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[原创] 庆祝开版 我来发一个基于ESP8266的三路86面板智能开关

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TwoOne 发表于 2020-5-15 00:00:51 | 显示全部楼层 |阅读模式 IP:–四川–绵阳 联通
本帖最后由 TwoOne 于 2020-5-15 00:02 编辑
& o. L, D4 D. E0 S. K, ~6 B! i% A
物联网板块今天开版,承蒙矿渣各位管理的抬爱,在此版块作为版主,为大家服务~5 V& Y2 v* |2 @# n9 }0 o
我喜欢折腾硬件,热爱开源精神,未来我会尽力填充优质的内容,尽力让大家在物联网、智能家居里愉快遨游~
就像今天分享的这个作品,我给它取的名字叫Spark,取义火花,正如一句话所说:“聚似一团火,散若满天星”,86面板中的分布式控制就像一点点小的火花,无数个小火花般的智能设备组成庞大的智能家居网络和系统,点亮我们的智慧惬意生活。我也希望我的作品能够帮助到各位,为大家的智慧生活贡献一点力量,哪怕仅是火花一般微弱渺小,也有点亮整个星空的无穷潜力。8 P0 n/ D5 R, y+ {! k
9 r6 J8 G4 W& }( I' L
首先放图:
6 y. x, {: i- T! Y0 Z- V9 T Side.jpg
9 B  H  m& ?2 [1 |
# q6 C6 C' S4 M$ M% [1 g正文开始:/ v- T! R9 g- |$ T
去年进了智能家居的坑之后,就想给自己家里打造一套廉价实用极具科技感的智能家居设备。所以我也详细了解了市面上的一些智能家居的产品,浏览了一圈,功能非常丰富,但是价格非常高,而且也并不完全满足我的想法,所以最终打算自己做一整套生态出来。自己做肯定有难度,但是不断摸索我也有不小的进展。我自己也有不少的装备设备,烙铁热风枪焊板子,3D打印机打外壳,不说媲美商品成品,基本上能够满足我自己的需求就OK啦!
1 q% R) O$ q* j' x$ s

  z, _" Q" z! C
' Q- u) s. `: s/ V! a7 K& n
目前智能开关智能插座市面上有非常多。小米以及旗下各种颜色的米是应用范围最广的品牌,颜值高,价格高,但是灯具选择范围很小,几乎指定用自家的设备,对穷人非常不友好。易微联的模块,价格便宜,但是做工不是特别考究,一大块不知道放在哪里,内部继电器的容量过小,AC电源线飞线。。。
+ I8 I" i) W' G/ H/ O1 |7 y0 i7 J于是我只能自己动手,做一款真正属于我自己的设备,或者说产品。我并不打算复制小米的模式,只是想打造一个属于自己的系统,自己对系统有完完全全的支配权,能够随心所欲地跟着自己的想法去走,产品设计也更加灵活和丰富。

! T: X, |6 P7 B

( ~2 u5 `1 q! I" |- u( v
所以首先是确定需求。  [* N% r" `6 s6 O
1、整个电路板尺寸小,集成度高,能放进86暗盒里,安装方便;
! B: s0 c3 M8 e) J: D) D7 s, V9 y2、三路开关,容量大,继电器16A以上,让开关和插座通吃;
. C! m9 E# k$ P# \$ ?5 Y3、220V直接供电,方便取电(开关、插座内有零火线);
* P4 x4 ^$ B/ b* a  b8 J/ g4、预留三路自复位开关的连接座,自复位开关可以直接连接;
% B3 o% e6 i+ e5、能够离线控制。当路由器故障、WiFi断开时,按动自复位开关仍然能够响应动作;
# \3 l9 D* a1 z- F6、稳定,稳定,稳定!
" j) g1 l3 T6 S& E; \) X( q
基于以上的设计理念,我前前后后花了两个月的时间,一共改了10版,板子都打了N多次,最终我的设计:
1、尺寸小,集成度高,安装方便。' |/ n3 H# J2 \2 I! c
尺寸63mmx63mm,可直接放进86暗盒,直接安装在开关或插座面板下方;4 v& L/ A1 f( z4 U1 V
220V直接供电,无需单独电源。
3、预留自复位开关连接座,自复位开关可直接连接,组成智能开关。
4、保护齐备,安全稳定。采用海凌科220v开关电源,稳定工作时间10000万小时+;8 z/ N, P% h) ~$ ]
带独立保险和抗雷击放浪涌MOV电阻,每一路均有光耦隔离,保护后级设备。
5、设计电电流大,发热量耗电量小,
3 G( ~; x9 p9 ?. D& L5 d继电器与布线设计电流为16A,大电流设计。接线端子可连接2.5平方线缆;
6、功耗低,上线后功耗为1w。

