Интелигентен контакт: 6 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Проекти на Fusion 360 »

Отказ от отговорност: Този проект има за цел да покаже как можете да създадете прототип с принтер SV2 PCB. Това не е продукт, който трябва да използвате като ежедневие. Той нито е проектиран, нито е тестван в съответствие с подходящите стандарти за безопасност. Вие носите отговорност за всеки риск, който поемате, когато използвате този дизайн

Интелигентният контакт е IOT устройство, което позволява контрол върху всяко свързано устройство, използвайки уеб сървър през всеки браузър. Уеб сървърът, който програмирахме тук, ни позволява да решим кои свързани устройства да се включват и изключват, като по същество позволяват виртуално „включване“и „изключване“с натискане на бутон на телефон или щракване върху компютър.

Консумативи

Основни компоненти: Количество x артикул (Номер на частта на Digikey)

• 1 x NEMA5-15P мъжки щепсел и окабеляване (Q108-ND)
• 3 x Женски приемник NEMA5-15R (Q227-ND)
• 1 x Wifi модул ESP32-WROOM-32D (1904-1023-1-ND)
• 3 x твърдо реле (255-3922-1-ND)
• 1 x регулатор на напрежението 3.3V (AZ1117EH-3.3TRG1DIDKR-ND)
• 3 x NFET (DMN2056U-7DICT-ND)
• 9 x резистор 100 ома (311-100LRCT-ND)
• 4 x резистор 10k ohm (311-10KGRCT-ND)
• 2 x кондензатор 1uF (399-4873-1-ND)
• 1 x кондензатор 10uF (399-4925-1-ND)
• 2 x кондензатор 0.1uF (399-1043-1-ND)
• 3 x светодиода (C503B-BCS-CV0Z0461-ND)
• 1 x Edge конектор (S3306-ND)
• 1 x 5V 1A AC-DC преобразувател (945-3181-ND)

Други използвани компоненти/материали:

1. Термосвиваеми тръби, 8 инча
2. Нискотемпературна паста за запояване

Инструменти и оборудване:

• SV2 PCB принтер
• 3D принтер
• Поялник
• Reflow Gun
• DC захранване
• Отвертка (3 мм шестостенна)
• Супер лепило
• USB сериен програмист

Стъпка 1: Отпечатайте дизайна на печатната платка

В зависимост от това как създавате собствено устройство, тези стъпки могат да варират. За да направим това специфично устройство, създадохме дизайн на печатна платка и го отпечатахме с помощта на принтера SV2 PCB. Тъй като използвахме печатна платка, а не прото-платка или макет, повечето от нашите компоненти са за повърхностен монтаж, като микроконтролера, който беше модул ESP32-WROOM-32D, и релетата, които избрахме да бъдат с висока мощност твърдотелни релета. Конкретните компоненти, които използвахме, заедно с техните номера на Digi-Key, са дадени по-горе в материалите, но можете да промените компонентите, за да ги персонализирате според вашия специфичен дизайн. Стойностите на кондензатора трябва да останат относително същите, ако възнамерявате да използвате същите компоненти. Стойностите за резисторите за ограничаване на тока могат да се променят в зависимост от това кой цветен светодиод използвате, тъй като напрежението и токът в предната част може да са различни! Този калкулатор ще ви позволи да въведете параметрите на вашия дизайн и да изчислите стойностите на резистора за вас. Използвахме сини светодиоди, за които е известно, че имат по -висок спад на напрежението от този на червените варианти. Уверете се, че вашите компоненти, които ще взаимодействат с мрежовото захранване (релетата в твърдо състояние, конекторите и щекерите на щепсела) са номинални за променливо напрежение в мрежата и достатъчен ток (120V 60Hz в САЩ, около 10-15 W). Схематичният дизайн и дизайна на печатни платки, използвани за създаването на нашия интелигентен контакт, могат да бъдат намерени на уебсайта на BotFactory и можете да прочетете повече за тях в нашата статия в блога, озаглавена Създаване на интелигентен контакт.

