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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 9 b' i: y! I( h) ^; w+ n
! p/ u  F% \$ ?! N4 e: H1 I; L
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~: I( P9 r5 f! k. \
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。
2 h3 n# i- K# H& h9 o
  U+ @4 h2 j) E' F/ a# Y5 l
首先放图:" C- N4 [# M1 ~  y) V7 U2 v9 u% N
Side.jpg ( R. V$ C4 c# o; ^" c2 _

4 ?" C+ [. ~; `- f9 ~正文开始:
; K2 ~- n5 O; B0 Q$ 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!
; h1 Z! r) d) S: K" y3 Y/ B
! @+ G, A. o1 z7 R1 u
+ D* g. k. a8 ]' R+ |( C5 v9 E  o
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。。。! J; c3 _9 O4 V: @! s+ v4 a
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。

5 m9 |) n" y1 o: u3 m6 |
* Z6 h2 |5 [% ], f5 N7 d& Z
所以首先是确定需求。" n* m5 s% J! ~
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. s& r2 C4 _4 E
2、三路开关,容量大,继电器16A以上,让开关和插座通吃;; ]4 d# w6 `) v# d& u" F
3、220V直接供电,方便取电(开关、插座内有零火线);
2 I/ l# a- e5 d4、预留三路自复位开关的连接座,自复位开关可以直接连接;
1 O  `& ?5 a+ J5、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;
( T1 b0 h1 s0 F3 s: B& F$ N6、稳定,稳定,稳定!

1 S6 N2 f/ i( R  m. Z# K4 p: m2 m
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。
$ P6 d" u" V7 N+ `+ H  \* T  R) t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;# s$ ~/ X& U( Q. J/ l. m9 G2 j" M0 d
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+;
- B, O# s: r. ]  a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,4 T+ E. r+ _) {/ W8 ]) b1 h  ]+ 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。

3 `% g) b1 D  {$ E
1 i& A# T8 P% A# o
Revise.jpg

# @( J4 K. S' {
PCBs.jpg
9 K  h  C* F$ y: p" ?0 V' @9 ~& Y
PCB.jpg

2 v; n: s: n; G3 x& A! ?, Z
Bottom.jpg
8 q8 j2 W" {2 O& `* Q6 N7 D  D- q
USB power supply.jpg
8 [& m" w$ F8 L3 j
功耗测试:4 \0 C( m6 v2 Z, T1 S
空载状态下(继电器不工作):5V 0.05A
Current1.jpg

" J$ v4 G1 T: z7 M( J7 s
满载状态下(三路继电器接通):5V 0.27A1 s% }" _# @$ ^: [" ]' r
2 }" J: @) y2 `
Current2.jpg

: [. l1 [/ h0 M1 w% p
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/- ~- a! g+ |" C. b
直接贴出配置代码:
- D: p( f4 U2 ^! u, K* D" C
esphome:
  name: switchtest
  platform: ESP8266
  board: esp01_1m
, z" `4 ^, Z9 L, U3 b( A
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:

: B: l" q$ V+ b# b$ J% ?
# Enable Home Assistant API
api:

7 E7 r- X; {( P5 s, L4 ]
ota:

+ x) C1 _9 F- Z  e5 Q
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 r8 Z# Y# l9 Q$ y5 P3 ^
  - 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
! Y' Q8 Z- t% u) ^5 d

1 V9 ?8 S! K1 }  E. O% \! {8 o+ [

: n2 B- @, ~9 H( j' l1 z
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。
: j$ C2 G+ C! i
测试视频:
b4a004f55452e66c80afd3d32368c29e.gif
7 E, t3 w8 }3 @4 N) O8 V. o
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) 5 H6 R0 U% @) l+ t

  i1 w' e/ ?% X0 d8 d( H! r( q$ w  T使用相关说明:! m4 L$ w' Z/ t! d% A3 ^! L' Y$ s
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;- f# G( b( }6 ?
2、继电器最大支持到16A,足够家庭中大部分电器的负载。
% C$ F: y: A) u& K3、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。
( y$ g" W& n1 B5 ]% Z' V
  i$ v. b/ ?. [$ k7 C4 R" n
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。
' v, R- c  C- L! i  C1 S* 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:

5 f9 f: D  B. L- i$ R
e335e22505fb0727698de438d478470.jpg

, T! C, W. v/ K; \ 013d1d0df3a169667d95000f8f11aae.jpg 8 Q5 O3 E% |8 t6 {! H! P8 g
: K7 K" Y9 G; ^; P1 v! S9 I' G9 h
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:2 r: _) M1 ~: J9 ~) {
Q1:单火可以用吗?我的面板能否装下?
  ^0 n/ K6 v1 q, E" J: YA1: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。9 y9 q+ X3 u; c8 I4 `& ^) m
Q2、220v的电源模块可不可以用其他的?3 R6 w" ?; P% P+ g* ^4 m; P. b
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)
% l4 C+ s. H) ?Q3:断网之后能否正常运行?7 V. Z; Q8 A4 I8 d. N
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。# j+ {7 i0 j8 y! v9 f2 |8 c) a! e
Q4:能不能改装成单路的或者双路?
* J3 h( I' L2 R. b1 \8 D+ G

" d4 |7 k* L0 w  S1 ]
写在最后:* N: a" M' t  U! {* 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~: h2 K- Y9 e9 Z: c& B9 f
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。( F. l) t( v& U) O4 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。- d* c" K+ p% n. S
% ?) t, B8 ~2 Y) j  W6 s- j4 i
谢谢大家的关注!(评分点赞暗示

& p2 w) @2 _/ P4 z+ ^( x
下期预告:
) _  M+ W& a4 n0 }) k+ e/ x
34ec57d50f760c3adee46b06c5d4266.jpg
16路30A集中控制智能开关Supersonic
, g; ?# Y: h8 k
Lightning2.jpg 1 m. b% _- Z" J* \+ c
五路RGBWW智能灯带控制器Lightning

( h  t7 s* e* l! p
敬请期待!

9 V9 J, B; e7 W8 Y) k' q1 U, {4 d0 n: T

# E- h6 i" K# b

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中级渣柚V2

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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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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

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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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119

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初级渣柚V2

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

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1154

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实习版主

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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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