Techswitch 1.0

Memperkasakan rumah pintar oleh TechSwitch-1.0 (Mod DIY).

Apakah TechSwitch-1.0 (Mod DIY)

TechSwitch-1.0 adalah suis pintar berdasarkan ESP8266. ia boleh mengawal 5 peralatan rumah.

Mengapa ia mod DIY ??

1. Ia direka untuk memancarkan semula masa. terdapat dua jumper pemilihan mod pada PCB.

1) Jalankan Mod: - untuk operasi tetap.

2) Flash Mode: - dalam pengguna mod ini boleh cip semula flash dengan mengikuti prosedur Re-flash.

3) Input analog: - ESP8266 mempunyai satu ADC 0-1 Vdc. Tajuknya juga disediakan pada PCB untuk bermain dengan mana-mana sensor Analog.

Spesifikasi Teknikal TechSwitch-1.0 (mod DIY)

1. 5 Output (230V AC) + 5 Input (0VDC switching) + 1 Input analog (0-1VDC)

2. Penilaian: - 2.0 Amps.

3. Menukar elemen: - SSR + Zero Crossing switching.

4. Perlindungan: - Setiap output dilindungi oleh 2 Amp. fius kaca.

5. Firmware digunakan: - Tasmota mudah digunakan dan firmware stabil. Ia boleh difahami oleh firmware yang berbeza sebagai mod DIY.

6. Input: - Memilih pasangan yang digabungkan (-Ve).

7. Pengatur kuasa ESP8266 boleh menjadi mod dwi: - boleh menggunakan penukar Buck serta regulator AMS1117.

Bekalan:

• BOQ terperinci dilampirkan.

  · Bekalan Kuasa: - Jadikan: - Hi-Link, Model: - HLK-PM01, 230V oleh 5 VDC, 3W (01)

  · Mikrokontroler: - ESP12F (01)

  · 3.3 pengawal selia VDC: - Peruntukan dua kali mana-mana satu boleh digunakan

  · Penukar Buck (01)

  · AMS1117 Voltage regulator. (01)

  · PC817: - Opt coupler Make: - Pakej Sharp: -THT (10)

  · G3MB-202PL: - SSR Membuat Omron (05), Pensuisan sifar Zero.

  · LED: -Color: - Sebarang, Pakej THT (01)

  · 220 atau 250 Ohm Perintang: - Seramik (11)

  · 100 Ohm Resistor: - Seramik (5)

  · 8k Ohm Resistor: - Seramik (1)

  · 2k2 Ohm Resistor: - Seramik (1)

  · 10K Ohm Resistor: - Seramik (13)

  · Tekan butang: -Part Kod: - EVQ22705R, Jenis: - dengan Dua terminal (02)

  · Fius Kaca: - Jenis: - Kaca, Penilaian: - 2 Amp @ 230V AC. (5)

  · Header Male PCB: - Tiga header dengan Tiga pin & Satu header dengan 4 Pin. jadi satu baris Strip header lelaki lebih baik untuk mendapatkan.

Langkah 1: Konsep Finalis.

Memuktamadkan Konsep: - Saya telah menentukan keperluan seperti di bawah.

1. Membuat Switch Smart mempunyai 5 Switch & Can dikendalikan oleh WIFI.

2. Ia boleh beroperasi dengan WIFI dengan Suis fizikal atau Pushbutton.

3 Suis boleh menjadi mod DIY supaya boleh RE-Flashed.

4. Ia boleh dimuatkan dalam papan suis yang sedia ada tanpa menukar sebarang suis atau pendawaian.

5. SEMUA GPIO Mikrokontroller digunakan kerana mod DIY.

6. Suis peranti harus SSR & sifar menyeberang untuk mengelakkan bunyi nois & beralih.

7. Saiz PCB Harus cukup kecil supaya ia boleh muat dalam papan suis yang sedia ada.

Seperti yang kita muktamad keperluan, langkah seterusnya adalah untuk memilih perkakasan.

Langkah 2: Pemilihan Mikrokontroler

Kriteria pemilihan mikrokontroler.

1. GPIO yang diperlukan: -5 input + 5 Output + 1 ADC.
2. Wifi diaktifkan
3. Mudah untuk Re-flash untuk menyediakan fungsi DIY.

ESP8266 sesuai untuk requriement di atas. ia mempunyai 11 GPIO + 1 ADC + WiFi yang didayakan.