Стъпка 2: Добавете компонентите

Следващата стъпка беше да добавите всички компоненти към печатната платка. Има два начина да направите това, можете или да използвате възможността за избор и поставяне на SV2, ако използвате такъв, или можете да предавате спойка всеки компонент на платка един по един. Тъй като това беше първият прототип и искахме да гарантираме, че всяка част работи помежду си, ние поставихме всеки компонент на ръка и осигурихме приемственост между компонентите, като използвахме мултиметър. Използвахме термично стабилна нискотемпературна паста за спойка, за да закрепим компонентите към печатната платка. Някои от външните връзки, като например връзки към щепселите и към AC-DC преобразувателя, бяха направени с помощта на ръчен конектор. Поради това всичко, което беше необходимо, беше да отпечатате златните пръсти върху печатната платка и да ги включите, за да осигурите електрическа връзка. След като всичко беше на таблото, то се захранваше с променливо напрежение и токово захранване, което има функция за ограничаване на тока, за да предотврати изтичането на вълшебния дим при късо съединение. Ако всичко е наред (без вълшебен дим, без компоненти за прегряване, без експлозии), можете да продължите с качването на кода в ESP32.

Стъпка 3: Качете вашия код

ESP32 беше свързан към компютър с помощта на TXD, RXD и GND щифтове, използвайки USB към сериен кабел. Не забравяйте, че TXD на вашия кабел се свързва с RXD щифта на микроконтролера и обратно. Използвайки Arduino IDE, платките за вариантите на ESP32 бяха заредени и платката „FireBeetle-ESP32“беше избрана, тъй като това имаше естествена поддръжка за голия чип ESP32, който използвахме. Кодът, който беше използван, по същество свързва микроконтролера към вашия Wi-Fi рутер и отваря връзка на порт 80. След като този порт е отворен, той доставя уеб страница на всяко устройство, свързващо се с него, и може да превключва GPIO щифтове между високи и ниски въз основа на въвеждане на бутони на уеб страницата. Освен това, определени URL адреси могат да се използват за включване или изключване на устройство. Уверете се, че промените включения код, за да включите Wi-Fi SSID и парола за мрежата, към която искате да свържете интелигентния контакт. Мрежата, към която го свързахме, беше защитена с WPA2, но може да работи, а може и да не работи с незащитени мрежи.

Стъпка 4: Тествайте

Използвайки подходящите инструменти и връзки, проверете дали всички връзки и компоненти на вашето почти завършено устройство работят! Тествайте променливотоковите компоненти (AC-DC преобразувателя и щепсела NEMA5) отделно и боравете с тях правилно, те са за високо напрежение! Използвайки външно захранване с постоянен ток, включете веригата си и проверете дали можете да включвате и изключвате транзисторите с помощта на уеб интерфейса, който на свой ред трябва да работи със съответните светодиоди и да позволява на тока да тече през твърдотелните релета.

Стъпка 5: Отпечатайте корпуса

В зависимост от това какви компоненти сте избрали и как ги подреждате, вашето заграждение може да бъде оформено по различен начин. Тук използвахме правоъгълен корпус, в който се помещават AC-DC конверторът, печатната платка, крайният конектор и има профили за кутиите NEMA5-15R. Ние го проектирахме с помощта на Fusion 360 и той го отпечата с 3D принтер и прикрепи горната лицева плоча с помощта на 3 мм вградени вложки и 3 мм шестостенни винтове. Лепилото работи също толкова добре, ако не разполагате с вградени вложки. Ако все пак използвате вложки с термозалепване, отворите в включените STL файлове са широки 4 мм и ще ви трябва поялник при 250 ° С. Използвайки действителните компоненти, след това беше направено тестово напасване, за да се гарантира, че всяка част попада правилно в кутията.

Стъпка 6: Съберете

Накрая постоянните връзки бяха запоени и компонентите бяха поставени в корпуса. Тук следвахме схемата за правилните връзки между печатната платка, щепселните кутии, AC-DC преобразувателя и мъжкия щепсел. След това всички компоненти бяха тествани отново, за да се види дали има проблеми при съвместната работа. Не забравяйте да бъдете особено внимателни при работа с променливотокова верига! Не докосвайте платката или проводниците, когато веригата се захранва от стената. Уверете се, че сте го изключили преди запояване, преместване на проводници или фиксиране на хлабави връзки. Ако всичко е наред, вече сте готови да затворите корпуса с помощта на четири винта M3 и да използвате новия си интелигентен контакт!