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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 G+ S. J4 T) D$ C& x8 {* p
1 T1 z$ I2 M6 q8 [1 V6 X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~& w. A9 V" Q. P9 t; M& T9 i
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。$ C$ G& P4 U) [! I2 p$ c! x

3 b( a& j6 e. Z7 k% x+ b  v首先放图:
# n$ x7 R* U$ u6 g- L1 X Side.jpg 9 w" Z. \2 }6 ?3 L- J

4 }# K. q1 L$ S; J( D正文开始:5 o7 ~& H! e2 J3 F4 ^1 J( Q" y
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!

$ O/ ^* M! ]4 ^4 s- i
7 x. j6 K9 h2 v- U
& I9 {$ J/ T# G3 V& \! m, i
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。。。" \+ f9 s! T8 A5 [9 W
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。

8 ], P# U8 q# @

$ H6 z- \( _* e4 A0 q) K! b
所以首先是确定需求。2 E, |. [2 X8 n; {2 o8 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;$ e, |# Q  N- E  ~1 O0 D4 N
2、三路开关,容量大,继电器16A以上,让开关和插座通吃;7 i/ G0 w, Y( D2 G( N3 n4 a
3、220V直接供电,方便取电(开关、插座内有零火线);, [  k+ P" h4 F) T+ u
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;
4 l# \6 a/ ~- o# W7 e* D" v4 |6 @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;4 s4 X4 M5 f, m# I6 B
6、稳定,稳定,稳定!
$ M3 i6 V5 s& \( o8 a
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。5 U- A% |5 W, ]3 X- ?
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;
1 |4 d0 x% h0 W, I% A$ m; H5 m220V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+;& m- V# f! T4 ^2 Q/ T
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 }8 H; P$ j" A7 A" Q4 y, i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。
, M( N1 C2 A1 ~0 {+ K, Q6 Y
$ r5 k5 M6 w+ [! y
Revise.jpg
3 M& J: _- T6 D; [) O0 g3 W
PCBs.jpg
% d& r8 e: H) b5 ^
PCB.jpg

) o9 n. c  w0 ?
Bottom.jpg
. R% Z1 d0 f+ g2 B% K9 J+ w# T" K
USB power supply.jpg

8 a* D  X0 m6 \- v9 _
功耗测试:
% g% c" @5 N3 x  t9 m0 B; d8 Z空载状态下(继电器不工作):5V 0.05A
Current1.jpg
5 J# g( P6 _" N$ V. k7 g
满载状态下(三路继电器接通):5V 0.27A9 H9 I! B4 E! K6 z+ }' ~" h- R
0 s4 R1 D/ t/ n* b: @
Current2.jpg
( {$ v4 |6 F: ?* U# R2 U/ J  {
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/( E& k. B) q. N0 a  G
直接贴出配置代码:

: ]! H) s- ^2 J$ f4 [! N
esphome:
  name: switchtest
  platform: ESP8266
  board: esp01_1m

6 L4 c( a- n3 z" b% U4 O& g9 B
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:
% O/ @- v2 U3 R7 a# L! t* H
# Enable Home Assistant API
api:
" r; n. w3 y  h& f& @5 }
ota:
" k: Z. d$ i- Z; X
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
   
, T9 x$ r+ s. F, e) W1 A
  - 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
3 V& w* o# I( s5 e1 r# F8 P
7 a& L4 D4 u: C1 O5 @( b0 H

  O& k6 D) k9 U# s# `( U# F3 z/ R/ W
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。
5 l8 Y; t6 D2 \1 a! Y1 d* k3 W+ O) x
测试视频:
b4a004f55452e66c80afd3d32368c29e.gif

  j$ b3 K0 s% b
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) ' O4 t( v" c: }3 ^2 d+ Y9 {# T4 [

0 O5 E9 e, r3 y5 @1 q使用相关说明:6 e( N; Q5 u. ^8 q  ^
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;3 W: w# Q& h* @1 A5 V0 f! @: O( |
2、继电器最大支持到16A,足够家庭中大部分电器的负载。2 c5 [6 S: q* `$ k4 Y/ S& V
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。
( U- w  E% S$ ~" g- w
# Z; P' y; Z( W4 L  G5 n+ 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。

* c8 Q# F7 `; C
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:

$ m: x* j1 c6 I% q
e335e22505fb0727698de438d478470.jpg

/ k, D! N# w* X2 Y0 \: P 013d1d0df3a169667d95000f8f11aae.jpg
) J9 J8 U" N9 {5 U: y9 \
# w, H  F( C) F  Q9 O; L, 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:! x4 c7 L) f+ l
Q1:单火可以用吗?我的面板能否装下?7 q7 A' y3 @- P& P
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。
( [6 E' |- |. JQ2、220v的电源模块可不可以用其他的?# K# w/ c# E. m  c1 w5 h: h, }
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)
% Q* z3 S# n- V. tQ3:断网之后能否正常运行?
0 ~' `: k9 u; w. r/ c) K% QA3: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。' Y, G; ]$ i$ H6 Q
Q4:能不能改装成单路的或者双路?
; z* H# Q" L2 h* K( c7 t5 \# E) F

& j- ]9 E% K* o9 [( |! K
写在最后:
* r# v4 p# E! U' C, h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~; y0 {0 y' n" A: u1 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。' d9 r% P+ i2 ?" E# r) ?
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。
" z. p# }. z7 ]8 }
1 ]& T7 x0 z' Y6 k" D; i4 {谢谢大家的关注!(评分点赞暗示
$ B5 w/ Z# g9 n% p
下期预告:

, `* X4 y2 @: I& L6 B/ @: ~
34ec57d50f760c3adee46b06c5d4266.jpg
16路30A集中控制智能开关Supersonic

1 ]# h/ n9 f4 o9 C7 G$ S# } Lightning2.jpg 0 S# q3 @  q. j8 y( Q3 k/ x7 R
五路RGBWW智能灯带控制器Lightning

6 @% b/ I. w0 p' R3 C6 Y9 S
敬请期待!

) ~$ G  e5 h) o0 m5 D
" _2 D+ o1 }2 _5 Y0 ]5 J2 q* W) C$ M7 j2 R$ @( X2 N0 x

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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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实力垃圾佬

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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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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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