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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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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 $ ?1 c$ U4 y" `  ?' K: \
3 N  f5 h( u  E( D! `. E
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~& ]1 ?& p- s% E7 h2 c1 Q
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。
9 ]' `7 R7 x0 e% f1 T! X' g( @2 D- E
6 @" A' s1 I# W) I. F; s
首先放图:
" C# G+ k5 H% B& k4 V- o Side.jpg
6 B( g) ]$ N- R% y3 {7 z4 Z% f4 ?& c2 p7 ^6 B
正文开始:* w& v8 X2 T: t6 d! l( ^* C
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!
$ K8 C9 d5 r1 {+ m

- G8 a" O9 \; d! C, Z

% {# {1 u4 |8 U# n. m2 E+ q
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。。。
+ g. {: j/ n0 n7 ?' Q' R* C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。

7 v0 [3 A6 E4 K* G6 e

7 K. [$ x( V  ]' d- N" g, P
所以首先是确定需求。
; A% i* `1 Q0 Z3 M- V8 b6 X  b1、整个电路板尺寸小,集成度高,能放进86暗盒里,安装方便;
$ \1 [5 U8 o9 |$ w- H- ^2、三路开关,容量大,继电器16A以上,让开关和插座通吃;
* x: ~, y' N- [6 `3、220V直接供电,方便取电(开关、插座内有零火线);/ B$ Q0 i' Q& 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;) }) K' q; i4 ^! y* Y+ [
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;5 P7 V2 U4 I" T% `3 V! u7 u0 b  _
6、稳定,稳定,稳定!

. y( o' V' V( h/ D& E- z
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。
3 B0 U" w9 P/ [/ m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;
; Q8 H' H+ e; @, _  o! h220V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+;
; m2 e. D/ m' y# k. ?* G9 H7 u+ b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,  }/ }7 T1 H/ n4 R- T% i/ y
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。
; }6 F( Y4 `3 x2 ~6 Q- y6 A

; G! L1 M9 g" g( r
Revise.jpg

! k% B) Y+ n* L
PCBs.jpg

9 U/ E; M# y$ T; ^$ ]! Y
PCB.jpg

8 Q3 f  x: \( w1 M
Bottom.jpg

( A! U( S6 ~2 ^8 ?* `5 Y
USB power supply.jpg

0 ~* M2 u' J9 F8 L
功耗测试:
' \( V) B" P- [3 E. X: b' V空载状态下(继电器不工作):5V 0.05A
Current1.jpg

, A$ }% Z. ]  R% ]# m
满载状态下(三路继电器接通):5V 0.27A
. W; V0 I6 p/ {

( s1 Z2 ?, U) `4 }, ^
Current2.jpg

# j9 A5 U% G( N
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/: s: w  q0 ~# ]$ u& {1 N
直接贴出配置代码:

% R& P2 y5 e+ Q
esphome:
  name: switchtest
  platform: ESP8266
  board: esp01_1m
& C" A; l* t+ Y
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:
1 S* f2 E# h# ]* h
# Enable Home Assistant API
api:
; ^& w7 G/ E/ }7 f9 `$ R6 k
ota:
7 p" J( Y7 W, H
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
   

' _% c8 H+ I( ^# G5 D2 c1 _
  - 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

! w) H, A' ^) F3 s! o" O6 T
' [2 y3 X( I! q1 f, u, j
) w3 T/ J" V" k9 Y" L. O6 V
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。
1 t+ L% b1 S% |" n. I3 C) V, H
测试视频:
b4a004f55452e66c80afd3d32368c29e.gif
4 L: ]' h, G2 m$ k! X  \* Y* u
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)   J7 ]+ a  D  c& V% p
: D) h! {4 ]& ^  q/ S# q
使用相关说明:
6 s" L  S) o) C  h2 o1、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;
  F1 t! ]! |$ p. ]! Q$ F2、继电器最大支持到16A,足够家庭中大部分电器的负载。1 E" z& \' A. x# M+ h
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。$ n" D# A, _  k, @* d

4 A8 z7 K' @# O7 \2 U! A% _; J
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。

- e2 T) `+ A3 d3 U. 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:

" u1 F4 r0 |/ T  K8 H
e335e22505fb0727698de438d478470.jpg
; Q8 D0 j4 R7 k8 b7 m8 I% z
013d1d0df3a169667d95000f8f11aae.jpg
1 @: V) V) G1 K6 E! @& O4 o) v& m6 j& o' v5 N3 j2 t/ 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:  f8 i% M1 r3 j, |
Q1:单火可以用吗?我的面板能否装下?
" z& j$ z3 C* ^) Q" x- T: R& lA1: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。8 ]% ]8 c1 W0 {5 u# o/ {
Q2、220v的电源模块可不可以用其他的?  E/ a& w4 l2 O0 P  ?! w# \
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)7 [$ b5 ^6 G! ]& v) D
Q3:断网之后能否正常运行?
2 b8 E! Q4 m; |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。7 S% r6 ]9 g0 x
Q4:能不能改装成单路的或者双路?

- Q/ C+ G; a9 T: N' Z4 c* A: M" j2 X

9 |2 c9 K* }( g# c2 M: _9 D
写在最后:/ _# L0 h  X, X" S- U6 F
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~
; ~7 ?( T7 E) _% M6 W0 T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。
) U" B+ p* S3 y/ x! S) Z8 w8 F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。
; K5 v% V6 A+ {
1 ?- }5 E! Q% ?- R& o1 ^" a0 h7 f谢谢大家的关注!(评分点赞暗示)
& X8 t% |( ^; h6 V. Y8 p9 b
下期预告:

% y' g2 ]5 U+ u1 S7 h7 ~! h
34ec57d50f760c3adee46b06c5d4266.jpg
16路30A集中控制智能开关Supersonic
+ P+ o% W; ^* z- U- X  E
Lightning2.jpg
6 U! R6 F5 {6 j8 M
五路RGBWW智能灯带控制器Lightning
; \* F$ |, N4 N- T( Z
敬请期待!

/ s: u% P9 G7 w+ [9 |. \1 n) C" E' B

: L; Y; L  u# [: f; W2 i+ H4 r6 P

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包松旺 + 5 + 5 卧槽,智能断路器,智能网关丫.
tinko + 5 + 5 赞一个!

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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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