, {: K8 H, D; ^5 W4 n) C* Y; a% P' f9 z% ^" v7 b
Revise.jpg
' l* v& j; Y0 r6 z, E7 W5 X1 v
PCBs.jpg

% a* r4 S* B/ E# ?1 ?+ {$ M
PCB.jpg
0 d' a7 j  {$ d
Bottom.jpg

9 [. @8 ]" ^: |7 ~2 s' D$ ~0 u
USB power supply.jpg

8 m: I# D: [5 X4 x" \8 Y) ]
功耗测试:& y$ T: {/ ^$ ~
空载状态下(继电器不工作):5V 0.05A
Current1.jpg
9 u( K; x: I7 l% |5 c2 T
满载状态下(三路继电器接通):5V 0.27A
0 o& }1 o8 W% T7 @$ P5 I

* g% N: t1 I. d) S# [% S) o7 ?, d4 X" _
Current2.jpg

" Q" c, F; d( n! j3 l( ^
程序部分,我采用ESPHOME,这个平台相当强大,功能非常丰富,无需编程,只需简单配置就能轻松驾驭ESP系列的设备,这个有机会详细写一写。官方网址在这里:https://esphome.io/
; b/ D8 v+ h% l8 Q/ S0 ~直接贴出配置代码:

& H5 R4 ?0 b( H7 Q
esphome:
  name: switchtest
  platform: ESP8266
  board: esp01_1m
- F& h( @2 o' }, ^
wifi:
  ssid: "Jesse"
  password: "xxx"
  manual_ip:
    static_ip: 192.168.1.50
    gateway: 192.168.1.1
    subnet: 255.255.255.0  
  # Enable fallback hotspot (captive portal) in case wifi connection fails
  ap:
    ssid: "Switchtest Fallback Hotspot"
    password: "9ACWQVmeVHXL"
   
web_server:
  port: 80   
captive_portal:

$ i- m, I& h# z1 u  D
# Enable Home Assistant API
api:
5 w3 y, f6 U7 @) b* n4 C! S
ota:
' @0 U0 u! E% L3 E& }7 j
switch:
  - platform: gpio
    name: "开关1"
    id: kaiguan1
    pin:
      number: 13
      inverted: yes
      
  - platform: gpio
    name: "开关2"
    id: kaiguan2   
    pin:
      number: 12
      inverted: yes
      
  - platform: gpio
    name: "开关3"
    id: kaiguan3   
    pin:
      number: 16
      inverted: yes
      
binary_sensor:
  - platform: gpio
    pin:
      number: GPIO2
      mode: INPUT_PULLUP
      inverted: True
    name: "自复位开关1"
    on_press:
      - switch.toggle: kaiguan1
   
8 m) A5 |* m% m8 s# d
  - platform: gpio
    pin:
      number: GPIO4
      mode: INPUT_PULLUP
      inverted: True
    name: "自复位开关2"
    on_press:
      - switch.toggle: kaiguan2
   
