Úprava prepínača WiFi Sinilink so snímačom napätia/prúdu INA219: 11 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

USB prepínač Sinilink XY-WFUSB WIFI je pekné malé zariadenie na diaľkové zapínanie/vypínanie pripojeného zariadenia USB. Je smutné, že mu chýba schopnosť merať napájacie napätie alebo použitý prúd pripojeného zariadenia.

Tento návod vám ukazuje, ako som upravil svoj prepínač USB pomocou snímača napätia/prúdu INA219. Touto úpravou môžete monitorovať spotrebu energie pripojeného zariadenia, napr. smartfón, čítačku elektronických kníh atď., počas nabíjania a automatizáciou vypnite napájanie pripojeného zariadenia pred jeho nabitím na 100%, aby sa (možno) predĺžila životnosť integrovanej batérie LiPo.

Uvedomte si, že nakoniec táto úprava má za následok mierny pokles napätia 5V vstupu na výstup modulu.

Krok 1: Predpoklady/diely

Budete potrebovať nasledujúce diely:

• Prepínač USB Sinilink XY-WFUSB WIFI
• Modul snímača napätia/prúdu INA219 (menší je lepší)
• Smaltovaný drôt s priemerom 0,4 mm
• hrubý drôt, ktorý zvládne prúd 2-3A
• zmršťovacia trubica zodpovedajúca hrubému drôtu
• Zmršťovacia trubica s priemerom 25,4 mm
• Zvyčajné nástroje ako spájkovačka, spájka, tavidlo
• Počítač, na ktorom môžete zostaviť Tasmota s podporou INA219

Krok 2: Všeobecný popis modulu

Veľmi dobrý všeobecný popis modulu prepínača USB, jeho častí a spôsobu otvorenia je uvedený v prepojenom videu od Andreasa Spiessa. Toto video ma inšpirovalo k vykonaniu zmien v mojom module so senzorovým modulom INA219.

Krok 3: ESP8285 Nepoužívané GPIO

Aby som zistil, ktoré piny/GPIO na ESP8285 nie sú pripojené, odstránil som čip z modulu. Nemusíte to robiť, stačí sa pozrieť na obrázok.

S odspájkovaným čipom a technickým listom ESP8285 vidíte, že nasledujúce piny/GPIO nie sú používané:

• PIN10 / GPIO12
• PIN12 / GPIO13
• PIN18 / GPIO9
• PIN19 / GPIO10
• … a viac …

Na pripojenie I2C (SDA + SCL) k modulu INA219 potrebujete iba dve. Najprv som vybral PIN18 + PIN19, ale zničil som podložky pri spájkovaní, pretože nie som (zatiaľ) dostatočne zručný na spájkovanie dvoch 0,4 mm drôtov v tomto rozstupe pinov, keď sú vedľa seba.

Krok 4: Spájajte vodiče vedúce prúd k PCB

Na meranie prúdu je potrebné modul INA219 vložiť do výstupu +5 V medzi prepínací MOSFET a výstupný port USB.

Najprv zdvihnite nohu zásuvky USB.

Druhým spájkovaním hrubého vodiča (červený) na podložku na doske plošných spojov, ktorá je výstupom MOSFETu na druhej strane dosky plošných spojov, tento vodič pôjde na „Vin+“INA219.

Potom spájkujte hrubý vodič (čierny) na kolík zásuvky USB, tým prejdete na „Vin-“INA219.

Pri spájkovaní som medzi ne vložil tepelne odolnú kaptonovú pásku a potom som okolo čierneho drôtu pridal teplom zmrštiteľnú hadičku. Kaptonovu pásku som tiež nechal na mieste.

Krok 5: Spájkujte dátové vodiče s kolíkmi ESP8285

Pred spájkovaním s čipom predohnite drôty, nemali by ste veľmi namáhať podložky pripevnené k kolíkom čipu.

Pripojte dva vodiče k pinom 10 a 12 čipu.

Ako vidíte na obrázku, spálil som kolíky 18 a 19 na pravej strane čipu, preto sa snažte udržať nízke teplo a krátke trvanie spájkovania.

Oba drôty som tiež nalepil na okraj dosky, aby som trochu odľahčil napätie.

Krok 6: Spájajte vodiče Vcc/Gnd k regulátoru 3V3 a portu USB

Spájkujte vodič na výstup regulátora napätia AMS1117 3V3, ten prejde na „Vcc“modulu INA219. (Ospravedlňujem sa za zlý obrázok)

Pripájajte vodič na pin Gnd konektora USB samca, tým prejdete na „Gnd“modulu INA219.

Krok 7: Spájkovacie vodiče k modulu INA219

Pripájajte šesť drôtov k modulu INA219. Medzi hlavnou doskou plošných spojov a modulom ponechajte dostatok miesta na vloženie modrého krytu zariadenia Sinilink.

