığı satın alınmasına üstünlük verilir.

Addım 1: Konseptin yekunlaşdırılması

Konsepsiyanın yekunlaşdırılması:- Mən tələbi aşağıdakı kimi təyin etmişəm

1. WIFI tərəfindən idarə olunan 5 keçidli və ağıllı keçid etmək.

2. WIFI ilə fiziki açar və ya düymələrlə işləyə bilər.

3 Açar DIY rejimi ola bilər, buna görə yenidən yanıb-sönə bilər.

4. Heç bir açar və ya məftil dəyişdirmədən mövcud keçid lövhəsinə sığa bilər.

5. DIY rejimi olduğu üçün istifadə ediləcək bütün mikro nəzarətçinin GPIO.

6. Kommutasiya cihazı SSRİ -nin sıfır keçidində səs -küy və keçid dalğalanmalarının qarşısını almalıdır.

7. PCB -nin ölçüsü kifayət qədər kiçik olmalıdır ki, mövcud panoya daxil olsun.

Tələbi tamamladıqda, növbəti addım hardware seçməkdir

Addım 2: Mikrokontrolör seçimi

Mikrokontrolör seçim meyarları

1. Tələb olunan GPIO: -5 giriş + 5 Çıxış + 1 ADC.
2. Wifi aktivdir
3. DIY funksionallığını təmin etmək üçün yenidən flaş etmək asandır.

ESP8266 yuxarıdakı tələblər üçün uyğundur. 11 GPIO + 1 ADC + WiFi aktivdir.

ESP8266 mikrokontrolör əsaslı Devlopment lövhəsi olan ESP12F modulunu seçdim, kiçik formfaktoru var və bütün GPIO asan istifadə üçün doldurulur.

Addım 3: ESP8266 lövhəsinin GPIO detallarını yoxlayın

• ESP8266 məlumat cədvəlinə görə bəzi GPIO xüsusi funksiyalar üçün istifadə olunur.
• Çörək Paneli sınağı zamanı aça bilmədiyim üçün başımı cızdım.
• Nəhayət internetdə araşdırma aparıb çörək taxtası ilə oynayaraq GPIO məlumatlarını ümumiləşdirdim və asan başa düşmək üçün sadə bir cədvəl hazırladım.

Addım 4: Elektrik təchizatı seçimi

Enerji təchizatı seçimi

• Hindistanda 230VAC daxili təchizatdır. ESP8266 3.3VDC ilə işlədiyi üçün 230VDC / 3.3VDC enerji təchizatı seçməliyik.
• Ancaq SSR və 5VDC ilə işləyən Güc Kommutasiya cihazı, buna görə də 5VDC olan Güc Təchizatını seçmək məcburiyyətindəyəm.
• Nəhayət 230V/5VDC olan enerji təchizatı seçildi.
• 3.3VDC almaq üçün 5VDC/3.3VDC olan Buck çeviricisini seçdim.
• DIY rejimini dizayn etməli olduğumuz üçün, AMS1117 xətti gərginlik tənzimləyicisinin təmin edilməsini də təmin edirik.

Yekun Nəticə

İlk enerji təchizatı konvertasiyası 3V gücə malik 230VAC / 5 VDC -dir.

HI-LINK HLK-PM01 smps edir

İkinci dönüşüm 5VDC -dən 3.3VDC -dir

Bunun üçün 5V/3.3V Buck çeviricisini və AMS1117 Lineer gərginlik tənzimləyicisinin təchizatını seçdim

PCB, AMS1117 və ya buck çeviricisini (hər kəs) istifadə edə bilər.

Addım 5: Kommutasiya cihazının seçimi

• Omron Make G3MB-202P SSR seçdim

  • SSR 2 amperə malikdir. cari tutum.
  • 5VDC ilə işləyir.
  • Sıfır keçid keçidini təmin edin.
  • Daxili Snubber dövrə.

Zero Crossing nədir?

• 50 HZ AC təchizatı sinusoidal bir gərginlikdir.
• Təchizat gərginliyinin polaritesi hər 20 saniyədə və bir saniyədə 50 dəfə dəyişdi.
• Gərginlik hər 20 saniyədə bir sıfır alır.

