Smart Outlet: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Fusion 360 projekti »

Atruna: Šis projekts ir paredzēts, lai parādītu, kā jūs varat izveidot prototipu, izmantojot SV2 PCB printeri. Tas nav produkts, kuru jums vajadzētu izmantot kā ikdienas priekšmetu. Tas nebija ne izstrādāts, ne pārbaudīts, lai atbilstu atbilstošiem drošības standartiem. Jūs esat atbildīgs par jebkuru risku, ko uzņematies, izmantojot šo dizainu

Viedā kontaktligzda ir IOT ierīce, kas ļauj kontrolēt jebkuru pievienotu ierīci, izmantojot tīmekļa serveri, izmantojot jebkuru pārlūkprogrammu. Šeit ieprogrammētais tīmekļa serveris ļauj mums izlemt, kuras pievienotās ierīces ieslēgsies un izslēgsies, būtībā ļaujot virtuāli “pieslēgt” un “atvienot”, nospiežot tālruņa pogu vai noklikšķinot uz datora.

Piegādes

Galvenās sastāvdaļas: Daudzums x Prece (Digikey daļas numurs)

• 1 x NEMA5-15P kontaktspraudnis un vadi (Q108-ND)
• 3 x sieviešu tvertne NEMA5-15R (Q227-ND)
• 1 x Wifi modulis ESP32-WROOM-32D (1904-1023-1-ND)
• 3 x cietvielu relejs (255-3922-1-ND)
• 1 x sprieguma regulators 3.3V (AZ1117EH-3.3TRG1DIDKR-ND)
• 3 x NFET (DMN2056U-7DICT-ND)
• 9 x rezistors 100 omi (311-100LRCT-ND)
• 4 x 10k omu rezistors (311-10KGRCT-ND)
• 2 x 1uF kondensators (399-4873-1-ND)
• 1 x 10uF kondensators (399-4925-1-ND)
• 2 x kondensators 0.1uF (399-1043-1-ND)
• 3 x gaismas diodes (C503B-BCS-CV0Z0461-ND)
• 1 x malas savienotājs (S3306-ND)
• 1 x 5V 1A AC-DC pārveidotājs (945-3181-ND)

Citas izmantotās sastāvdaļas/materiāli:

1. Termiski saraušanās caurules, 8 collas
2. Zemas temperatūras lodēšanas pasta

Instrumenti un aprīkojums:

• SV2 PCB printeris
• 3D printeris
• Lodāmurs
• Reflow Gun
• Līdzstrāvas barošanas avots
• Skrūvgriezis (3 mm sešstūris)
• Super līme
• USB seriālais programmētājs

1. darbība: izdrukājiet PCB dizainu

Atkarībā no tā, kā veidojat savu ierīci, šīs darbības var atšķirties. Lai izveidotu šo konkrēto ierīci, mēs izveidojām PCB dizainu un izdrukājām to, izmantojot SV2 PCB printeri. Tā kā mēs izmantojām PCB, nevis proto-board vai maizes dēli, lielākā daļa mūsu komponentu ir uz virsmas montējami, piemēram, mikrokontrolleris, kas bija ESP32-WROOM-32D modulis, un releji, kurus mēs izvēlējāmies kā lieljaudas cietvielu releji. Konkrētās sastāvdaļas, kuras mēs izmantojām kopā ar to Digi-Key detaļu numuriem, ir norādītas iepriekš materiālos, taču jūs varat mainīt komponentus, lai pielāgotu to jūsu īpašajam dizainam. Ja plānojat izmantot tos pašus komponentus, kondensatora vērtībām vajadzētu palikt samērā nemainīgām. Strāvas ierobežošanas rezistoru vērtības var mainīties atkarībā no izmantotās krāsas gaismas diodes, jo priekšējais spriegums un strāva var atšķirties! Šis kalkulators ļaus jums ievadīt sava dizaina parametrus un aprēķināt rezistora vērtības. Mēs izmantojām zilas gaismas diodes, kurām, kā zināms, ir lielāks sprieguma kritums nekā sarkanajiem variantiem. Pārliecinieties, vai jūsu komponentiem, kas mijiedarbojas ar tīkla strāvu (cietvielu releji, savienotāji un kontaktdakšas), ir paredzēts maiņstrāvas tīkla spriegums un pietiekama strāva (120V 60Hz Amerikas Savienotajās Valstīs, aptuveni 10-15 vati). Shēmu un PCB dizainu, kas tika izmantots, lai izveidotu mūsu viedo kontaktligzdu, var atrast BotFactory vietnē, un vairāk par tiem varat izlasīt mūsu emuāra rakstā ar nosaukumu Smart Outlet izveide.

