Sinilink WiFi Switch Modification With INA219 Voltage/Current Sensor: 11 Steps

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Ο διακόπτης Sinilink XY-WFUSB WIFI USB είναι μια ωραία μικρή συσκευή για να ενεργοποιήσετε/απενεργοποιήσετε απομακρυσμένα μια συνδεδεμένη συσκευή USB. Δυστυχώς, δεν διαθέτει τη δυνατότητα μέτρησης της τάσης τροφοδοσίας ή του χρησιμοποιημένου ρεύματος της συνδεδεμένης συσκευής.

Αυτό το διδακτικό σας δείχνει πώς τροποποίησα τον διακόπτη USB μου με έναν αισθητήρα τάσης/ρεύματος INA219. Με αυτήν την τροποποίηση μπορείτε να παρακολουθείτε την κατανάλωση ενέργειας μιας συνδεδεμένης συσκευής, π.χ. ένα smartphone, ένα ebook reader κ.λπ., κατά τη φόρτιση και αυτοματοποιήστε για να απενεργοποιήσετε την τροφοδοσία στη συνδεδεμένη συσκευή πριν φορτιστεί στο 100% για (ίσως) να παρατείνετε τη διάρκεια ζωής της ενσωματωμένης μπαταρίας LiPo.

Λάβετε υπόψη ότι στο τέλος αυτή η τροποποίηση έχει ως αποτέλεσμα μια μικρή πτώση τάσης της εισόδου 5V στην έξοδο της μονάδας.

Βήμα 1: Προαπαιτούμενα/Μέρη

Θα χρειαστείτε τα ακόλουθα μέρη:

• Διακόπτης Sinilink XY-WFUSB WIFI USB
• INA219 μονάδα αισθητήρα τάσης/ρεύματος (μια μικρότερη είναι καλύτερη)
• Εμαγιέ σύρμα διαμέτρου 0,4mm
• χοντρό σύρμα, το οποίο μπορεί να χειριστεί 2-3Α ρεύματος
• σωλήνας συρρίκνωσης θερμότητας που ταιριάζει με το παχύ σύρμα
• Σωλήνας θερμοσυρρίκνωσης διαμέτρου 25,4 mm
• Τα συνήθη εργαλεία όπως κολλητήρι, κόλληση, ροή
• Η / Υ όπου μπορείτε να μεταγλωττίσετε το Tasmota με υποστήριξη INA219

Βήμα 2: Περιγραφή γενικής ενότητας

Μια πολύ καλή γενική περιγραφή της μονάδας διακόπτη USB, τα μέρη της και πώς να την ανοίξετε γίνεται στο συνδεδεμένο βίντεο από τον Andreas Spiess. Αυτό το βίντεο με ενέπνευσε να κάνω τις αλλαγές στη μονάδα μου με μια μονάδα αισθητήρα INA219.

Βήμα 3: ESP8285 Αχρησιμοποίητα GPIO

Για να καταλάβω ποιες ακίδες/GPIO του ESP8285 δεν είναι συνδεδεμένες, αφαίρεσα το τσιπ από τη μονάδα. Δεν χρειάζεται να το κάνετε αυτό, απλά κοιτάξτε την εικόνα.

Με το αποσυγκολλημένο τσιπ και το φύλλο δεδομένων ESP8285 μπορείτε να δείτε ότι οι ακόλουθες ακίδες/GPIO δεν χρησιμοποιούνται:

• PIN10 / GPIO12
• PIN12 / GPIO13
• PIN18 / GPIO9
• PIN19 / GPIO10
• … κι αλλα …

Χρειάζεστε μόνο δύο για τις συνδέσεις I2C (SDA + SCL) στη μονάδα INA219. Πρώτα διάλεξα το PIN18 + PIN19 αλλά κατέστρεψα τα μαξιλάρια κατά τη συγκόλληση σε αυτό επειδή δεν είμαι (ακόμα) αρκετά ικανός να συγκολλήσω δύο σύρματα 0,4 mm σε αυτό το βήμα πείρου όταν είναι δίπλα -δίπλα.

Βήμα 4: Συγκολλήστε καλώδια μεταφοράς ρεύματος στο PCB

Για τη μέτρηση του ρεύματος, η μονάδα INA219 πρέπει να εισαχθεί στην τροφοδοσία εξόδου +5V μεταξύ του μεταγωγικού MOSFET και της θύρας εξόδου USB.

Πρώτα σηκώστε το πόδι της πρίζας USB.

Δεύτερον κολλήστε ένα παχύ σύρμα (κόκκινο) στο μαξιλάρι στο PCB, το οποίο είναι η έξοδος του MOSFET στην άλλη πλευρά του PCB, αυτό το σύρμα θα μεταβεί στο "Vin+" του INA219.

