【训练营-进阶班】物联网插座 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

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标准版 【训练营-进阶班】物联网插座

简介:【训练营-进阶班】物联网项目实战-物联网插座:实现SmartConfig智能配网,手机App控制,和智能音箱语音控制

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2020-08-06 16:46:55
更新时间: 2022-08-11 20:45:04
描述
#### **一、介绍** **1、采用Arduino编程,实现智能配网,手机App控制,和智能音箱语音控制** **2、立创EDA设计电路,Fusion360设计外壳及零件装配,KeyShot产品渲染** **3、ESP8266为主控,包含一路继电器,一个用户按键,一个RGB指示灯,DS18B20温度传感器** **2、集成AC-DC电源模块,用做系统供电,也可用USB接口供电,预留两个扩展引脚,可外接OLED等** #### **二、硬件电路分析** ##### **1、下载电路** **①USB 转串口芯片采用CH340C,内置时钟发生器,无需外部晶体及振荡电容。** **②CH340 芯片支持 5V 电源电压或者 3.3V 电源电压。** > **当使用 5V 工作电压时,CH340 芯片的 VCC 引脚输入外部 5V 电源,并** > > **且 V3 引脚应该外接容量为 0.1uF 的电源退耦电容。5V 工作电压参考电路:** ![下载电路-5V.png](//image.lceda.cn/pullimage/EMcuWXOLMOvi0eOgbbdOaMxzYEcFIhnZRlGs4sfF.png) > **当使用 3.3V 工作电压时,CH340 芯片的 V3 引脚应该与 VCC 引脚** > > **相连接,同时输入外部的 3.3V 电源。3.3V 工作电压以及自动下载参考电路:** ![自动下载电路.png](//image.lceda.cn/pullimage/S6rE12IQqxFd90h8AJekR84IhorrwHgCeyUEpx3C.png) ##### **2、继电器驱动电路** > **参考电路:** ![继电器.png](//image.lceda.cn/pullimage/KcUEIp0IFNYmuNswCCmKhmIgnAI8GJvD1BuYqe4E.png) > **ESP8266上电期间各引脚状态(参考:[上电引脚初始化状态问题](https://blog.csdn.net/pillarpeng/article/details/52119657)):** | | | | | --- | --- | --- | | **GPIO引脚** | **初始状态** | **初始电平** | | GPIO0 | 输入上拉 | H | | GPIO2 | 输入上拉 | H | | GPIO4 | 输入下拉 | L | | GPIO5 | 输入下拉 | L | | GPIO12 | 输入上拉 | H | | GPIO13 | 输入上拉 | H | | GPIO14 | 输入上拉 | H | | GPIO15 | 输入上拉 | H | | GPIO16 | 输出置高 | H | **光耦作用分析:** > **继电器控制引脚为GPIO16,上电期间为高电平,采用光** > > **耦来防止上电期间继电器导通,再配合三极管来驱动继电器** **二极管作用分析:** > **在开关继电器时,由于自感现象,继电器线圈上会产生感应电动** > > \*\*势,继电器线圈两端加上二极管形成回路,\*\***使线圈产生的电动势** > > **在回路以续电流方式消耗,从而保护电路中的元件不被损坏** ###### **3、AC-DC电源模块** **AC-DC电源模块采用海凌科的HLK-PM01,5V-3W输出功率,HLK-PM01数据手册参考电路:** ![AC-DC.png](//image.lceda.cn/pullimage/Rbcnok70dIH6BawE6H11vVY4H54YnIw7JGUqpqBJ.png) **输入元件:** ![输入元件.png](//image.lceda.cn/pullimage/5xfsugtYr2G71XeUAmQSsepz5q8ZbXKykwSgRbCk.png) **输出元件:** ![输出元件.png](//image.lceda.cn/pullimage/0IDTz3DBHecJbT3jBB7UwLKCd92xXjxiPBIu2oa1.png) **需要注意的是输出元件的滤波电容,耐压降额大于75%,输出电压为5V,则滤波电容耐压值应大于20V** ### 三、图片展示 ![物联网插座-黑.png](//image.lceda.cn/pullimage/emlK9sxClj4strXkfYK5I06rrMxRsiogWgw9ryGN.png) ![物联网插座-红色.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/zyMh7Ofl6jmul3ryaBoPlAdTqEydiyRZIdZB18vW.jpeg) ![物联网插座2.png](//image.lceda.cn/pullimage/y0y9mqauDsqtwDDIpfhoVzRWlnkWOjEolOKIUNt0.png) ![物联网插座.png](//image.lceda.cn/pullimage/9ZjPBHC21QFsVSsJkhwPfHPSbDNh2C9aUQS83zdB.png) ![PCB-正面.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/ombNWjc3e8WFEoIjJ3yrBiiwbKZFtmhQv36wQ36R.jpeg) ![PCB-背面.