2. darbība: pievienojiet komponentus

Nākamais solis bija visu komponentu pievienošana drukātajai plāksnei. Lai to izdarītu, ir divi veidi: ja izmantojat vienu, varat izmantot SV2 izvēles un novietošanas iespējas, vai arī katru komponentu var lodēt pa vienam. Tā kā šis bija pirmais prototips un mēs vēlējāmies nodrošināt, lai katra daļa darbotos savā starpā, mēs ievietojām katru detaļu ar rokām un nodrošinājām nepārtrauktību starp komponentiem, izmantojot multimetru. Mēs izmantojām termiski stabilu lodēšanas pastu zemā temperatūrā, lai nostiprinātu komponentus pie PCB. Daži ārējie savienojumi, piemēram, savienojumi ar kontaktdakšas kontaktligzdām un savienojumi ar maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidotāju, tika veikti, izmantojot malas savienotāju. Šī iemesla dēļ viss, kas bija nepieciešams, bija izdrukāt zelta pirkstus uz PCB un pievienot to, lai nodrošinātu ķēdes savienojumu. Kad viss bija uz tāfeles, tam tika piegādāta barošana no mainīga sprieguma un strāvas padeves, kurai ir strāvas ierobežošanas funkcionalitāte, lai novērstu burvju dūmu izplūšanu īssavienojumā. Ja viss ir kārtībā (bez burvju dūmiem, bez pārkaršanas komponentiem, bez sprādzieniem), varat turpināt koda augšupielādi ESP32.

3. darbība: augšupielādējiet savu kodu

ESP32 tika savienots ar datoru, izmantojot TXD, RXD un GND tapas, izmantojot USB -sērijas kabeli. Atcerieties, ka jūsu kabeļa TXD savienojas ar mikrokontrollera RXD tapu un otrādi. Izmantojot Arduino IDE, tika ielādēti dēļi ESP32 variantiem un izvēlēta “FireBeetle-ESP32” plate, jo tai bija vietējais atbalsts mūsu izmantotajai tukšajai ESP32 mikroshēmai. Izmantotais kods būtībā savieno mikrokontrolleri ar jūsu Wi-Fi maršrutētāju un atver savienojumu portā 80. Kad šis ports ir atvērts, tas piegādā tīmekļa lapu jebkurai ierīcei, kas ar to savienojas, un var pārslēgt GPIO tapas starp augstu un zemu pamatojoties uz pogu ievadi tīmekļa vietnē. Turklāt, lai ieslēgtu vai izslēgtu ierīci, var izmantot konkrētus URL. Noteikti nomainiet iekļauto kodu, iekļaujot tā tīkla Wi-Fi SSID un paroli, kuram vēlaties pievienot viedo kontaktligzdu. Tīkls, kuram mēs to pievienojām, tika aizsargāts ar WPA2, taču tas var vai nevar darboties ar nenodrošinātiem tīkliem.

4. solis: pārbaudiet

Izmantojot atbilstošus instrumentus un savienojumus, pārbaudiet, vai visi gandrīz pabeigtās ierīces savienojumi un sastāvdaļas darbojas! Pārbaudiet maiņstrāvas komponentus (maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidotāju un NEMA5 kontaktdakšu) atsevišķi un rīkojieties pareizi, tie ir paredzēti augstspriegumam! Izmantojot ārēju līdzstrāvas barošanas avotu, ieslēdziet ķēdi un pārbaudiet, vai varat ieslēgt un izslēgt tranzistorus, izmantojot tīmekļa saskarni, kurai savukārt vajadzētu darbināt atbilstošās gaismas diodes un ļaut strāvai plūst caur cietvielu relejiem.

5. darbība: izdrukājiet pielikumu

Atkarībā no tā, kādus komponentus izvēlējāties un kā tos sakārtojat, jūsu korpuss var būt veidots atšķirīgi. Šeit mēs izmantojām taisnstūra korpusu, kurā atrodas maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidotājs, PCB, malas savienotājs un ir profili NEMA5-15R tvertnēm. Mēs to izstrādājām, izmantojot Fusion 360, un tas to izdrukāja, izmantojot 3D printeri, un augšējo plāksni piestiprināja, izmantojot 3 mm karstuma ieliktņus un 3 mm sešstūra skrūves. Līme darbojas tikpat labi, ja jums nav pieejami siltumizolācijas ieliktņi. Ja jūs izmantojat karstumizturīgus ieliktņus, caurumi iekļautajos STL failos ir 4 mm plati, un jums būs nepieciešams lodāmurs 250 ° C temperatūrā. Izmantojot faktiskos komponentus, pēc tam tika veikts pārbaudes stiprinājums, lai pārliecinātos, ka katra daļa ir pareizi ievietota korpusa iekšpusē.

6. solis: salieciet

Visbeidzot, pastāvīgie savienojumi tika pielodēti un sastāvdaļas tika ievietotas korpusā. Šeit mēs sekojām shēmai par pareiziem savienojumiem starp PCB, kontaktdakšas kontaktligzdām, maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidotāju un kontaktdakšu. Pēc tam visas sastāvdaļas tika vēlreiz pārbaudītas, lai noskaidrotu, vai, strādājot kopā, nav radušās kādas problēmas. Strādājot ar maiņstrāvas shēmu, noteikti ievērojiet īpašu piesardzību! Nepieskarieties plāksnei vai vadiem, kad ķēde tiek darbināta no sienas. Pirms lodēšanas, vadu pārvietošanas vai vaļēju savienojumu nostiprināšanas noteikti atvienojiet to no elektrotīkla. Ja viss ir kārtībā, tagad esat gatavs aizvērt korpusu, izmantojot četras M3 skrūves, un izmantot savu jauno viedo kontaktligzdu!