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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

 火.. [复制链接]

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发表于 2020-5-15 00:00:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 TwoOne 于 2020-5-15 00:02 编辑
) E' }3 N- v7 l$ ?, l* O& d0 K( T7 f$ t: S+ Y
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~
! T$ g$ M) G' \0 {1 V, L( F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。+ v3 J5 D) Y3 W2 u# I8 B/ |4 t+ |' y

5 j( `1 }. _0 B2 d首先放图:! Z" G! B8 W6 l" `' @2 T9 L) m5 J
Side.jpg
2 q4 E6 f& z2 D* h* G) X0 c. S+ F9 @1 ~
正文开始:
( F; P& w' ^( n  N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!

- v4 J- n  R0 K; e/ n% `  X) l  b, p! K9 C+ X: u/ [8 y9 S" o5 O- u
  R7 ?( t- F' P
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。。。9 X+ K9 q: s! g2 }6 z  ], d% a( a: K7 o4 r
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。
; Y( V% O) f4 `
9 D0 w! L& h1 x) _$ Z  C( [
所以首先是确定需求。
( R, @9 w& J& W1、整个电路板尺寸小,集成度高,能放进86暗盒里,安装方便;& ^: Q0 U4 Q: x8 f
2、三路开关,容量大,继电器16A以上,让开关和插座通吃;: B) x. I9 p/ I) p. |- v
3、220V直接供电,方便取电(开关、插座内有零火线);# J, ~: Y# y' E8 q4 O
4、预留三路自复位开关的连接座,自复位开关可以直接连接;& ]( M' j' v4 d. t+ M8 v  [- A
5、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;6 z/ @1 m3 K+ c6 S) {7 ?' _
6、稳定,稳定,稳定!

8 z0 D" G! f% b
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。. C! P& c1 q, r+ Q
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;2 r# J! [+ q4 [/ M
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+;
1 z; _: e, r7 O3 O# c3 v& W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 ?0 ]7 H$ B1 k
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。

' i0 r( H1 i5 U) ~. n3 u
4 h" v& D; J( H2 B6 m
Revise.jpg
- W2 @  n8 r1 c* B( E
PCBs.jpg

* J" o( M8 Y6 D
PCB.jpg
( P# B! `7 b$ [
Bottom.jpg

+ y# g4 [0 i5 X" U  O& V6 R
USB power supply.jpg

$ o, o$ m: r9 p' f% W+ u3 T4 _5 c8 s
功耗测试:$ B. l1 U- P5 F4 Q3 e& R
空载状态下(继电器不工作):5V 0.05A
Current1.jpg
( B4 k5 {/ H* }7 h( w4 Z
满载状态下(三路继电器接通):5V 0.27A/ V9 F4 p* X. |3 d8 @' b3 w2 i

; C/ p0 f5 e: f5 z" J( ?# `& `
Current2.jpg
% Y' ]$ u- c1 x6 j. j, g5 w
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/; M* |1 @( i& s9 k  s7 A
直接贴出配置代码:
3 @6 b* K& x6 n; G
esphome:
  name: switchtest
  platform: ESP8266
  board: esp01_1m

0 P; I& e4 w: N
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:
# u. k! m  H5 a  W8 z
# Enable Home Assistant API
api:
2 x% v! R/ C3 E! k2 ~: _
ota:

6 b4 J) g: c) ?4 E
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
   
3 }2 `% a, F; ~3 M8 I% l2 ^* O
  - 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

' |8 a& J3 U0 r5 E3 d
8 @8 Y. ?5 h8 ~0 H

; H# q# Q, Z  y. n! l! I$ i
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。

9 @( A& H; f/ C) r( A' G- q
测试视频:
b4a004f55452e66c80afd3d32368c29e.gif
6 P4 q1 P6 T4 }7 _2 l
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) % W" n& i, P) @8 `9 I3 A8 }

/ f& s' P3 ]3 x2 H  Z0 ]5 j使用相关说明:
. i1 X7 N' m7 D1、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;
/ j, z0 g1 J- Y) ?. b2、继电器最大支持到16A,足够家庭中大部分电器的负载。8 ?  s2 R- G0 f4 t
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。
' t! O% l1 d+ k8 Z4 p% v, v/ p* a

2 l+ |! s7 Y# x0 p/ I8 D/ ]. g
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。

; h  [, r* S3 n4 \  R
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:

) _3 z1 O. ]8 S# Q. G: Q2 v0 t& f
e335e22505fb0727698de438d478470.jpg
8 p; A9 [9 J# h) {4 ^5 b
013d1d0df3a169667d95000f8f11aae.jpg 0 ?4 E% m2 J; ]1 y# N; V
- i1 `! |, h* x- C
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:
8 ]' s, A0 J" E# |Q1:单火可以用吗?我的面板能否装下?6 Y" ~+ b, s1 C/ q2 g" m
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。
* D0 T/ {. H" e: OQ2、220v的电源模块可不可以用其他的?
" y' \5 B$ ?2 n; s2 P+ q. S  Z& nA2: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)
: T+ ~& L% G1 |  U2 R4 U9 {Q3:断网之后能否正常运行?
9 o! l8 A7 J1 A( f0 YA3: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。! F3 {1 T8 F1 K
Q4:能不能改装成单路的或者双路?

0 t7 k' X+ V" ]4 M

3 G  V. m' B; D# v" Y4 u
写在最后:! G" y, B0 `) l4 j- L& [$ n
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~
# f4 Q1 I, u6 t7 R1 @) l, g# @. B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。
3 z6 K6 N  y; [% ]7 \" s: I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。+ Y2 F( U' j1 I+ h$ D
) B7 _* }& C9 t) O
谢谢大家的关注!(评分点赞暗示
  d( B6 x) H9 p- i  G" z
下期预告:

+ a9 ^2 p( }: C" ~& h4 b  }
34ec57d50f760c3adee46b06c5d4266.jpg
16路30A集中控制智能开关Supersonic

0 Y% a' D) r$ w0 Z  w% x7 H Lightning2.jpg 1 D  f& z) p" `& ~7 L3 f7 w0 f  \
五路RGBWW智能灯带控制器Lightning

* y3 i5 V3 F& D! _
敬请期待!
! U+ q* O7 Z3 Y, ]1 t+ d, f4 d
2 a2 m) S* a( C, j: X9 l
4 Y& p+ H! d+ \8 b) |4 B) B3 L

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中级渣柚V2

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802
发表于 2020-5-15 00:09:03 来自手机 | 显示全部楼层
沙发,前排围观

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实力垃圾佬

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发表于 2020-5-15 00:14:55 | 显示全部楼层
前排围观 帮顶

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中级渣柚V1

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

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初级渣柚V2

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173
发表于 2020-5-15 00:27:09 | 显示全部楼层
这个界面还是非常友好的

3

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初级渣柚V2

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83
QQ
发表于 2020-5-15 02:39:56 来自手机 | 显示全部楼层
这个可以天天有

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27

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119

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初级渣柚V2

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119
发表于 2020-5-15 04:19:23 来自手机 | 显示全部楼层
高能,关注中……

7

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1155

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实习版主

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1155
发表于 2020-5-15 06:07:51 来自手机 | 显示全部楼层
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

1

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146

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305

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中级渣柚V1

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发表于 2020-5-15 07:28:12 | 显示全部楼层
真是人才,顶
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