Akıllı Çıkış: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Fusion 360 Projeleri »

Sorumluluk Reddi: Bu proje, bir SV2 PCB yazıcı ile nasıl prototip oluşturabileceğinizi göstermeyi amaçlamaktadır. Günlük bir ürün olarak kullanmanız gereken bir ürün değil. Uygun güvenlik standartlarına uyacak şekilde tasarlanmamıştır veya test edilmemiştir. Bu tasarımı kullanırken aldığınız tüm risklerden siz sorumlusunuz

Akıllı priz, herhangi bir tarayıcı aracılığıyla bir web sunucusu kullanarak bağlı herhangi bir cihazın kontrolünü sağlayan bir IOT cihazıdır. Burada programladığımız web sunucusu, hangi bağlı cihazların açılıp kapanacağına karar vermemize izin verir, esasen bir telefondaki bir düğmeye veya bir bilgisayara bir tıklamayla sanal “takma” ve “çıkarmaya” izin verir.

Gereçler

Ana Bileşenler: Miktar x Öğe (Digikey Parça Numarası)

• 1 x NEMA5-15P Erkek Fiş ve Kablolama (Q108-ND)
• 3 x Dişi Priz NEMA5-15R (Q227-ND)
• 1 x Wifi Modülü ESP32-WROOM-32D (1904-1023-1-ND)
• 3 x Katı Hal Rölesi (255-3922-1-ND)
• 1 x Voltaj Regülatörü 3.3V (AZ1117EH-3.3TRG1DIDKR-ND)
• 3 x NFET (DMN2056U-7DICT-ND)
• 9 x Direnç 100 ohm (311-100LRCT-ND)
• 4 x Direnç 10k ohm (311-10KGRCT-ND)
• 2 x Kondansatör 1uF (399-4873-1-ND)
• 1 x Kapasitör 10uF (399-4925-1-ND)
• 2 x Kondansatör 0.1uF (399-1043-1-ND)
• 3 x LED (C503B-BCS-CV0Z0461-ND)
• 1 x Kenar Konektörü (S3306-ND)
• 1 x 5V 1A AC-DC Dönüştürücü (945-3181-ND)

Kullanılan Diğer Bileşenler/Malzemeler:

1. Isıyla Daralan Makaron, 8 inç
2. Düşük Sıcaklık Lehim Pastası

Araçlar ve Ekipmanlar:

• SV2 PCB Yazıcı
• 3 boyutlu yazıcı
• Havya
• Yeniden Akış Tabancası
• DC güç kaynağı
• Tornavida (3 mm Altıgen)
• Süper yapıştırıcı
• USB Seri Programlayıcı

Adım 1: PCB Tasarımını Yazdırın

Kendi cihazınızı nasıl oluşturduğunuza bağlı olarak bu adımlar değişebilir. Bu özel cihazı yapmak için bir PCB tasarımı oluşturduk ve bunu SV2 PCB Yazıcı kullanarak yazdırdık. Proto-board veya breadboard yerine PCB kullandığımız için, ESP32-WROOM-32D modülü olan mikro denetleyici ve yüksek güçlü olmasını seçtiğimiz röleler gibi bileşenlerimizin çoğu yüzeye montajlıdır. katı hal röleleri. Kullandığımız belirli bileşenler, Digi-Key parça numaralarıyla birlikte yukarıda malzemelerde verilmiştir, ancak bileşenleri kendi özel tasarımınıza göre özelleştirmek için değiştirebilirsiniz. Aynı bileşenleri kullanmayı düşünüyorsanız, kapasitör değerleri nispeten aynı kalmalıdır. İleri voltaj ve akım farklı olabileceğinden, akım sınırlama dirençlerinin değerleri, kullandığınız renk LED'e göre değişebilir! Bu hesaplayıcı, tasarımınızın parametrelerini girmenize ve sizin için direnç değerlerini hesaplamanıza izin verecektir. Kırmızı varyantlardan daha yüksek voltaj düşüşüne sahip olduğu bilinen mavi LED'ler kullandık. Şebeke Gücü ile etkileşime girecek bileşenlerinizin (katı hal röleleri, konektörler ve fiş prizleri) AC şebeke voltajı ve yeterli akım (Amerika Birleşik Devletleri'nde 120V 60Hz, yaklaşık 10-15 Watt) için derecelendirildiğinden emin olun. Akıllı prizimizi oluşturmak için kullanılan şematik ve PCB tasarımı BotFactory web sitesinde bulunabilir ve bunlarla ilgili daha fazla bilgiyi Akıllı Çıkış Oluşturma başlıklı blog makalemizde okuyabilirsiniz.

