منفذ ذكي: 6 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

مشاريع فيوجن 360 »

إخلاء المسؤولية: يهدف هذا المشروع إلى إظهار كيف يمكنك عمل نموذج أولي باستخدام طابعة SV2 PCB. إنه ليس منتجًا يجب أن تستخدمه كعنصر يومي. لم يتم تصميمه ولا اختباره ليتوافق مع معايير السلامة المناسبة. أنت مسؤول عن أي مخاطرة تتعرض لها عند استخدام هذا التصميم

المنفذ الذكي هو جهاز إنترنت الأشياء الذي يسمح بالتحكم في أي جهاز متصل باستخدام خادم ويب من خلال أي متصفح. يسمح لنا خادم الويب الذي قمنا ببرمجته هنا بتحديد الأجهزة المتصلة التي سيتم تشغيلها وإيقاف تشغيلها ، مما يسمح بشكل أساسي "بالتوصيل" و "إلغاء التوصيل" الظاهري بضغطة زر على الهاتف أو نقرة على جهاز كمبيوتر.

اللوازم

المكونات الرئيسية: الكمية × العنصر (رقم جزء Digikey)

• 1 × NEMA5-15P ذكر التوصيل والأسلاك (Q108-ND)
• 3 × وعاء نسائي NEMA5-15R (Q227-ND)
• 1 × وحدة واي فاي ESP32-WROOM-32D (1904-1023-1-ND)
• 3 × مرحل الحالة الصلبة (255-3922-1-ND)
• 1 × منظم جهد 3.3 فولت (AZ1117EH-3.3TRG1DIDKR-ND)
• 3 × NFET (DMN2056U-7DICT-ND)
• 9 × المقاوم 100 أوم (311-100LRCT-ND)
• 4 × المقاوم 10 كيلو أوم (311-10KGRCT-ND)
• 2 × مكثف 1 فائق التوهج (399-4873-1-ND)
• 1 × مكثف 10 فائق التوهج (399-4925-1-ND)
• 2 × مكثف 0.1 فائق التوهج (399-1043-1-ND)
• 3 مصابيح LED (C503B-BCS-CV0Z0461-ND)
• 1 × موصل الحافة (S3306-ND)
• 1 × 5V 1A AC-DC محول (945-3181-ND)

المكونات / المواد الأخرى المستخدمة:

1. أنابيب الانكماش الحراري ، 8 بوصات
2. معجون لحام بدرجة حرارة منخفضة

الادوات و المعدات:

• طابعة SV2 PCB
• طابعة 3D
• لحام حديد
• بندقية إنحسر
• DC امدادات الطاقة
• مفك براغي (3 مم عرافة)
• صمغ ممتاز
• USB المسلسل مبرمج

الخطوة 1: اطبع تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور

اعتمادًا على كيفية إنشاء جهازك الخاص ، قد تختلف هذه الخطوات. لصنع هذا الجهاز المحدد ، قمنا بإنشاء تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور وطباعته باستخدام طابعة SV2 PCB. نظرًا لأننا استخدمنا PCB وليس لوحًا أوليًا أو لوح تجارب ، فإن معظم مكوناتنا عبارة عن سطح مثبت ، مثل وحدة التحكم الدقيقة ، التي كانت وحدة ESP32-WROOM-32D ، والمرحلات ، التي اخترناها لتكون عالية الطاقة مرحلات الحالة الصلبة. المكونات المحددة التي استخدمناها ، إلى جانب أرقام أجزاء Digi-Key الخاصة بها ، مذكورة أعلاه في المواد ، ولكن يمكنك تغيير المكونات لتخصيصها حسب التصميم الخاص بك. يجب أن تظل قيم المكثفات كما هي نسبيًا إذا كنت تنوي استخدام نفس المكونات. قد تتغير قيم المقاومات المحددة الحالية بناءً على لون LED الذي تستخدمه ، حيث قد يختلف الجهد الأمامي والتيار! ستتيح لك هذه الآلة الحاسبة إدخال معلمات التصميم الخاص بك وحساب قيم المقاوم نيابة عنك. استخدمنا مصابيح LED زرقاء اللون ، والتي من المعروف عنها انخفاض جهد أعلى من المتغيرات الحمراء. تأكد من أن مكوناتك التي ستتفاعل مع Mains Power (مرحلات الحالة الصلبة والموصلات وأوعية القابس) مصنفة لجهد التيار المتردد والتيار الكافي (120 فولت 60 هرتز في الولايات المتحدة ، حوالي 10-15 واط). يمكن العثور على التصميم التخطيطي وتصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور المستخدم في إنشاء منفذنا الذكي على موقع BotFactory على الويب ويمكنك قراءة المزيد عنها في مقالة المدونة الخاصة بنا ، بعنوان إنشاء منفذ ذكي.