• Sıfır keçid SSR sıfır gərginlik potensialını aşkar edir və bu vəziyyətdə çıxışı açır.

  Məsələn:- Komanda 45 dərəcədə göndərirsə (maksimum pik nöqtədə gərginlik), SSR 90 dərəcə açılır (gərginlik sıfır olduqda)

• Bu keçid dalğalarını və səs -küyü azaldır.
• Sıfır keçid nöqtəsi əlavə olunmuş şəkildə göstərilmişdir (Qırmızı vurgulanmış mətn)

Addım 6: ESP8266 PİN Seçimi

ESP8266 -da cəmi 11 GPIO və bir ADC pin var. (3 -cü addıma baxın)

Aşağıdakı kriteriyalara görə esp8266 pin seçimi çox vacibdir.

Giriş seçimi meyarları:-

• GPIO PIN15 Başlanğıc zamanı aşağı olması tələb olunur, digər müdrik ESP açılmayacaq.

  Yükləmə zamanı GPIO15 yüksəkdirsə, SD kartdan başlamağa çalışır

• ESP8266 neve Boot Yükləmə zamanı GPIO PIN1 və ya GPIO 2 və ya GPIO 3 DÜŞÜK olarsa.

Çıxış seçimi meyarları:-

• GPIO PİN 1, 2, 15 və 16 Yükləmə zamanı Yüksək olur (qısa müddət ərzində).
• bu pini giriş və PİN açılış zamanı aşağı səviyyədə olduğu üçün istifadə etsək, bu pin aşağı olan ESP8266 turin açılış zamanı yüksək olan PIN arasındakı qısa qapanma səbəbindən zədələnər.

Son nəticə:-

Nəhayət, çıxış üçün GPIO 0, 1, 5, 15 və 16 seçilir.

Giriş üçün GPIO 3, 4, 12, 13 və 14 seçilir.

Məhdudlaşdırmaq:-

• GPIO1 & 3, ESP8266 -ı yandırmaq üçün istifadə olunan UART pinləridir və bunları da çıxış olaraq istifadə etmək istədik.
• GPIO0, ESP -ni flaş rejiminə qoymaq üçün istifadə olunur və biz də onu çıxış olaraq istifadə etməyə qərar verdik.

Yuxarıdakı məhdudiyyətlərin həlli:-

1. Problem iki atlama vasitəsi ilə həll edildi.

   1. Flaş rejimi tullanan: - Bu vəziyyətdə hər üç sancaq keçid dövrəsindən təcrid olunur və flaş rejimi başlığına qoşulur.
   2. Çalışma rejimi tullanan:- Bu vəziyyətdə hər üç sancaq keçid dövrəsinə bağlanacaq.

Addım 7: Optocoupler seçimi

PIN Ətraflı:-

• PIN 1 və 2 Giriş tərəfi (Daxili LED)

  • Pin 1:- Anod
  • Pnd 2:- Katod

• PIN 3 və 4 Çıxış tərəfi (Şəkil tranzistoru.

  • Pin 3:- Emitter
  • Pin 4:- Kolleksiyaçı

Çıxış keçid dövrəsinin seçimi

1. ESP 8266 GPIO yalnız 20 m.a. esprissif görə.
2. Optocoupler SSR keçid zamanı ESP GPIO PIN qorumaq üçün istifadə olunur.

3. GPIO cərəyanını məhdudlaşdırmaq üçün 220 Ohm rezistor istifadə olunur.

   200, 220 və 250 istifadə etdim və bütün rezistorlar yaxşı işləyir

4. Cari hesablama I = V / R, I = 3.3V / 250*Ohms = 13 ma.
5. PC817 giriş LED -inin təhlükəsiz tərəfi üçün sıfır hesab edilən bəzi müqavimətləri var.

Giriş keçid dövrəsinin seçimi

1. PC817 optocouplers 220 ohm cərəyan məhdudlaşdıran müqavimət ilə giriş dövrəsində istifadə olunur.
2. Optocoupler-in çıxışı GPIO ilə birlikdə Pull-UP rezistoru ilə əlaqələndirilir.