• Vin+ - (červená) z podložky na doske plošných spojov
• Vin- - (čierna) z kolíka výstupnej zásuvky USB
• Vcc - z regulátora napätia AMS1117 3V3
• Gnd - z konektora Gnd konektora USB samca
• SCL - od PIN12 / GPIO13 (SCL / SDA je možné prepnúť v konfigurácii Tasmota)
• SDA - od PIN10 / GPIO12 (SCL / SDA je možné prepnúť v konfigurácii Tasmota)

Krok 8: Zostavenie

Vyrežte niekoľko otvorov do modrého krytu zariadenia Sinilink, aby prechádzali káblami, ktoré ste použili.

Vložte kryt medzi PCB Sinilink a modul INA219 a ohnite vodiče v blízkosti puzdra.

Okolo oboch modulov použite zmršťovaciu trubicu.

Krok 9: Vytvorte Tasmotu s podporou INA219

Musíte skompilovať Tasmotu s podporou INA219, štandardný tasmota-sensor.bin, ktorý obsahuje podporu INA219, je príliš veľký na to, aby sa zmestil do ESP8285.

Nasleduje veľmi stručné vysvetlenie postupu zostavovania pomocou dockera, ďalšie podrobnosti tu.

Vytvorte adresár:

$ mkdir/opt/docker/tasmota-builder

Vytvorte docker-compose.yml

$ cat /opt/docker/tasmota-builder/docker-compose.yml verzia: "3.7" služby: tasmota-builder: container_name: tasmota-builder názov hostiteľa: tasmota-builder reštart: "nie" # zdroj: https:// hub.docker.com/r/blakadder/docker-tasmota obrázok: blakadder/docker-tasmota: najnovší používateľ: zväzky „1000: 1000“: # kontajner docker musí spustiť ten istý používateľ, ktorý vlastní # zdrojový kód-./tasmota_git:/tasmota

Klonujte úložisko git a prepnite na konkrétne označené vydanie 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

Pridajte súbor s prepísaním, aby zahrnoval podporu INA219:

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

#ifndef _USER_CONFIG_OVERRIDE_H_#define _USER_CONFIG_OVERRIDE_H_#varovanie **** user_config_override.h: Použitie nastavení z tohto súboru ****#ifndef USE_INA219#define USE_INA219#endif

Začnite stavať:

„-e tasmota“znamená, že vytvára iba binárny súbor tasmota.bin, nič iné.

/opt/docker/tasmota-builder $ docker-compose run tasmota-builder -e tasmota; docker-compose down

Výsledný binárny súbor, tasmota.bin, sa bude nachádzať v:

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

Nastavte zariadenie Sinilink pomocou Tasmota, ako vysvetľuje Andreas Spiess vo svojom videu. Najprv bliká a potom konfigurácia šablóny/obvyklé nastavenie GPIO pre toto zariadenie.

Buď pomocou vlastného skompilovaného binárneho súboru Tasmota, alebo najskôr použite štandardné vydanie a potom aktualizujte webgui na vlastnú skompilovanú verziu.

Krok 10: Konfigurácia Tasmota pre INA219

Prvým krokom je úprava šablóny tak, aby zodpovedala modifikácii.

Prejdite na „Konfigurácia“-> „Konfigurovať šablónu“, pre GPIO12 a GPIO13 vyberte hodnotu „Používateľ (255)“. Kliknite na „Uložiť“.

Po reštarte prejdite na „Konfigurácia“-> „Konfigurovať šablónu“, vyberte možnosť GPIO12 -> „I2C SDA (6)“a GPIO13 -> „I2C SCL (5)“. Alebo ich vymeňte, ak ste drôty spájkovali inak. Kliknite na „Uložiť“.

Zmeňte zobrazenú/hlásenú presnosť modulu. Zmeňte podľa svojich predstáv.

Prejdite na „Konzola“a zadajte nasledujúce príkazy.

TelePeriod 30 # odosiela hodnoty senzora MQTT každých 30 sekúnd

Presnosť voltRes 3 # 3 číslic na meraniach napätia WattRes presnosť 3 # 3 číslic na wattových výpočtoch AmpRes 3 # 3 číslice presnosti na súčasných meraniach

Krok 11: Konečný výsledok

Ak bolo všetko vykonané správne, teraz môžete monitorovať napätie a prúd používané pripojeným zariadením USB priamo v webovom grafickom rozhraní Tasmota.

Ak máte pre Tasmotu aj nastavenie na hlásenie meraní prostredníctvom MQTT do InfluxDB, môžete prostredníctvom Grafany vytvárať grafy na zobrazenie nabíjacieho prúdu v priebehu času. Tu je príklad nabíjania môjho smartfónu od ~ 10% do ~ 85% kapacity.

A po tomto nastavení môžete použiť automatizačný nástroj, ako je Node-RED, na automatické vypnutie prepínača USB, keď prúd klesne pod určitú hranicu.

Uvedomte si, že pretože INA219 používa ako prúdový skrat odpor 0,1 Ohm, dôjde k poklesu napätia zo vstupu na výstup, v závislosti od zdroja napájania a „inteligencie“pripojeného zariadenia sa môže nabíjať pomalšie ako predtým.