改装一个物联网电风扇

物联网遥控开关

xukejing

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发布时间: 2019-08-15

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阅读: 3682

这篇文章，我们要做一个物联网开关模块的应用示例。只要1分钟，给普通电风扇加个遥控功能。
## 1 背景
作为一个电子爱好者，我也很喜欢逛电子市场，看看电脑配件，或者看看各种有趣的电子模块。

最近，本人逛电子市场的时候，发现市场上多了不少物联网开关模块。它们的方案都很相似，通过ESP8266模块实现联网和IO控制，然后驱动继电器控制220V开关。通过电子芯吧客论坛，我们已经了解了不少物联网开源方案，比如开发快、中移物联网、阿里云物联网等。这时候，我们就会面临这样一个问题，买一个，还是做一个？

如果做一个，其实也不难，用现成的220V转5V的隔离AC-DC模块，给继电器和核心模块供电。用AMS1117 3.3把5V转3.3V，给ESP8266供电。ESP8266可以跑中移物联网或阿里云物联网的程序，实现远程控制IO拉高或拉低。IO口通过光耦隔离和三极管放大电路驱动继电器开闭。

我来举个例子，下面这个原理图是我设计的物联网开关模块。这个开关模块要串接在220V电路上，接在220V插座与用电器之间。
![设计图](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/c0781005d0390c0a030bb803aebb6758.jpg "设计图")
上图中，最上面一排的第一个P1接口是220V的输入，220V交流电通过该接口进入模块内部。P1分别接入火线L和零线N，我们给这两个节点定义为L in和N in。最右边是220V的输出，模块通过这个接口给用电器供电。其中，零线的输入N in和输出N out是接在一起的，但是L in和L out之间有个开关（我们设计个继电器当开关）；于是就可以控制这个线路是否形成回路。
上图中部的左部是220V交流转5V直流模块，1和2脚是AC引脚，接入220V输入，即L in和N in；3和4脚分别接入5V节点和GND节点。右侧是光耦隔离继电器模块，1和2脚的DC+和DC-为继电器供电引脚，其中DC-兼做控制信号输入的0V参考电平，因此DC+接到5V节点，DC-接到GND节点；3号节点的IN引脚是控制信号输入引脚，我们设计接入IO节点，这个IO节点我们设计可以程序控制高低电平。继电器的COM端口是被控输入，所以连接到L in节点；NO端口与COM端口在不通电状态下断开，NC端口在不通电时保持吸合。对于低电平导通的继电器模块，当IN引脚电平拉低时，继电器的电磁铁线圈会通电，让开关吸合，COM端口将与NO端口连通。因此，NO端口接到L out节点。
上图下部是5V转3.3V和ESP8266（核心控制模块），这部分比较简单，因为ESP8266需要3.3V供电，所以要把5V电源用AMS1117降低到3.3V。然后，ESP8266的GPIO5接到IO节点，即继电器模块的控制输入引脚所在端口。

如果想节省一下时间，那就买一个商品化的物联网开关模块呗。况且自己做一个，成本算下来也并不能节省太多钱，做出来的东西与商品模块一比还略显丑陋。以前我们这些极客就探讨过用GNU开源的智能车方案造辆车，还是买一台现成的特斯拉。我们的开源方案不一定比商品闭源的性能好，但是我们任何时候都能改进它；你看我们可以换装任何车门，想装啥就是啥，甚至车头可以左右安装两个不同型号的前灯；如果车坏了，你自己就可以动手修复它；最后，虽然开源方案看上去很丑，但是它可以在下个版本或下下个版本里被改进。下图展示了GNU Car与商品量产Car的区别，看完以后，我们决定还是把买个现成的吧。
![DIY与商品](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/b5750cd92525609576a1df58f84ab3e9.jpg "DIY与商品")

今天，我们就做个演示，改装一个电风扇，给它增加物联网远程控制功能。

整个改装过程就是剪断电线，接4个接点，改装总耗时不到1分钟（工具用了比较方便的剥线剪）。
## 2 模块选购
市场上的物联网开关模块很多，有的自带AC-DC电路，可以直接通过220V线路对模块供电。有的只有5V或12V DC输入，使用时候还要再外接一个AC-DC模块。

我们既然选择要偷懒，那就一步到位选个自带AC-DC的模块吧。我选了这个，看上去做工尚可，还带个保险丝。
![模块示意图](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/c68d5a6b4b5276124bd4e33e9ded1470.jpg "模块示意图")

它的接线很简单，看说明书，只要像下图这么串接上就可以实现远程控制。大家做过单片机开发以后，回过头来搞这个，一定会感觉特别简单。
![接线说明书](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/2263cb94527092cb83042e4a8ff5f093.jpg "接线说明书")

上图可以发现，这个模块还自带一路开关量的输入，默认高电平，可以接个开关把电平拉低实现手动控制。其中，开关IO的电平是5V。

## 3线路连接和WIFI配置
如下图，把电风扇的电源线剪断，接入物联网开关模块，总共只有4个接线点（输入L、N，和输出L、N）。图中，我使用了剥线剪，剪线和剥线非常顺手。这一步，大约只耗时1分钟。
![接线](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/c7511cc630b629d1817d4a6fa9e3a920.jpg "接线")
下一步，把插头插到220V市电插座上。模块无法接入网络时，会建立一个ESP开头的AP，用手机连接它，然后打开浏览器登录ESP8266的配网页面。输入无线路由器的名字和密码并保存。ESP8266会在下一次上电时候，自动连接无线路由器。
![配网](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/426e001e0b7ba6ef7a2508d5dcb36b94.jpg "配网")
## 4 控制设置
模块接入网络后，就可以通过网页或手机APP控制。首次登录网页操作时需要先注册设备，把设备的编码号填上。在网页上的设置页面里，可以定义该开关模块的名字和控制方式。

我们给它取名为“我的电风扇”
![基本设置](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/a1798c97f993bf1ed40d245381db1a07.jpg "基本设置")

默认的初始状态是“断电”，也就是说。当模块再次重新上电时，如果不通过遥控打开，风扇是不会转的。

我们可以把它改成“通电”。这样，即使没有电脑或手机，电风扇还可以用机械开关控制打开。
![基本状态改为通电](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/4c7dfe1d4cfabe07215e89d07927786b.jpg "基本状态改为通电")

如上图设置后。上电，电风扇就会转，通过手机或电脑可以关闭电风扇；如果没有手机或电脑，手动控制电风扇上的机械开关也可以关闭。

下图是电脑网页端的控制界面
![网页界面](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/bca566ed4ae7300ca45f3425641171b0.jpg "网页界面")

下图是手机端APP上的控制界面
![APP界面](https://cf04.ickimg.com/bbsimages/201908/4b8f21aa13156a736c888453850b1c31.jpg "APP界面")

## 5 展望
这篇文章，只用了一个很简单的模块，用时很短，花费也不多，就成功实现了对电风扇的远程控制。这样的产品，市场上还有很多，比如小米、百度、天猫的智能插座。这些产品外观精美，价格低廉。
我们这些电子爱好者真该考虑考虑，到底是买一个，还是做一个。

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看不到的背后 248天前...

还是买一个吧

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阿紫 237天前...

买，可以加更多的创意，做，熟练了技术

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