Addım 8: Circuit Layout Hazırlanması

Bütün komponentləri seçdikdən və naqillərin metodologiyasını təyin etdikdən sonra hər hansı bir proqramdan istifadə edərək Circuit -in inkişafına davam edə bilərik.

Veb əsaslı PCB inkişaf etdirmə platforması olan Easyeda'dan istifadə etdim və istifadəsi asandır.

Easyeda URL:- EsasyEda

Sadə izah üçün bütün dövrəni hissələrə ayırdım. və birincisi Güc dövrəsidir.

Güc dövrəsi A:- 230 VAC- 5VDC

1. HI-Link, 230Vac-ı 5 V DC-ə çevirmək üçün istifadə olunan HLK-PM01 SMPS edir.
2. Maksimum güc 3 vattdır. 600 ma təmin edə biləcəyi deməkdir.

Güc dövrəsi B:- 5VDC- 3.3VDC

Bu PCB DIY rejimi olduğu üçün. 5V -ni 3.3V -ə çevirmək üçün iki üsul təqdim etdim.

1. AMS1117 gərginlik tənzimləyicisindən istifadə.
2. Buck Converter istifadə edin.

hər kəs komponentin mövcudluğuna görə istifadə edə bilər.

Addım 9: ESP8266 Kablolama

Şəbəkəni sadə etmək üçün xalis port seçimi istifadə olunur.

Net port nədir?

1. Net yazı, ümumi qovşağa ad verə biləcəyimiz deməkdir.
2. Easyeda eyni hissəni fərqli bir hissədə istifadə edərək, eyni adı tək bir cihaz olaraq qəbul edəcək.

Esp8266 kabelinin bəzi əsas qaydaları

1. CH_PD pininin yüksək olması tələb olunur.
2. Normal iş zamanı yüksək olması üçün lazım olan pimi sıfırlayın.
3. GPIO 0, 1 və 2 açılış zamanı aşağı deyil.
4. Yükləmə zamanı GPIO 15 yüksək səviyyədə olmamalıdır.
5. Yuxarıda göstərilən bütün məqamları nəzərə alaraq ESP8266 kabel qurma sxemi hazırlanır. & sxematik şəkildə göstərilmişdir.
6. GPIO2, Başlanğıc zamanı GPIO2 LOW -un qarşısını almaq üçün Tərs polaritedə Status LED və bağlı LED olaraq istifadə olunur.

Addım 10: ESP8266 Çıxış Kommutasiya Dövrü

ESO8266 GPIO 0, 1, 5, 15 və 16 çıxış kimi istifadə olunur.

1. GPIO 0 və 1 -i yüksək səviyyədə saxlamaq üçün onun naqilləri digər çıxışlardan bir qədər fərqlidir.

   1. Bu pin, açılış zamanı 3.3V -dədir.
   2. Anod olan PC817 -nin PIN1 -i 3.3V -a qoşulur.
   3. Katod olan PIN2, cari məhdudlaşdırıcı müqavimət (220/250 Ohm) istifadə edərək GPIO -ya qoşulur.
   4. İrəli qərəzli Diod 3.3V (0.7V diod düşməsi) keçə bildiyi üçün hər iki GPIO da açılış zamanı demək olar ki, 2.5 VDC alır.

2. PC817 Anodu və Ground PIN1 ilə bağlı qalan GPIO pin, cari məhdudlaşdırıcı müqavimət istifadə edərək Katod olan PIN2 ilə bağlıdır.

   1. Ground Katodla əlaqəli olduğu üçün PC817 LED -dən keçəcək və GPIO -nu aşağı səviyyədə saxlayacaq.
   2. Bu, açılış zamanı GPIO15 LOW edir.
3. Hər üç GPIO -nun problemini fərqli kabel sxemləri tətbiq edərək həll etdik.

Addım 11: Esp8266 Giriş

Giriş olaraq GPIO 3, 4, 12, 13 və 14 istifadə olunur.