الخطوة 2: أضف المكونات

كانت الخطوة التالية هي إضافة جميع المكونات على السبورة المطبوعة. هناك طريقتان للقيام بذلك ، يمكنك إما استخدام إمكانية الانتقاء والمكان الخاصة بـ SV2 إذا كنت تستخدم واحدة ، أو يمكنك لحام كل مكون يدويًا للصعود واحدًا تلو الآخر. نظرًا لأن هذا كان أول نموذج أولي وأردنا التأكد من أن كل جزء يعمل مع بعضنا البعض ، فقد وضعنا كل مكون يدويًا وضمننا الاستمرارية بين المكونات باستخدام مقياس متعدد. استخدمنا معجون اللحام بدرجة حرارة منخفضة ومستقرة حرارياً لتأمين المكونات على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تم إجراء بعض التوصيلات الخارجية ، مثل التوصيلات بأوعية القابس والتوصيلات بمحول AC-DC ، باستخدام موصل حافة. ونتيجة لذلك ، كان كل ما هو مطلوب هو طباعة أصابع الذهب على لوحة الدوائر المطبوعة ، وتوصيلها لتوفير اتصال دائري. بمجرد أن يكون كل شيء على السبورة ، تم تزويده بالطاقة من جهد متغير ومصدر طاقة حالي ، والذي له وظيفة الحد الحالية من أجل منع الدخان السحري من الهروب من دائرة كهربائية قصيرة. إذا كان كل شيء على ما يرام (لا يوجد دخان سحري ، لا توجد مكونات محمومة ، لا انفجارات) يمكنك المتابعة لتحميل الكود إلى ESP32.

الخطوة 3: قم بتحميل الكود الخاص بك

تم توصيل ESP32 بجهاز كمبيوتر باستخدام دبابيس TXD و RXD و GND ، باستخدام كبل USB إلى تسلسلي. تذكر أن TXD على الكبل الخاص بك يتصل بدبوس RXD في وحدة التحكم الدقيقة والعكس صحيح. باستخدام Arduino IDE ، تم تحميل لوحات متغيرات ESP32 وتم اختيار لوحة "FireBeetle-ESP32" لأن هذا يحتوي على دعم أصلي لشريحة ESP32 العارية التي استخدمناها. يربط الكود الذي تم استخدامه بشكل أساسي وحدة التحكم الدقيقة بجهاز توجيه Wi-Fi الخاص بك ويفتح اتصالاً في المنفذ 80. بمجرد فتح هذا المنفذ ، فإنه يوفر صفحة ويب لأي جهاز متصل به ويمكنه تبديل دبابيس GPIO بين أعلى ومنخفض بناءً على إدخالات الأزرار على صفحة الويب. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام عناوين URL محددة لتشغيل الجهاز أو إيقاف تشغيله. تأكد من تغيير الرمز المضمن ليشمل Wi-Fi SSID وكلمة المرور للشبكة التي تريد توصيل المنفذ الذكي بها. تم تأمين الشبكة التي قمنا بتوصيلها بها باستخدام WPA2 ، ولكنها قد تعمل أو لا تعمل مع شبكات غير آمنة.

الخطوة 4: اختبر

باستخدام الأدوات والتوصيلات المناسبة ، اختبر أن جميع التوصيلات والمكونات الموجودة على جهازك شبه المكتمل تعمل! اختبر مكونات التيار المتردد (محول AC-DC وقابس NEMA5) بشكل منفصل وقم بالتعامل معها بشكل صحيح ، فهي للجهد العالي! باستخدام مصدر طاقة خارجي للتيار المستمر ، قم بتشغيل دائرتك واختبر أنه يمكنك تشغيل الترانزستورات وإيقاف تشغيلها باستخدام واجهة الويب ، والتي يجب أن تقوم بدورها بتشغيل مصابيح LED المقابلة والسماح للتيار بالتدفق عبر مرحلات الحالة الصلبة.

الخطوة 5: اطبع الضميمة

اعتمادًا على المكونات التي اخترتها وكيفية ترتيبها ، قد يتم تشكيل العلبة الخاصة بك بشكل مختلف. هنا ، استخدمنا حاوية مستطيلة تحتوي على محول AC-DC ، وثنائي الفينيل متعدد الكلور ، وموصل الحافة ، وله ملفات تعريف لأوعية NEMA5-15R. قمنا بتصميمها باستخدام Fusion 360 وطباعتها باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد ، وقمنا بإرفاق لوحة الوجه العلوية باستخدام إدراجات ضبط الحرارة 3 مم ومسامير سداسية 3 مم. يعمل الغراء جيدًا أيضًا إذا لم تكن إدخالات مجموعة الحرارة متوفرة لك. إذا كنت تستخدم إدخالات مجموعة الحرارة ، فإن الثقوب الموجودة في ملفات STL المضمنة يبلغ عرضها 4 مم ، وستحتاج إلى مكواة لحام عند درجة حرارة 250 درجة مئوية. باستخدام المكونات الفعلية ، تم إجراء اختبار ملائم للتأكد من أن كل جزء مناسب بشكل صحيح داخل العلبة.

الخطوة 6: التجمع

أخيرًا ، تم لحام الوصلات الدائمة وتم وضع المكونات في العلبة. هنا ، اتبعنا المخطط الخاص بالاتصالات الصحيحة بين PCB ، وأوعية القابس ، ومحول AC-DC ، والمقبس الذكري. ثم تم اختبار جميع المكونات مرة أخرى لمعرفة ما إذا كانت هناك أي مشاكل عند العمل معًا. تأكد من توخي المزيد من الحذر عند العمل مع دوائر التيار المتردد! لا تلمس اللوحة أو الأسلاك عندما يتم تشغيل الدائرة من الحائط. تأكد من فصله قبل اللحام أو نقل الأسلاك أو إصلاح التوصيلات السائبة. إذا كان كل شيء على ما يرام ، فأنت الآن جاهز لإغلاق السكن باستخدام أربعة براغي M3 واستخدام المنفذ الذكي الجديد!