  - platform: gpio
    pin:
      number: GPIO5
      mode: INPUT_PULLUP
      inverted: True
    name: "自复位开关3"
    on_press:
      - switch.toggle: kaiguan3

$ z" k7 B! c% w" J
% r0 e! `5 e4 Z  Y+ i$ E, j# H

/ p4 r5 A- \( \' _
需要注意,在我进行稳定性测试的过程中,在继电器闭合的情况下,继电器有时候会跳变一下。后来发现,去掉log配置即可解决这个问题。

/ s8 ^* r. h* T7 k7 D6 A0 e
测试视频:
b4a004f55452e66c80afd3d32368c29e.gif
: ?) Z8 ~% s9 Q7 O! j% m
相关文件下载:
Gerber文件: PCBGerber_Spark-ESP8266-Smart-Device_V10.0.zip (120.5 KB, 下载次数: 79)
BOM文件: Bom_Spark-ESP8266-Smart-Device_v10.0.zip (1.2 KB, 下载次数: 154)
固件: ESPhome-Spark-ESP8266-Smart-Device_V10.0.zip (280.31 KB, 下载次数: 69)
原理图: Schematic_Spark-ESP8266-Smart-Device_v10.0.pdf (106.76 KB, 下载次数: 134) ' P8 r% M1 q- \, ?: E4 D

7 W! o$ Q) X' I, h( ~* T使用相关说明:( Y7 U2 m8 r* Y! B" [% C8 L
1、自复位也支持三路,直接连接到板子上的那三个自复位开关座子里就行;
8 D6 `% D! Y' R! y. W6 j& [+ v2、继电器最大支持到16A,足够家庭中大部分电器的负载。  I3 o) p2 b0 h: X8 |
3、我发的配置文件和程序中没有log,请注意,务必不要加上log,否则会导致继电器随机抽风跳动,去掉log后正常。
: G2 e' o  q2 O

! G. A" H8 V. H# _2 C2 A5 V- _
使用方法:
1、烧录好固件后,spark上电会自动生成一个名为"Switchtest Fallback Hotspot"的AP,密码为9ACWQVmeVHXL,连接后即可进入配网页面,选择你家里的2.4G WiFi连接即可。此时spark会得到一个路由器分给的IP地址,在浏览器直接访问此地址,在web界面上即可控制三路开关。