Giriş naqilləri sahə cihazına qoşulduğundan ESP8266 GPIO üçün qorunma tələb olunur.

Giriş izolyasiyası üçün istifadə olunan PC817 optokupl.

1. PC817 Giriş Katotları, cərəyan məhdudlaşdırıcı müqavimət (250 Ohm) istifadə edərək Pin başlıqları ilə birləşdirilir.
2. Bütün Optocoupler anodu 5VDC ilə bağlıdır.
3. Giriş pimi Ground -a qoşulduqda, Optocoupler qərəzli olacaq və çıxış tranzistoru açılacaq.
4. Optocoupler kollektoru GPIO ilə birlikdə 10 K çəkmə rezistoru ilə əlaqələndirilir.

Pull-up nədir?

• Qalxma müqaviməti GPIO-nu sabit saxlamaq üçün istifadə olunur, GPIO ilə əlaqəli yüksək dəyərli bir rezistor və digər ucu 3.3V-ə qoşulur.
• bu GPIO -nu yüksək səviyyədə saxlayır və yanlış tetiklemenin qarşısını alır.

Addım 12: Son Şematik

Bütün hissələri tamamladıqdan sonra naqilləri yoxlamaq vaxtıdır.

Easyeda Bunun üçün bir xüsusiyyət təmin edin.

Addım 13: PCB -ni çevirin

Dövrü PCB Layoutuna çevirmək üçün addımlar

1. Dövrdən sonra onu PCB düzülüşünə çevirə bilərik.
2. Easyeda sisteminin PCB -yə çevir seçiminə basaraq Şemanın PCB Layout -a çevrilməsi başlayacaq.
3. Hər hansı bir kabel xətası və ya istifadə edilməmiş sancaqlar varsa, Xəta/Siqnal yaradır.
4. Proqram təminatı səhifəsinin Sağ tərəfindəki Səhvləri yoxlayaraq hər bir xətanı tək -tək həll edə bilərik.
5. PCB düzeni bütün səhvlərin aradan qaldırılmasından sonra yaradılır.

Addım 14: PCB Layout & Componant Aranjmanı

Uyğun Yerləşdirmə

1. Bütün komponentləri faktiki olaraq

2. Ölçülər və etiketlər PCB düzeni ekranında göstərilir.

   İlk addım komponenti tənzimləməkdir

3. Mümkün olduğunca Yüksək və Alçaq gərginlikli komponentləri qoymağa çalışın.

4. Hər bir komponenti PCB ölçüsünə uyğun olaraq tənzimləyin.

   Bütün komponentləri düzəltdikdən sonra izlər yarada bilərik

5. (izlərin eni dövrə hissəsinin cərəyanına görə tənzimlənməlidir)
6. Bəzi izlər, düzeni dəyişdirmə funksiyasından istifadə edərək pcb -nin altında izlənilir.
7. İstehsaldan sonra lehim tökmək üçün güc izləri açıq qalır.

Addım 15: Final PCB Layout

Addım 16: 3D Görünüşünü yoxlayın və Ggerber Faylını Yaratın

Easyeda, PCB -nin 3D görünüşünü yoxlaya biləcəyimiz və istehsaldan sonra necə göründüyünü öyrənə biləcəyimiz 3D görünüş seçimi təqdim edir.

3D görünüşü yoxladıqdan sonra Gerber faylları yaradın.

Addım 17: Sifariş verin

Nəsil Gerber fayl sistemi, son PCB düzülüşünün Ön görünüşünü və 10 PCB dəyərini təmin edir.

"JLCPCB -də Sifariş et" düyməsinə basaraq birbaşa JLCPCB -yə sifariş verə bilərik.

İstəyə görə rəng maskalanmasını və çatdırılma üsulunu seçə bilərik.

Sifariş verərək və ödəyərək 15-20 gün ərzində PCB alırıq.

Addım 18: PCB almaq

Alındıqdan sonra PCB -ni öndən və arxadan yoxlayın.

Addım 19: PCB üzərində Companant Soldring

PCB -də komponent identifikasiyasına görə bütün komponentlərin lehimlənməsi başlandı.