Saya telah memilih modul ESP12F yang merupakan papan pemantauan mikropengawal ESP8266, ia mempunyai formfactor kecil & semua GPIO dihuni untuk kegunaan mudah.

Langkah 3: Menyemak GPIO Detail ESP8266 Board.

• Sepertimana data ESP8266 beberapa GPIO digunakan untuk fungsi khas.
• Semasa Percubaan Breadboard saya menggaruk kepalaku kerana tidak dapat boot.
• Akhirnya dengan penyelidikan di internet dan bermain dengan papan roti saya telah meringkaskan data GPIO dan membuat jadual mudah untuk pemahaman yang mudah.

Lampiran

• 
  
  PIN detail.pdf Muat turun

Langkah 4: Pemilihan Bekalan Kuasa.

Pemilihan Bekalan Kuasa.

• Di India 230VAC adalah bekalan domestik. sebagai ESP8266 beroperasi pada 3.3VDC, kita perlu memilih bekalan kuasa 230VDC / 3.3VDC.
• Tetapi peranti Switching Power yang SSR & beroperasi pada 5VDC jadi saya terpaksa memilih Bekalan Kuasa yang mempunyai 5VDC juga.
• Akhir sekali bekalan kuasa terpilih mempunyai 230V / 5VDC.
• Untuk mendapatkan 3.3VDC saya telah memilih penukar Buck yang mempunyai 5VDC / 3.3VDC.
• Seperti yang kita perlu reka bentuk mod DIY saya juga menyediakan peruntukan pengatur voltan linear AMS1117.

Kesimpulan Akhir.

Penukaran bekalan kuasa pertama ialah 230VAC / 5 VDC yang mempunyai kapasiti 3W.

1. HI-LINK menjadikan HLK-PM01 smps.

Penukaran kedua ialah 5VDC hingga 3.3VDC

1. Untuk ini saya telah memilih penukar 5V / 3.3V Buck & peruntukan pengatur voltan AMS1117 Linear.

PCB dibuat sedemikian rupa sehingga boleh menggunakan penukar AMS1117 atau buck (Siapapun satu).

Langkah 5: Pemilihan Peranti Beralih.

• Saya telah memilih Omron Make G3MB-202P SSR
  • SSR mempunyai 2 amp. keupayaan semasa.
  • Boleh beroperasi pada 5VDC.
  • Menyediakan Pertukaran Persilangan Zero.
  • Litar Snubber terbina.

Apakah Zero Crossing?

• Bekalan 50 HZ AC adalah voltan sinusoidal.
• Bekalan polaritas voltan berubah setiap 20 mille & 50 kali dalam satu saat.
• Voltan mendapat sifar setiap 20 mille kedua.
• Menyeberang sifar SSR mengesan potensi voltan sifar dan menghidupkan output pada contoh ini.
  • Sebagai contoh: - jika arahan dihantar pada 45 Ijazah (voltan pada puncak maksimum), SSR dihidupkan pada 90 darjah (apabila voltan adalah sifar).
• Ini mengurangkan litar beralih & bunyi bising.
• Titik merentas sifar ditunjukkan dalam imej yang dilampirkan (teks diserlahkan merah)

Lampiran

• 
  
  g3mb-ssr-datasheet.pdf Muat turun

Langkah 6: Pemilihan PIN ESP8266.

ESP8266 mempunyai 11 pin GPIO dan Satu ADC. (Rujuk Langkah 3)

Pemilihan pin esp8266 adalah penting kerana di bawah kritikan.

Kriteria untuk pemilihan Input: -

• GPIO PIN15 Diperlukan untuk menjadi Rendah semasa Bootup ESP bijak lain tidak akan boot.
  • Ia cuba bootup dari kad SD jika GPIO15 Tinggi semasa Bootup.
• ESP8266 neve Boot Jika GPIO PIN1 atau GPIO 2 atau GPIO 3 adalah LOW semasa bootup.

Kriteria untuk Pemilihan Output: -

• PIN GPIO 1, 2, 15 & 16 mendapat Tinggi semasa Bootup (untuk pecahan masa).
• jika kita menggunakan pin ini sebagai input & PIN adalah pada tahap LOW semasa bootup maka pin ini rosak disebabkan oleh litar pintas antara PIN yang rendah tetapi ESP8266 turin ia HIGH semasa bootup.

Kesimpulan akhir: -

Akhirnya GPIO 0, 1, 5, 15 & 16 dipilih untuk output.