. }8 [8 [' F  q. b
2、玩智能家居就不得不提homeassistant,spark支持接入homeassistant,在ha中点击选项,集成,添加esphome,输入spark的IP地址即可接入ha。homeassistant是一个非常热门的智能家居控制平台,不用多说,上几张图大家就知道是干嘛的了:
+ x. f# e) q1 w1 o
e335e22505fb0727698de438d478470.jpg
! N' r4 K8 y$ m/ U* T
013d1d0df3a169667d95000f8f11aae.jpg
% f7 {  W: N) K- Y8 p4 l+ h& r8 i- j. y2 i
未来将会有XX矿渣产品的定制版固件,烧录好就能直接运行ha,我们也将在此版块解锁更多关于ha的玩法和硬件。
此处将相关说明以Q&A的形式呈现出来:
5 _/ w  a1 ?) n6 {" p8 vQ1:单火可以用吗?我的面板能否装下?9 |6 r6 ~" z+ T/ A$ i3 l/ a4 M+ C3 d
A1:单火不行,未来根据我自己的需要可能会研究一下单火取点的模块;整个板子的尺寸是63x63x25,一般来说暗盒里没有密集的拉线是能够放下的。! [/ X0 `; t  M/ }( V/ @/ b: `, {) \
Q2、220v的电源模块可不可以用其他的?3 J0 R2 R% I; x9 K3 z8 f/ ]" U
A2:没问题,保证5v输出电流在500ma以上即可。值得一提,X宝很多220v电源价格非常低,我买过几个测试纹波太大,遂放弃。我选择的这个海凌科模块能够保证100000h的无故障时间,选择这款hilink的电源不仅价格高昂,还占用了巨大的PCB体积,但是这一切都是为了稳定,谁都不想出问题而贻笑大方,总之电源作为心脏,值得投入大成本。(非广告)* `! W  ?. h* D2 N) H
Q3:断网之后能否正常运行?
' n/ v  Q7 \  R  \A3:可以的,toggle写在了esp8266中,所以就算断网,按动自复位开关都能够正常响应。0 P5 u8 Z6 w. F2 i, L* \$ g: j% S
Q4:能不能改装成单路的或者双路?
% X9 v( D0 [, B! h5 x1 \
! Y. J% W7 }5 [: M. X8 \" m' Q$ B* g
写在最后:9 y' E5 n  h1 [4 j! T6 A4 P. B
这块板子的开发花费了大量的时间和精力,前前后后一共10次版本更新,只要大家不拿去商用,用在什么地方都可以,贯彻开源精神~帖子也没有什么隐藏什么扣分下载,如果能够回帖自己的安装使用情况那就更让我开心啦~
! }* L$ L% @+ u* M非常感谢矿渣论坛给我们提供的这样一个交流的平台,我也非常乐意把我自己做的一些项目分享给大家,诚然,由于我自己水平能力有限,做出来的产品肯定会有疏忽和漏洞,也希望大家不吝赐教,及时斧正,大家有什么需求也可以回帖告诉我,我会继续完善,没有最好只有更好。' E3 t3 v; s2 H0 \7 t
希望大家也能积极分享手中的作品,这样才能不断激发更优秀的项目,让论坛朝气蓬勃。
. P/ x9 e$ A# S3 q0 V6 x# m
9 ^" n3 [! v* K! L7 X( M- a谢谢大家的关注!(评分点赞暗示

1 B" e; Z1 J# a5 J7 F3 M* j* G
下期预告:
) P# x9 g: y; g% f: H
34ec57d50f760c3adee46b06c5d4266.jpg
16路30A集中控制智能开关Supersonic
5 J  p9 O- d0 b& S, U. P
Lightning2.jpg
# t& u/ a  ?! h, `
五路RGBWW智能灯带控制器Lightning

7 U+ _# ?2 `/ l# z' J
敬请期待!

% m/ h3 T& O/ ]9 h; e! c4 C6 W( [6 ~9 X9 p& k" W) F
1 {4 K) b- X* q) @2 `

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包松旺 + 5 + 5 卧槽,智能断路器,智能网关丫.
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小白 发表于 2020-5-15 00:09:03 来自手机 | 显示全部楼层 IP:–山西–太原 电信
沙发,前排围观

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brightforce 发表于 2020-5-15 00:14:55 | 显示全部楼层 IP:–广东–广州–天河区 电信
前排围观 帮顶

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Tenhai 发表于 2020-5-15 00:23:55 来自手机 | 显示全部楼层 IP:–广东–汕头 移动
高能了,感觉智能家居是和大趋势了,支持!!!

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矿渣论坛ID 发表于 2020-5-15 00:27:09 | 显示全部楼层 IP:–浙江–台州 电信
这个界面还是非常友好的

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初级渣柚V2

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QQ
arthur711 发表于 2020-5-15 02:39:56 来自手机 | 显示全部楼层 IP:–重庆–重庆 移动
这个可以天天有

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初级渣柚V2

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guofengli 发表于 2020-5-15 04:19:23 来自手机 | 显示全部楼层 IP:–广东–佛山 移动
高能,关注中……

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xiongyanbo 发表于 2020-5-15 06:07:51 来自手机 | 显示全部楼层 IP:–江苏–苏州 电信
做的真好啊,打版到焊接,焊接到成品成品到编程,编程到烧录固件,全能一体化人才

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中级渣柚V1

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云如水 发表于 2020-5-15 07:28:12 | 显示全部楼层 IP:–江苏–南京 联通
真是人才,顶
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