Modyfikacja przełącznika WiFi Sinilink za pomocą czujnika napięcia/prądu INA219: 11 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:27

Przełącznik Sinilink XY-WFUSB WIFI USB to ładne małe urządzenie do zdalnego włączania/wyłączania podłączonego urządzenia USB. Niestety brakuje mu możliwości pomiaru napięcia zasilania lub zużytego prądu podłączonego urządzenia.

Ta instrukcja pokazuje, jak zmodyfikowałem mój przełącznik USB za pomocą czujnika napięcia / prądu INA219. Dzięki tej modyfikacji możesz monitorować pobór mocy podłączonego urządzenia, m.in. smartfona, czytnika ebooków itp., podczas ładowania i zautomatyzowania wyłączenia zasilania podłączonego urządzenia przed jego naładowaniem do 100%, aby (być może) przedłużyć żywotność zintegrowanego akumulatora LiPo.

Należy pamiętać, że w efekcie modyfikacja ta skutkuje niewielkim spadkiem napięcia z wejścia 5V na wyjście modułu.

Krok 1: Wymagania wstępne/Części

Potrzebne będą następujące części:

• Przełącznik Sinilink XY-WFUSB WIFI USB
• INA219 Moduł czujnika napięcia/prądu (mniejszy jest lepszy)
• Drut emaliowany o średnicy 0,4 mm
• gruby drut, który wytrzyma 2-3A prądu
• rurka termokurczliwa pasująca do grubego drutu
• Rurka termokurczliwa o średnicy 25,4 mm
• Zwykłe narzędzia, takie jak lut, lut, topnik
• PC, na którym można skompilować Tasmotę z obsługą INA219

Krok 2: Ogólny opis modułu

Bardzo dobry ogólny opis modułu przełącznika USB, jego części i sposobu otwierania znajduje się w załączonym filmie od Andreasa Spiessa. Ten film zainspirował mnie do wprowadzenia zmian w moim module za pomocą modułu czujnika INA219.

Krok 3: ESP8285 Nieużywane GPIO

Aby dowiedzieć się, które piny/GPIO w ESP8285 nie są połączone, wyjąłem chip z modułu. Nie musisz tego robić, wystarczy spojrzeć na zdjęcie.

Dzięki wylutowanemu chipowi i arkuszowi danych ESP8285 widać, że następujące piny/GPIO są nieużywane:

• PIN10/GPIO12
• PIN12 / GPIO13
• PIN18 / GPIO9
• PIN19/GPIO10
• … i więcej …

Potrzebujesz tylko dwóch do połączeń I2C (SDA + SCL) do modułu INA219. Najpierw wybrałem PIN18 + PIN19, ale zniszczyłem pady podczas lutowania do niego, ponieważ nie jestem (jeszcze) wystarczająco wykwalifikowany, aby przylutować dwa druty 0,4 mm w tym rozstawie pinów, gdy są obok siebie.

Krok 4: Przylutuj przewody przewodzące prąd do płytki drukowanej

Aby zmierzyć prąd, moduł INA219 musi być włożony do wyjścia zasilania +5V między przełączającym MOSFETem a portem wyjściowym USB.

Najpierw podnieś nóżkę gniazda USB.

Drugie przylutuj grubym drutem (czerwony) do padu na PCB, który jest wyjściem MOSFET po drugiej stronie PCB, ten przewód przejdzie do "Vin+" INA219.

Następnie przylutuj gruby drut (czarny) do pinu gniazda USB, to przejdzie do "Vin-" INA219.

Podczas lutowania włożyłem między nie żaroodporną taśmę kaptonową, a następnie wokół czarnego drutu dodałem rurkę termokurczliwą. Zostawiłem też taśmę Kapton na miejscu.

Krok 5: Przylutuj przewody danych do pinów ESP8285

Wstępnie zagnij przewody przed przylutowaniem ich do chipa, nie należy zbytnio obciążać podkładek przymocowanych do pinów chipa.

Przylutuj dwa przewody do pinów 10 i 12 chipa.

Jak widać na zdjęciu wypaliłem piny 18 i 19 po prawej stronie chipa, więc staraj się utrzymywać niskie ciepło i krótki czas lutowania.

Przykleiłem też oba przewody na krawędzi płyty, aby mieć trochę odciążenia.

Krok 6: Przylutuj przewody Vcc/Gnd do regulatora 3V3 i portu USB

Przylutuj przewód do wyjścia regulatora napięcia AMS1117 3V3, to przejdzie do "Vcc" modułu INA219. (Przepraszam za złe zdjęcie)

Przylutuj przewód do pinu Gnd w gnieździe USB, to przejdzie do "Gnd" modułu INA219.

Krok 7: Przylutuj przewody do modułu INA219

Przylutuj sześć przewodów do modułu INA219. Zachowaj wystarczająco dużo miejsca między płytą główną a modułem, aby włożyć niebieską osłonę urządzenia Sinilink.