Adım 2: Bileşenleri Ekleyin

Bir sonraki adım, tüm bileşenleri basılı panoya eklemekti. Bunu yapmanın iki yolu vardır, eğer kullanıyorsanız SV2'nin seç ve yerleştir özelliğini kullanabilir veya her bir bileşeni tek tek panoya lehimleyebilirsiniz. Bu ilk prototip olduğu için ve her parçanın birbiriyle çalışmasını istediğimiz için her bir parçayı elle yerleştirdik ve multimetre kullanarak parçalar arası sürekliliği sağladık. Bileşenleri PCB'ye sabitlemek için termal olarak kararlı düşük sıcaklıkta lehim pastası kullandık. Fiş prizlerine bağlantılar ve AC-DC dönüştürücüye bağlantılar gibi bazı harici bağlantılar, bir kenar konektörü kullanılarak yapıldı. Bu nedenle, gereken tek şey altın parmakları PCB'ye basmak ve bir devre bağlantısı sağlamak için fişe takmaktı. Her şey tahtaya yerleştirildikten sonra, sihirli dumanın kısa devre üzerine kaçmasını önlemek için akım sınırlama işlevine sahip değişken bir voltaj ve akım güç kaynağından güç sağlandı. Her şey yolundaysa (sihirli duman yok, aşırı ısınan bileşen yok, patlama yok) kodu ESP32'ye yüklemeye devam edebilirsiniz.

3. Adım: Kodunuzu Yükleyin

ESP32, bir USB - seri kablo kullanılarak TXD, RXD ve GND pinleri kullanılarak bir bilgisayara bağlandı. Kablonuzdaki TXD'nin mikro denetleyicideki RXD pinine bağlandığını ve bunun tersini unutmayın. Arduino IDE kullanılarak, ESP32 varyantları için kartlar yüklendi ve kullandığımız çıplak ESP32 yongası için yerel desteğe sahip olduğu için “FireBeetle-ESP32” kartı seçildi. Kullanılan kod, mikro denetleyiciyi Wi-Fi yönlendiricinize bağlar ve 80 numaralı bağlantı noktasında bir bağlantı açar. Bu bağlantı noktası açıldığında, kendisine bağlanan herhangi bir cihaza bir web sayfası sağlar ve GPIO pinlerini yüksek ve düşük arasında değiştirebilir. web sayfasındaki düğme girişlerine dayalıdır. Ek olarak, bir cihazı açmak veya kapatmak için belirli URL'ler kullanılabilir. Akıllı prizi bağlamak istediğiniz ağın Wi-Fi SSID'sini ve şifresini eklemek için verilen kodu değiştirdiğinizden emin olun. Bağladığımız ağ, WPA2 ile güvence altına alındı, ancak güvenli olmayan ağlarla çalışabilir veya çalışmayabilir.

Adım 4: Test edin

Uygun araçları ve bağlantıları kullanarak, neredeyse tamamlanmış cihazınızdaki tüm bağlantıların ve bileşenlerin çalıştığını test edin! AC bileşenlerini (AC-DC dönüştürücü ve NEMA5 Fişi) ayrı ayrı test edin ve uygun şekilde kullanın, bunlar yüksek voltaj içindir! Harici bir DC güç kaynağı kullanarak devrenizi açın ve web arayüzünü kullanarak transistörleri açıp kapatabileceğinizi test edin, bu da ilgili LED'leri çalıştırmalı ve akımın katı hal rölelerinden akmasına izin vermelidir.

Adım 5: Muhafazayı Yazdırın

Seçtiğiniz bileşenlere ve bunları nasıl düzenlediğinize bağlı olarak kasanızın şekli farklı olabilir. Burada AC-DC dönüştürücüyü, PCB'yi, kenar konektörünü barındıran ve NEMA5-15R prizleri için profilleri olan dikdörtgen bir muhafaza kullandık. Fusion 360 kullanarak tasarladık ve bir 3D yazıcı kullanarak yazdırdı ve üst yüz plakasını 3 mm ısıyla sabitlenmiş uçlar ve 3 mm altıgen vidalar kullanarak tutturdu. Tutkal, ısıyla sertleşen ekler sizin için mevcut değilse de işe yarar. Isı ile sabitlenen ekler kullanırsanız, dahil edilen STL dosyalarındaki delikler 4 mm genişliğindedir ve 250C'de bir havyaya ihtiyacınız olacaktır. Gerçek bileşenleri kullanarak, her bir parçanın muhafazanın içine tam olarak oturduğundan emin olmak için bir test montajı yapıldı.

Adım 6: Birleştirin

Son olarak, kalıcı bağlantılar lehimlendi ve bileşenler muhafazaya yerleştirildi. Burada PCB, fiş prizleri, AC-DC dönüştürücü ve erkek fiş arasındaki doğru bağlantılar için şemayı takip ettik. Birlikte çalışırken herhangi bir sorun olup olmadığını görmek için tüm bileşenler bir kez daha test edildi. AC devresi ile çalışırken ekstra dikkatli olun! Devre duvardan beslenirken karta veya tellere dokunmayın. Lehimlemeden, kabloları taşımadan veya gevşek bağlantıları düzeltmeden önce fişini çektiğinizden emin olun. Her şey yolundaysa, artık muhafazayı dört M3 vidayla kapatmaya ve yeni akıllı prizinizi kullanmaya hazırsınız!