GPIO 3, 4, 12, 13 & 14 dipilih untuk Input.

Menghalang: -

• GPIO1 & 3 adalah pin UART yang digunakan untuk memancarkan ESP8266 & kami juga mahu menggunakannya sebagai output.
• GPIO0 digunakan untuk meletakkan ESP dalam mod denyar & kami juga memutuskan untuk menggunakannya sebagai output.

Penyelesaian untuk mengekang di atas: -

1. Masalah diselesaikan dengan menyediakan dua jumper.
   1. Jumper mod Flash: - Dalam kedudukan ini semua tiga pin diasingkan dari litar beralih dan disambungkan ke header mod flash.
   2. Run mode jumper: - Dalam kedudukan ini semua tiga pin akan disambungkan ke litar beralih.

Langkah 7: Pemilihan Optocoupler.

Detail PIN: -

• Sisi input PIN 1 & 2 (LED terbina)
  • Pin 1: - Anod
  • Pnd 2: - Katod
• PIN 3 & 4 Output Side (Foto transistor.
  • Pin 3: - Pemancar
  • Pin 4: - Pemungut

Pemilihan litar suis output

1. ESP 8266 GPIO boleh memberi makan hanya 20 ma seperti esprissif.
2. Optocoupler digunakan untuk melindungi PIN ESP GPIO semasa menukar SSR.
3. 220 Ohms perintang digunakan untuk menghadkan semasa GPIO.
   • Saya telah menggunakan 200, 220 & 250 & semua perintang bekerja dengan baik.
4. Pengiraan semasa I = V / R, I = 3.3V / 250 * Ohms = 13 ma.
5. PC817 input LED mempunyai beberapa rintangan yang dianggap sebagai sifar untuk sampingan yang selamat.

Pemilihan litar suis input.

1. PC817 optocouplers digunakan dalam litar masukan dengan 220 ohm semasa mengehadkan perintang.

2. Output optocoupler dihubungkan dengan GPIO bersama dengan perintang Pull-UP.

Langkah 8: Persediaan Layout Litar.

Selepas pemilihan semua komponen dan menentukan metodologi pendawaian, kita boleh teruskan untuk membangunkan Litar menggunakan sebarang perisian.

Saya telah menggunakan Easyeda yang merupakan platform pembangunan PCB berasaskan Web dan mudah digunakan.

URL Easyeda: - EsasyEda

Untuk penjelasan ringkas saya telah membahagikan litar keseluruhan dalam ketulan. & pertama ialah litar Kuasa.

Litar kuasa A: - 230 VAC kepada 5VDC.

1. HI-Link menjadikan HLK-PM01 SMPS digunakan untuk menukar 230Vac kepada 5 V DC.
2. Kuasa maksimum ialah 3 Watt. bermakna ia boleh membekalkan 600 ma.

Litar kuasa B: - 5VDC hingga 3.3VDC.

Oleh kerana PCB ini adalah mod DIY. saya telah menyediakan dua kaedah untuk menukar 5V kepada 3.3V.

1. Menggunakan pengatur voltan AMS1117.
2. Menggunakan Penukar Penukar.

sesiapa sahaja boleh digunakan mengikut ketersediaan komponen.

Langkah 9: ESP8266 Pendawaian

Pilihan port bersih digunakan untuk membuat skema mudah.

Apakah port bersih ??

1. Pos bersih bermakna kita boleh memberikan nama kepada persimpangan umum.
2. dengan menggunakan nama yang sama di bahagian yang berlainan, Easyeda akan menganggap semua nama yang sama sebagai peranti bersambung tunggal.

Beberapa peraturan asas pendawaian esp8266.

1. PIN CH_PD diperlukan untuk menjadi tinggi.
2. Tetapkan semula pin yang perlu tinggi semasa operasi normal.
3. GPIO 0.1 & 2 shoud tidak pada Low semasa boot.
4. GPIO 15 tidak sepatutnya berada di tahap tinggi semasa Booting.
5. Memandangkan semua perkara di atas dalam skema ESP8266 pendawaian disediakan. & ditunjukkan dalam imej skematik.
6. GPIO2 digunakan sebagai Status LED & disambungkan LED dalam kekutuban Songsang untuk mengelakkan GPIO2 LOW semasa Bootup.

Langkah 10: ESP8266 Output Switching Circuit

ESO8266 GPIO 0, 1, 5, 15 & 16 digunakan sebagai output.