• Vin+ - (czerwony) z podkładki na PCB
• Vin- - (czarny) z pinu gniazda wyjściowego USB
• Vcc - z regulatora napięcia AMS1117 3V3
• Gnd - od Gnd pinu męskiego gniazda USB
• SCL - od PIN12/GPIO13 (SCL/SDA można przełączyć w konfiguracji Tasmota)
• SDA - od PIN10 / GPIO12 (SCL/SDA można przełączyć w konfiguracji Tasmota)

Krok 8: Montaż

Wytnij kilka szczelin w niebieskiej obudowie urządzenia Sinilink, aby przejść przez używane kable.

Włóż osłonę między płytkę Sinilink PCB a moduł INA219 i zagnij przewody blisko obudowy.

Użyj rurki termokurczliwej wokół obu modułów.

Krok 9: Zbuduj Tasmotę z obsługą INA219

Musisz skompilować Tasmota z obsługą INA219, standardowy plik tasmota-sensors.bin, który zawiera obsługę INA219, jest zbyt duży, aby zmieścić się w ESP8285.

Poniżej znajduje się bardzo krótkie wyjaśnienie procesu budowania za pomocą dockera, więcej szczegółów tutaj.

Utwórz katalog:

$ mkdir /opt/docker/tasmota-builder

Utwórz docker-compose.yml

$ cat /opt/docker/tasmota-builder/docker-compose.yml wersja: "3.7"services: tasmota-builder: nazwa_kontenera: tasmota-builder nazwa hosta: tasmota-builder restart: "nie" # źródło: https://hub.docker.com/r/blakadder/docker-tasmota image: blakadder/docker-tasmota:latest user: "1000:1000" woluminy: # kontener docker musi być uruchomiony przez tego samego użytkownika, # który jest właścicielem kodu źródłowego -./tasmota_git:/taśmota

Sklonuj repozytorium git i przełącz się na konkretną, otagowaną wersję Tasmoty:

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

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

Dodaj plik zastąpienia, aby uwzględnić obsługę 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: Używanie ustawień z tego pliku ****#ifndef USE_INA219#define USE_INA219#endif

Rozpocznij kompilację:

"-e tasmota" oznacza, że buduje tylko plik binarny tasmota.bin, nic więcej.

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

Wynikowy plik binarny, tasmota.bin, będzie zlokalizowany w:

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

Skonfiguruj urządzenie Sinilink z Tasmotą, jak wyjaśnił Andreas Spiess w swoim filmie. Najpierw flashowanie, a następnie konfiguracja szablonu/zwykłej konfiguracji GPIO dla tego urządzenia.

Albo za pomocą własnego skompilowanego pliku binarnego Tasmota, albo po prostu użyj najpierw standardowego wydania, a następnie zaktualizuj przez webgui do własnej skompilowanej wersji.

Krok 10: Konfiguracja Tasmota dla INA219

Pierwszym krokiem jest zmodyfikowanie szablonu, aby pasował do modyfikacji.

Przejdź do „Konfiguracja” -> „Konfiguruj szablon”, wybierz dla GPIO12 i GPIO13 wartość „Użytkownik (255)”. Kliknij „Zapisz”.

Po restarcie przejdź do „Konfiguracja” -> „Konfiguruj szablon”, wybierz dla GPIO12 -> „I2C SDA (6)” i dla GPIO13 -> „I2C SCL (5)”. Lub zamień je, jeśli przylutowałeś przewody inaczej. Kliknij „Zapisz”.

Zmień wyświetlaną/raportowaną precyzję modułu. Zmieniaj się, jak chcesz.

Przejdź do „Konsoli” i wprowadź następujące polecenia.

TelePeriod 30 # wysyłaj wartości czujnika MQTT co 30 sekund

VoltRes Dokładność 3 # 3 cyfry przy pomiarach napięcia WattRes Dokładność 3 # 3 cyfry przy obliczeniach watów AmpRes Dokładność 3 # 3 cyfry przy pomiarach prądu

Krok 11: Wynik końcowy

Jeśli wszystko zostało zrobione poprawnie, możesz teraz monitorować napięcie i prąd używane przez podłączone urządzenie USB bezpośrednio w interfejsie WWW Tasmota.

Jeśli masz również konfigurację dla Tasmoty, aby raportowała pomiary przez MQTT do InfluxDB, możesz tworzyć wykresy za pomocą Grafana, aby pokazać prąd ładowania w czasie, oto przykład mojego smartfona ładującego się od ~10% do ~85% pojemności.

Po tej konfiguracji możesz użyć narzędzia do automatyzacji, takiego jak Node-RED, aby automatycznie wyłączyć przełącznik USB, gdy prąd spadnie poniżej określonego limitu.

Należy pamiętać, że ponieważ INA219 wykorzystuje rezystor 0,1 Ohm jako bocznik prądowy, uzyskasz spadek napięcia z wejścia do wyjścia, w zależności od zasilacza i „inteligencji” podłączonego urządzenia, które może ładować się wolniej niż wcześniej.