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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 , O: P/ n. s- K4 N1 P% n! d

: L" g* S+ \$ ^. }+ n& ]5 l7 C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~
+ f2 U) \% y+ ?1 H( `) W% r- Z" b$ t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。
: J$ N6 Q: S4 L, t( `" M$ M( [

$ s+ ?4 s4 y7 Y0 ^+ s首先放图:
5 Y1 ~- C! ~( j Side.jpg ' e1 X# G! O" p) R6 }
/ V# q+ V0 {* g, Q' i
正文开始:/ l* E* r, e# u5 i' ?2 {$ g0 e
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!
5 T& n4 J: O+ W: k& h. y8 f

8 r6 j5 R# I# J8 u* F
- a' M$ h# s- b! ~# }3 k; i+ ~3 Q# x1 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。。。
. p6 G4 _% A! `  g0 y  O* n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。
4 W+ `8 s6 Y7 o- k

' b+ ^1 [" {2 X. x
所以首先是确定需求。  H" h% N: Z2 V, c$ f' P$ B1 t1 d
1、整个电路板尺寸小,集成度高,能放进86暗盒里,安装方便;) f5 Y. F7 `( F. n. F. ^
2、三路开关,容量大,继电器16A以上,让开关和插座通吃;6 Z1 x. @+ Y1 Q0 @: e0 C3 E
3、220V直接供电,方便取电(开关、插座内有零火线);
# F, S3 ]' R/ R0 N4、预留三路自复位开关的连接座,自复位开关可以直接连接;
, d' P4 j  c1 {+ g- r/ z5、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 c& ]) f/ R* B5 a$ s6、稳定,稳定,稳定!
  J3 d* {  H/ D! I
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。  L  V- S; ?+ H, u1 k
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;
8 Y2 b; U3 X; b" o) _& d220V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+;4 b: T+ Y, Y) P. Y' e3 l
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,
. i" K$ V  o; ]$ d9 u; ^- J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。
# r8 o6 w! C3 S1 ^( [1 [9 o- v# P

. @3 l5 K0 \( P/ W
Revise.jpg

% U  X$ ^9 r( e  o+ p3 w) y8 ]
PCBs.jpg

$ i- C1 c6 G% W8 f! [# x. X2 e+ t  l/ d/ [
PCB.jpg

$ V0 d! t9 C5 ]& }
Bottom.jpg

/ w5 c0 E% x5 K3 V1 n6 \
USB power supply.jpg

0 o. s0 c; t! c
功耗测试:! m! N& _0 e/ j, ^' `+ N3 u. Z' Q
空载状态下(继电器不工作):5V 0.05A
Current1.jpg
" S! i$ o/ y; B0 _! I: \+ ^
满载状态下(三路继电器接通):5V 0.27A% r) ]6 j8 ^/ M$ }: l
" o9 N2 e0 u; ]& b$ ?- b, Z7 R* b
Current2.jpg
3 W( D, J$ V  o( ^; N# M" z+ O6 [; 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/
+ ^0 `  m) k9 T% m2 L- P0 W- J直接贴出配置代码:

+ n) H7 P# n7 |3 y1 w- }" |
esphome:
  name: switchtest
  platform: ESP8266
  board: esp01_1m
" E6 y' t/ 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:
) j5 }" t0 ^8 ^/ g7 D, e
# Enable Home Assistant API
api:
  p- v' W8 Y4 C7 c
ota:
9 S- v5 [) b$ b; h% B# g
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
   

- o+ C/ j- D. c
  - 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

5 M1 P( `0 X) P: P8 x& w5 @3 X
0 q1 e6 B! H3 k1 u

& k- ~- E+ m' ?6 k6 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。

" ]( D" c1 K2 Z5 E( n0 c
测试视频:
b4a004f55452e66c80afd3d32368c29e.gif
2 f2 b% s. L( r( z0 b8 j. B/ x8 r7 w
相关文件下载:
Gerber文件: PCBGerber_Spark-ESP8266-Smart-Device_V10.0.zip (120.5 KB, 下载次数: 78)
BOM文件: Bom_Spark-ESP8266-Smart-Device_v10.0.zip (1.2 KB, 下载次数: 153)
固件: ESPhome-Spark-ESP8266-Smart-Device_V10.0.zip (280.31 KB, 下载次数: 68)
原理图: Schematic_Spark-ESP8266-Smart-Device_v10.0.pdf (106.76 KB, 下载次数: 133) ) s7 U  L1 X$ w. k6 k

5 E, Z& f  B9 j5 ?7 A; A使用相关说明:- Z* V. w+ p0 z% G: i- k" K
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;* y- \9 y' S: Z3 Z
2、继电器最大支持到16A,足够家庭中大部分电器的负载。3 a9 \  V6 G* Z3 c/ ^
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。
3 X0 w5 u1 Y( w& r  q" M# M
" x5 ]: e" [* \; T0 t9 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。

8 l/ ^8 k0 l" h; J% |' }' R9 N; 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:

( H! w& @6 z8 J+ l* U3 A
e335e22505fb0727698de438d478470.jpg
* W5 E" N/ `1 r! J9 H. y/ p. b
013d1d0df3a169667d95000f8f11aae.jpg
/ o& W; P; g& i% n. m2 O" f- o4 G: ]3 O- c6 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 z) ?: y6 Z6 L5 r: E+ nQ1:单火可以用吗?我的面板能否装下?) t7 _0 X( n; Q
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。
/ N; E' ]) f$ X+ MQ2、220v的电源模块可不可以用其他的?
& ]9 P. X: f/ c) c4 p1 gA2: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)
% l% i& e1 B) ^4 RQ3:断网之后能否正常运行?
. z* Q' {' Y& i3 q) }! @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。
' [; W2 Z7 F! l  V) rQ4:能不能改装成单路的或者双路?
2 }5 O5 g0 |8 y* z% D; n- X

) R( D2 T  _& ]2 J: D! X
写在最后:
2 S8 x/ Q" k" ]( e. A+ }# Y8 w" m( c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~
6 R( g3 y* m8 @' 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。9 B% I8 d. U& @, 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。
) B- e- f5 _; S% N0 M7 Z6 Z8 i4 m- C0 U9 s( G
谢谢大家的关注!(评分点赞暗示
: ^3 S4 n" X' O( V2 K
下期预告:
' b2 X4 H% D3 h0 p
34ec57d50f760c3adee46b06c5d4266.jpg
16路30A集中控制智能开关Supersonic
8 f' Q2 E" Q5 s" P' m! L
Lightning2.jpg # X9 ]7 i+ x& }, n; W) A! \7 N
五路RGBWW智能灯带控制器Lightning
# e/ n2 z# z3 T9 y- F
敬请期待!
. Y9 \, S+ C% e

; u% _- K; s; ~' a. k+ h3 R% c+ x. a  Y; K

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tinko + 5 + 5 赞一个!

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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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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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117

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初级渣柚V2

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117
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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1153

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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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305
发表于 2020-5-15 07:28:12 | 显示全部楼层
真是人才,顶
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