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/Ql2LR5YzCIqgqbqHFkvZZB7bJEAj9h1FUN4Z2HIt.jpeg) ![PCB-焊接.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/NTvE1d8dRivo4YVZW5py8KcKCYx0GYImxqmp5roa.jpeg) #### **四、调试过程** > **2020-8-17** ###### **1.电路板今天到,已焊接,下载测试程序未发现问题** > **2020-8-23** ###### **1.烂尾是不可能的** **🕊🕊🕊🕊🕊🕊🕊🕊🕊🕊🕊搁了几天,昨天下午才开始调程序,今天来更新文档** ###### **2.遇到的问题:** **(1)、给板子下程序时复位不了** > **解决:** > > **①、首先检查ESP8266是否虚焊,发现没问题👌👌👌** > > **②、尝试断电情况下按住BOOT间,然后再插上电,成功进入下载模式👌👌👌** > > **③、虽然能下程序,但按键还是不能复位,于是在上电情况下用万用表测量** > > **了按键按下与不按下时两端电压分别是多少,发现是按键坏了,问题解决** **(2)、调程序过程中ESP8266一直复位** > **解决:** > > **①、程序中添加多处调式信息打印,观察在哪一阶段进行的复位** > > **②、通过观察发现在进入某一定时回调函数时发生复位,猜想是没有及时退出回调函数导致的复位** > > **③、修改程序,定时回调函数中放置标志位,执行程序放入主函数,循环检测标志位,问题解决👌👌** ###### **3、实现的功能** **(1)、智能配网:** > **①、开机自动连接上次连接的网络,连接不成功则进入配网模式** > > **②、已开机则通过长按按键进入配网模式** **(2)、按键点按控制继电器的开和关** **(3)、温度获取并上传手机APP显示、及手机APP控制继电器的开和关** **(4)、天猫精灵控制继电器开和关、查询继电器开关状态、及查询温度** ###### **4、外壳进行了简单修改,程序及STL文件更新至附件中** ### 六、演示视频 **1.视频太大拆成了两个视频上传** **2.温度每十分钟上传一次,所以演示视频中APP上温度显示为零**
设计图
原理图
1 /
PCB
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ID Name Designator Footprint Quantity BOM_Supplier
1 MKP-0.1uF275V C1 CAP-TH L13.0-W6.0 1 LCSC
2 220uF 25V C2 CAP-TH BD8.0-P3.50-D1.0-FD 1 LCSC
3 100nF/50V C3,C4,C5,C6 C 0603 4 LCSC
4 0.1UF C7,C8 C 0603 2 LCSC
5 1UF C31,C32 C 0603 2 LCSC
6 1N5819W D1,D30 R-SOD 123 2 LCSC
7 1N4148W D3 SOD-123 1 LCSC
8 自恢复保险500MA F1 C 0805 1 LCSC
9 OLED J1 排针排母4P 1 LCSC
10 UU9.8Y-10mH L1 FILTER-TH UU9.8Y-10MH 1 LCSC
11 Red/LED LED1 LED 0603 1 LCSC
12 5050 LED3 LED-SMD_6P-L5.0-W5.0-RD 1 LCSC
13 SRD-05VDC-SL-C NO RELAY-TH SRD-05VDC-SL-C 1 LCSC
14 WJ500V-5.08-2P P1 CONN-TH 2P-P5.00 1 LCSC
15 WJ128V-5.0-3P P2 CONN-TH 3P-P5.00 1 LCSC
16 NPN Q1 SOT-23-3 1 LCSC
17 10k/1% R1 R 0603 1 LCSC
18 1.5K R2,R3 R 0603 2 LCSC
19 4.7K R4,R9,R10 R 0603 3 LCSC
20 10D561K R5 RES-TH L12.5-W7.0 1 LCSC
21 150 R6,R8 R 0603 2 LCSC
22 560 R7 R 0603 1 LCSC
23 SS 12D07 SW1 J-SS 12D07 1 LCSC
24 轻触按键 SW2,SW3 轻触按键 2 LCSC
25 TS-1088R SW4 SW-SMD L3.9-W3.0 1 LCSC
26 FH1-200CK-G U1 FH1-200CK-G 1 LCSC
27 CH340C U2 J-SOP16 150MIL 1 EasyEDA
28 ESP-12S U3 ESP-12S 1 LCSC
29 HLK-PM01 U4 PWRM-TH HLK-PM01 1 LCSC
30 ME6211A33M3G U5 R-SOT-23 1 LCSC
31 EL817S1 U6 SOP-4 L6.5-W4.6-P2.54-LS10.2-TR 1 LCSC
32 DS18B20+ U8 TO-92-3 L4.9-W3.7-P1.27-L 1 LCSC
33 MICRO USB USB1 J-MICRO USB 1 LCSC

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174
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4

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