1. Untuk memastikan GPIO 0 & 1 pada tahap tinggi pendawaiannya sedikit berbeza daripada output lain.
   1. Booth pin ini pada 3.3V semasa boot.
   2. PIN1 PC817 yang anod disambungkan kepada 3.3V.
   3. PIN2 yang Cathode disambungkan ke GPIO menggunakan penghalang pengehad arus (220/250 Ohms).
   4. Oleh kerana Diode bias ke hadapan boleh lulus 3.3V (0.7V diode drop) Kedua GPIO mendapatkan hampir 2.5 VDC semasa boot up.
2. PIN GPIO yang tersambung dengan PIN1 wihich ialah Anode PC817 & Ground dihubungkan dengan PIN2 yang Katode menggunakan penghalang menghadkan semasa.
   1. Sebagai Ground terhubung dengan Cathode ia akan lulus dari PC817 LED dan menjaga GPIO pada tahap rendah.
   2. Ini menjadikan GPIO15 LOW semasa boot.
3. Kami menyelesaikan masalah ketiga-tiga GPIO dengan mengguna pakai skema pendawaian yang berbeza.

Langkah 11: Input Esp8266.

GPIO 3, 4, 12, 13 & 14 digunakan sebagai input.

Oleh kerana pendawaian Input akan disambungkan ke peranti medan, perlindungan diperlukan untuk ESP8266 GPIO.

PC817 optocoupler digunakan untuk pengasingan input.

1. PC817 Input Cathodes disambungkan dengan pengepala Pin yang menggunakan perintang had semasa (250 Ohms).
2. Anode semua Optocoupler dihubungkan dengan 5VDC.
3. Apabila pin input disambungkan ke Ground, Optocoupler akan memancarkan bias dan output transistor dihidupkan.
4. Pemungut optocoupler dihubungkan dengan GPIO bersama-sama dengan 10 K Pull-up perintang.

Apa itu Pull-up ???

• Pull-up resistor digunakan Untuk memastikan GPIO stabil, penghalang nilai tinggi yang berkaitan dengan GPIO dan hujung yang lain disambungkan kepada 3.3V.
• ini menjaga GPIO pada tahap tinggi dan mengelakkan pencetus palsu.

Langkah 12: Skema Akhir

Selepas Penyiapan semua bahagian masa untuk memeriksa pendawaian.

Ciri Penyediaan Easyeda untuk ini.

Langkah 13: Menukar PCB

Langkah-langkah untuk menukar Litar ke Layout PCB

1. Litar Selepas kita boleh menukarnya ke susunatur PCB.
2. Dengan menekan Tukar kepada pilihan PCB sistem Easyeda akan memulakan penukaran Skema masuk ke Layout PCB.
3. Jika apa-apa ralat pendawaian atau pin yang tidak digunakan hadir maka Ralat / penggera menjana.
4. Dengan memeriksa Ralat di bahagian sebelah kanan halaman pembangunan Perisian, kami dapat menyelesaikan setiap kesilapan satu demi satu.
5. Susun atur PCB dihasilkan selepas semua resolusi ralat.

Langkah 14: Susunatur PCB & Komponen.

Penempatan Komponen

1. Semua komponen dengan sebenarnya
2. dimensi dan label ditunjukkan dalam skrin susunatur PCB.
   1. Langkah pertama adalah untuk mengatur komponen.
3. Cuba masukkan voltan tinggi dan komponen voltan rendah sejauh mungkin.
4. Laraskan setiap komponen mengikut saiz PCB yang diperlukan.
   1. Selepas mengatur semua komponen, kita boleh membuat jejak.
5. (jejak lebar diperlukan untuk disesuaikan mengikut arus bahagian litar)
6. Beberapa jejak dikesan di bawah pcb menggunakan fungsi perubahan susun atur.
7. Jejak kuasa yang disimpan terdedah untuk penyerapan pateri selepas fabrikasi.

Langkah 15: Layout PCB Akhir.

Langkah 16: Semak Lihat dan Menjana Ggerber Fail 3D.

Easyeda menyediakan pilihan paparan 3D di mana kita boleh menyemak paparan 3D PCB dan mendapatkan idea bagaimana ia kelihatan selepas fabrikasi.

Selepas menyemak paparan 3D Menjana fail Gerber.

Langkah 17: Meletakkan Perintah.