Στη συνέχεια, κολλήστε ένα χοντρό σύρμα (μαύρο) στο Pin της υποδοχής USB, αυτό θα μεταβεί στο "Vin-" του INA219.

Έβαλα κάποια ανθεκτική στη θερμότητα ταινία Kapton μεταξύ τους κατά τη συγκόλληση και στη συνέχεια πρόσθεσα λίγη σωλήνωση συρρίκνωσης γύρω από το μαύρο σύρμα. Άφησα επίσης την κασέτα Kapton στη θέση της.

Βήμα 5: Συγκολλήστε καλώδια δεδομένων στις ακίδες ESP8285

Προ-λυγίστε τα καλώδια πριν τα κολλήσετε στο τσιπ, δεν πρέπει να πιέσετε πολύ τα μαξιλάρια που είναι προσαρτημένα στις ακίδες του τσιπ.

Συγκολλήστε δύο σύρματα στην καρφίτσα 10 και 12 του τσιπ.

Όπως βλέπετε στην εικόνα, έκαψα τους πείρους 18 και 19 στη δεξιά πλευρά του τσιπ, οπότε προσπαθήστε να κρατήσετε τη θερμότητα χαμηλή και τη διάρκεια συγκόλλησης μικρή.

Επίσης κόλλησα και τα δύο καλώδια στην άκρη του πίνακα για να έχω λίγο ανακούφιση από την καταπόνηση.

Βήμα 6: Συγκολλήστε καλώδια Vcc/Gnd σε ρυθμιστή 3V3 και θύρα USB

Συγκολλήστε ένα καλώδιο στην έξοδο του ρυθμιστή τάσης AMS1117 3V3, αυτό θα μεταβεί στο "Vcc" της μονάδας INA219. (Συγγνώμη για την κακή εικόνα)

Συγκολλήστε ένα καλώδιο στην ακίδα Gnd της ανδρικής υποδοχής USB, αυτό θα μεταβεί στο "Gnd" της μονάδας INA219.

Βήμα 7: Συγκολλήστε καλώδια στην ενότητα INA219

Συγκολλήστε τα έξι καλώδια στη μονάδα INA219. Διατηρήστε αρκετό χώρο μεταξύ του κύριου PCB και της μονάδας για να τοποθετήσετε το μπλε κάλυμμα της συσκευής Sinilink.

• Vin+ - (κόκκινο) από το μαξιλάρι στο PCB
• Vin- - (μαύρο) από τον ακροδέκτη της υποδοχής εξόδου USB
• Vcc - από τον ρυθμιστή τάσης AMS1117 3V3
• Gnd - από τον πείρο Gnd της αρσενικής υποδοχής USB
• SCL - από PIN12 / GPIO13 (SCL / SDA μπορεί να αλλάξει σε διαμόρφωση Tasmota)
• SDA - από PIN10 / GPIO12 (SCL / SDA μπορεί να αλλάξει σε διαμόρφωση Tasmota)

Βήμα 8: Συναρμολόγηση

Κόψτε μερικές υποδοχές στο μπλε κάλυμμα της συσκευής Sinilink για να περάσετε από τα καλώδια που χρησιμοποιήσατε.

Τοποθετήστε το κάλυμμα μεταξύ του Sinilink PCB και της μονάδας INA219 και λυγίστε τα καλώδια κοντά στη θήκη.

Χρησιμοποιήστε σωλήνα συρρίκνωσης θερμότητας και στις δύο μονάδες.

Βήμα 9: Δημιουργήστε Tasmota με υποστήριξη INA219

Πρέπει να μεταγλωττίσετε το Tasmota με υποστήριξη INA219, το πρότυπο tasmota-sensors.bin, το οποίο περιέχει υποστήριξη INA219, είναι πολύ μεγάλο για να χωρέσει στο ESP8285.

Το παρακάτω είναι μια πολύ σύντομη εξήγηση της διαδικασίας κατασκευής χρησιμοποιώντας docker, περισσότερες λεπτομέρειες εδώ.

Δημιουργήστε έναν κατάλογο:

$ mkdir/opt/docker/tasmota-builder

Δημιουργία docker-compose.yml

$ cat /opt/docker/tasmota-builder/docker-compose.yml έκδοση: "3.7" υπηρεσίες: tasmota-builder: container_name: tasmota-builder name host: tasmota-builder επανεκκίνηση: "no" # πηγή: https:// hub.docker.com/r/blakadder/docker-tasmota image: blakadder/docker-tasmota: τελευταίος χρήστης: τόμοι "1000: 1000": Το δοχείο # docker πρέπει να ξεκινήσει από τον ίδιο χρήστη που κατέχει # τον πηγαίο κώδικα-./tasmota_git:/tasmota

Κλωνοποιήστε το αποθετήριο git και μεταβείτε σε μια συγκεκριμένη έκδοση με ετικέτα Tasmota:

/opt/docker/tasmota-builder $ git clone https://github.com/arendst/Tasmota.git tasmota_git

/opt/docker/tasmota-builder/tasmota_git (master) $ git checkout v8.5.1

Προσθέστε ένα αρχείο παράκαμψης για να συμπεριλάβετε την υποστήριξη INA219:

$ cat /opt/docker/tasmota-builder/tasmota_git/tasmota/user_config_override.h

#ifndef _USER_CONFIG_OVERRIDE_H_#define _USER_CONFIG_OVERRIDE_H_#warning **** user_config_override.h: Χρήση ρυθμίσεων από αυτό το αρχείο ****#ifndef USE_INA219#define USE_INA219#endif

Ξεκινήστε την κατασκευή:

"-e tasmota" σημαίνει ότι χτίζει μόνο το δυαδικό tasmota.bin, τίποτα άλλο.

/opt/docker/tasmota-builder $ docker-compose run tasmota-builder -e tasmota? λιμενεργάτης-συνθέτω κάτω

Το δυαδικό που προκύπτει, tasmota.bin, θα βρίσκεται σε:

/opt/docker/tasmota-builder/tasmota_git/build_output/firmware/

Ρυθμίστε τη συσκευή Sinilink με την Tasmota όπως εξηγείται από τον Andreas Spiess στο βίντεό του. Αρχικά αναβοσβήνει και στη συνέχεια διαμόρφωση του προτύπου/συνηθισμένη ρύθμιση GPIO για αυτήν τη συσκευή.

Είτε χρησιμοποιείτε το δικό σας μεταγλωττισμένο δυαδικό Tasmota είτε χρησιμοποιήστε πρώτα μια τυπική έκδοση και, στη συνέχεια, αναβαθμίστε μέσω του webgui στη δική σας μεταγλωττισμένη έκδοση.

Βήμα 10: Διαμόρφωση Tasmota για INA219

Το πρώτο βήμα είναι να τροποποιήσετε το πρότυπο ώστε να ταιριάζει με την τροποποίηση.

Μεταβείτε στο "Διαμόρφωση" -> "Διαμόρφωση προτύπου", επιλέξτε για GPIO12 και GPIO13 την τιμή "Χρήστης (255)". Πατήστε "Αποθήκευση".

Μετά την επανεκκίνηση, μεταβείτε στο "Διαμόρφωση" -> "Πρότυπο διαμόρφωσης", επιλέξτε για GPIO12 -> "I2C SDA (6)" και για GPIO13 -> "I2C SCL (5)". Or αλλάξτε αυτά αν κολλήσατε διαφορετικά τα καλώδια. Πατήστε "Αποθήκευση".

Αλλάξτε την εμφανιζόμενη/αναφερόμενη ακρίβεια της μονάδας. Αλλάξτε όπως εσείς επιθυμείτε.

Μεταβείτε στην "Κονσόλα" και εισαγάγετε τις ακόλουθες εντολές.

Το TelePeriod 30 # στέλνει τιμές αισθητήρων MQTT κάθε 30 δευτερόλεπτα

VoltRes 3 # 3 ψηφία ακρίβεια στις μετρήσεις τάσης WattRes 3 # 3 ψηφία ακρίβεια στους υπολογισμούς Watt AmpRes 3 # 3 ψηφία ακρίβεια στις τρέχουσες μετρήσεις

Βήμα 11: Τελικό αποτέλεσμα

Εάν όλα έγιναν σωστά, μπορείτε πλέον να παρακολουθείτε την Τάση και το Ρεύμα που χρησιμοποιούνται από τη συνημμένη συσκευή USB απευθείας στο GUI Tasmota Web.

Εάν έχετε επίσης μια ρύθμιση για την Tasmota να αναφέρει τη μέτρηση μέσω MQTT σε ένα InfluxDB, μπορείτε να δημιουργήσετε γραφήματα μέσω του Grafana για να εμφανίζεται το ρεύμα φόρτισης με την πάροδο του χρόνου, εδώ είναι ένα παράδειγμα φόρτισης του smartphone μου από ~ 10% έως ~ 85%.

Και μετά από αυτήν τη ρύθμιση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα εργαλείο αυτοματοποίησης όπως το Node-RED για να απενεργοποιήσετε αυτόματα το διακόπτη USB όταν το ρεύμα πέσει κάτω από ένα ορισμένο όριο.

Λάβετε υπόψη ότι δεδομένου ότι το INA219 χρησιμοποιεί αντίσταση 0,1 Ohm ως διακλάδωση ρεύματος, θα έχετε πτώση τάσης από την είσοδο στην έξοδο, ανάλογα με την παροχή ρεύματος και την "ευφυΐα" της προσαρτημένης συσκευής, μπορεί να φορτιστεί πιο αργά από πριν.