Diqqət yetirin:- Bir hissənin izi geridədir, buna görə son lehimdən əvvəl PCB və hissə kitabçasındakı etiketləri yoxlayın.

Addım 20: Güc İzinin Qalınlığı Artırılır

Güc bağlantısı yolları üçün PCB düzülüşü zamanı açıq yollar qoyuram.

Şəkildə göstərildiyi kimi bütün güc izləri açıqdır, buna görə qarağatın qulluq qabiliyyətini artırmaq üçün üzərinə əlavə lehim tökülür.

Addım 21: Son yoxlama

Bütün komponentlər lehimləndikdən sonra multimetrdən istifadə edərək bütün komponentlər yoxlanılır

1. Rezistor dəyər yoxlanışı
2. Optocoupler LED yoxlanılması
3. Topraklama yoxlanışı.

Addım 22: Yanan Firmware

ESP yükləmə rejiminə keçmək üçün üç PCB atlayıcısı istifadə olunur.

FTDI Çipinin 3.3VDC -də Güc seçimi Jumper -i yoxlayın.

FTDI çipini PCB -yə qoşun

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

Addım 23: ESP -də Flash Tasamota Firmware

ESP8266 -da Flash Tasmota

1. Tasamotizer və tasamota.bin faylını yükləyin.
2. Tasmotizer-in yükləmə linki:- tasmotizer
3. Təsamota.bin yükləmə linki:- Tasmota.bin
4. Tasmotazer qurun və açın.
5. Tasmotizer -də Selectport qazma şəfəqini vurun.
6. FTDI bağlıdırsa, port siyahıda görünür.
7. Siyahıdan bir port seçin.
8. aç düyməsini basın və yükləmə yerindən Tasamota.bin faylını seçin.
9. yanıb sönməzdən əvvəl silmək seçiminə vurun (hər hansı bir məlumat varsa spiff silin)
10. Tasamotize düyməsini basın! Düymə
11. hər şey qaydasındadırsa, flaşı silmək üçün irəliləyiş çubuğu əldə edəcəksiniz.
12. proses başa çatdıqda "esp -i yenidən başlat" açılır pəncərəsi görünür.

FTDI -ni PCB -dən ayırın.

Üç tullananı Flash -dan Run Side -ə dəyişdirin.

Addım 24: Tasmota qurmaq

AC gücünü PCB -yə qoşun

Tasmota konfiqurasiya onlayn yardımı: -Tasmota konfiqurasiya yardımı

ESP başlayacaq və PCB flaşının tək başına Status rəhbərliyi. Noutbukda Wifimanger -i açın, onu birləşdirən yeni AP "Tasmota" göstərir. bağlı veb səhifə açıldıqdan sonra.

1. Wifi Konfiqurasiya səhifəsində yönlendiricinizin WIFI ssid və parolunu konfiqurasiya edin.
2. Yadda saxladıqdan sonra cihaz yenidən başlayacaq.
3. Yenidən qoşulduqdan sonra marşrutlaşdırıcınızı açın, yeni cihazın ipini yoxlayın və IP -ni qeyd edin.
4. veb səhifəni açın və həmin IP -ni daxil edin. Tasmota ayarı üçün veb səhifəsi açıqdır.
5. Modul tipini (18) konfiqurasiya modulu seçimində təyin edin və bütün giriş və çıxışları konfiqurasiya görüntüsündə qeyd edildiyi kimi təyin edin.
6. PCB -ni yenidən başladın və getmək yaxşıdır.

Addım 25: Kablolama Kılavuzu və Demo

PCB -nin son naqilləri və sınaqları

Bütün 5 girişin naqilləri 5 keçid/düyməyə bağlıdır.

Bütün 5 cihazın ikinci bağlantısı giriş başlığının Ümumi "G" telinə bağlıdır.

Çıxış tərəfi 5 Tel 5 ev cihazına qoşulur.

PCB girişinə 230 verin.

5 Giriş və 5 Çıxışlı Smart Swith istifadəyə hazırdır.

Məhkəmə demosu:- Demo