Selepas Generasi sistem fail Gerber menyediakan pandangan depan susun atur PCB akhir dan kos 10 PCB.

Kami boleh membuat pesanan kepada JLCPCB secara langsung dengan menekan butang "Perintah di JLCPCB".

Kita boleh memilih pelekat warna mengikut keperluan dan pilih cara penghantaran.

Dengan meletakkan pesanan dan membuat pembayaran, kami mendapat PCB dalam masa 15-20 hari.

Langkah 18: Meningkatkan PCB.

Periksa PCB depan dan belakang selepas menerima.

Langkah 19: Component Soldring pada PCB.

Seperti pengenalpastian komponen ON PCB semua komponen pematerian bermula.

Perhatikan: - Sesetengah jejak bahagian adalah sisi ke belakang supaya memeriksa pelabelan pada PCB dan manual bahagian sebelum pematerian terakhir.

Langkah 20: Kekuatan Peningkatan Ketangkasan Kuasa.

Untuk trek sambungan kuasa, saya meletakkan laluan terbuka semasa proses susunatur PCB.

Seperti yang ditunjukkan dalam gambar semua jejak kuasa terbuka sehingga menuangkan pematerian tambahan di atasnya untuk meningkatkan kapasiti penyayang currant.

Langkah 21: Pemeriksaan Akhir

Selepas pematerian semua komponen cheeked semua komponen menggunakan milimeter.

1. Pemeriksaan resistorvalue
2. Pemeriksaan LED Optocoupler
3. Pemeriksaan asas.

Langkah 22: Firma Firmware Berkelip.

Tiga jumper PCB digunakan untuk meletakkan esp dalam mod but.

Semak Jumper pemilihan kuasa pada 3.3VDC Cip FTDI.

Sambung cip FTDI ke PCB

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

Langkah 23: Flash Tasamota Firmware pada ESP.

Flash Tasmota pada ESP8266

1. Muat turunTasamotizer & fail tasamota.bin.
2. Muat turun pautan Tasmotizer: - tasmotizer
3. Muat turun pautan tasamota.bin: - Tasmota.bin
4. Pasang tasmotazer dan bukanya.
5. Dalam tasmotizer klik selectport dram fajar.
6. jika FTDI disambungkan maka port muncul dalam senarai.
7. Pilih pelabuhan dari senarai (dalam kes beberapa port, periksa pelabuhan mana FTDI)
8. klik butang terbuka dan Pilih fail Tasamota.bin dari lokasi muat turun.
9. klik pada Padam sebelum pilihan berkedip (jelas bersinar jika data ada)
10. Tekan Tasamotize! Butang
11. jika semuanya ok, anda akan mendapat progressbar memadam flash.
12. sekali proses selesai ia menunjukkan "restart esp" popup.

Putuskan FTDI dari PCB.

Tukar Tiga pelompat dari Flash ke Jalankan Sampingan.

Langkah 24: Tetapkan Tasmota

Sambungkan kuasa AC ke PCB

Tasmota configration bantuan dalam talian: -Tasmota bantuan pertikaian

ESP akan bermula dan Status diketuai oleh kilat PCB. Buka Wifimanger pada Laptop Ia menunjukkan AP baru "Tasmota" menyambungkannya. sekali laman web yang dihubungkan dibuka.

1. Konfigurasi WIFI ssid & Kata laluan router anda dalam Konfigurasi halaman Wifi.
2. Peranti akan dimulakan semula selepas menyimpan.
3. Setelah menyambung semula Buka penghala anda, periksa ip peranti baru & perhatikan IPnya.
4. buka halaman web dan masukkan IP tersebut. Halaman web terbuka untuk tetapan tasmota.
5. Tentukan jenis Modul (18) dalam pilihan modul kekeliruan dan tetapkan semua input & output seperti yang disebut dalam imej komnfigrasi.
6. mulakan semula PCB dan yang baik untuk pergi.

Langkah 25: Panduan Pengendalian dan Demo

Pendawaian & Ujian Akhir PCB

Pendawaian semua 5 input disambungkan kepada 5 Switch / Buttone.

Sambungan kedua bagi semua 5 peranti disambungkan kepada dawai "G" biasa pengepala input.

Bahagian keluaran 5 Wayar menyambung kepada 5 applieance rumah.

Berikan 230 kepada input PCB.

Swith Smart dengan 5 Output Input & 5 bersedia untuk digunakan.

Demo trial: - Demo