Modificació del commutador WiFi Sinilink amb sensor de tensió / corrent INA219: 11 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

El commutador USB Sinilink XY-WFUSB WIFI USB és un petit dispositiu agradable per encendre / apagar remotament un dispositiu USB connectat. Malauradament, no es pot mesurar la tensió de subministrament o el corrent utilitzat del dispositiu connectat.

Aquest instructiu us mostra com he modificat el meu commutador USB amb un sensor de tensió / corrent INA219. Amb aquesta modificació podeu controlar el consum d'energia d'un dispositiu connectat, per exemple. un telèfon intel·ligent, un lector de llibres electrònics, etc., durant la càrrega i l’automatització per apagar l’aparell connectat abans que es carregui al 100% per (potser) allargar la vida útil de la bateria LiPo integrada.

Tingueu en compte que al final aquesta modificació provoca una lleugera caiguda de tensió de l’entrada de 5V a la sortida del mòdul.

Pas 1: requisits previs / parts

Necessitareu les parts següents:

• Commutador USB Sinilink XY-WFUSB WIFI USB
• Mòdul del sensor de tensió / corrent INA219 (millor un de petit)
• Filferro esmaltat de 0,4 mm de diàmetre
• fil gruixut, que pot suportar 2-3A de corrent
• tub termoretràctil que coincideixi amb el filferro gruixut
• Tub de contracció tèrmica de 25,4 mm de diàmetre
• Les eines habituals com soldar ferro, soldar, fundir
• PC on podeu compilar Tasmota amb suport INA219

Pas 2: Descripció general del mòdul

Al vídeo enllaçat d’Andreas Spiess es fa una descripció general molt bona del mòdul d’interruptor USB, de les seves parts i de com obrir-lo. Aquest vídeo em va inspirar a fer els canvis al meu mòdul amb un mòdul de sensor INA219.

Pas 3: ESP8285 GPIO no utilitzats

Per esbrinar quins pins / GPIO de l'ESP8285 no estan connectats, he tret el xip del mòdul. No cal que feu això, només heu de mirar la imatge.

Amb el xip dessoldat i el full de dades ESP8285 podeu veure que no s’utilitzen els pins / GPIO següents:

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

Necessiteu només dues per a les connexions I2C (SDA + SCL) al mòdul INA219. Primer vaig escollir PIN18 + PIN19, però vaig destruir els coixinets en soldar-los perquè no sóc (encara) prou hàbil per soldar dos cables de 0,4 mm en aquest pas de pin quan estan un al costat de l’altre.

Pas 4: soldeu els cables que porten corrent al PCB

Per mesurar el corrent, cal inserir el mòdul INA219 a la sortida + alimentació de 5 V entre el MOSFET de commutació i el port de sortida USB.

Primer aixequeu la pota de la presa USB.

Segon soldar un cable gruixut (vermell) al coixinet del PCB, que és la sortida del MOSFET a l'altre costat del PCB, aquest cable anirà a "Vin +" de l'INA219.

A continuació, soldeu un cable gruixut (negre) al passador de la presa USB, que anirà a "Vin-" de l'INA219.

Vaig posar una cinta Kapton resistent a la calor entre elles durant la soldadura i, després, vaig afegir una mica de tubs de calor contra el filferro negre. També vaig deixar la cinta Kapton al seu lloc.

Pas 5: soldeu els cables de dades als pins ESP8285

Pre-doblegueu els cables abans de soldar-los al xip, no hauríeu de fer molta pressió sobre els coixinets units als passadors del xip.

Soldeu dos cables als passadors 10 i 12 del xip.

Com veieu a la imatge, vaig cremar els passadors 18 i 19 a la part dreta del xip, així que intenteu mantenir la calor baixa i la durada de la soldadura curta.

També he enganxat els dos cables a la vora del tauler per tenir una mica d’alleujament de la tensió.

Pas 6: soldeu els cables Vcc / Gnd al regulador 3V3 i al port USB

Soldeu un cable a la sortida del regulador de voltatge AMS1117 3V3, aquest anirà a "Vcc" del mòdul INA219. (Disculpeu la mala imatge)

Soldeu un cable a la clavilla Gnd de la presa macho USB, aquesta anirà a "Gnd" del mòdul INA219.

Pas 7: soldeu els cables al mòdul INA219

Soldeu els sis cables al mòdul INA219. Conserveu prou espai entre el PCB principal i el mòdul per inserir la coberta blava del dispositiu Sinilink.

• Vin + - (vermell) del coixinet del PCB
• Vin- - (negre) del pin de la presa de sortida USB
• Vcc - del regulador de tensió AMS1117 3V3
• Gnd: del pin Gnd de la presa masculina USB
• SCL: des de PIN12 / GPIO13 (SCL / SDA es pot canviar a la configuració de Tasmota)
• SDA: des de PIN10 / GPIO12 (SCL / SDA es pot canviar a la configuració de Tasmota)

Pas 8: Muntatge

Talleu algunes ranures a la coberta blava del dispositiu Sinilink per passar pels cables que heu utilitzat.

Introduïu la coberta entre la placa Sinilink i el mòdul INA219 i doblegueu els cables a prop de la caixa.

Utilitzeu un tub de contracció de calor al voltant dels dos mòduls.

Pas 9: Creeu Tasmota amb el suport INA219

Heu de compilar Tasmota amb suport INA219, el tasmota-sensors.bin estàndard, que conté suport INA219, és massa gran per cabre a l’ESP8285.

A continuació es mostra una breu explicació del procés de construcció mitjançant Docker, més detalls aquí.

Creeu un directori:

$ mkdir / opt / docker / tasmota-builder

Creeu docker-compose.yml

$ cat /opt/docker/tasmota-builder/docker-compose.yml versió: serveis "3.7": tasmota-builder: container_name: tasmota-builder nom d'amfitrió: tasmota-builder restart: "no" # font: https:// hub.docker.com / r / blakadder / docker-tasmota imatge: blakadder / docker-tasmota: darrer usuari: volums "1000: 1000": el contenidor # docker ha de ser iniciat pel mateix usuari que posseeix # el codi font -./tasmota_git: / tasmota

Cloneu el dipòsit git i canvieu a una versió etiquetada específica de Tasmota:

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

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

Afegiu un fitxer de substitució per incloure el suport INA219:

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

#ifndef _USER_CONFIG_OVERRIDE_H_ # define _USER_CONFIG_OVERRIDE_H_ # advertiment **** user_config_override.h: utilitzant la configuració d’aquest fitxer **** # ifndef USE_INA219 # define USE_INA219 # endif

Inicieu la compilació:

"-e tasmota" significa que només està construint el binari tasmota.bin, res més.

/ opt / docker / tasmota-builder $ docker-compose run tasmota-builder -e tasmota; acoblador-redactar

El binari resultant, tasmota.bin, es localitzarà a:

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

Configureu el dispositiu Sinilink amb Tasmota tal com explica Andreas Spiess al seu vídeo. Primer parpelleja i després la configuració de la plantilla / configuració GPIO habitual per a aquest dispositiu.

Ja sigui utilitzant el vostre propi binari compilat de Tasmota o simplement utilitzeu primer una versió estàndard i, a continuació, actualitzeu via webgui a la vostra pròpia versió compilada.

Pas 10: Configuració de Tasmota per a INA219

El primer pas és modificar la plantilla perquè coincideixi amb la modificació.

Aneu a "Configuració" -> "Configura plantilla", seleccioneu per a GPIO12 i GPIO13 el valor "Usuari (255)". Feu clic a "Desa".

Després del reinici, aneu a "Configuració" -> "Configura plantilla", seleccioneu per a GPIO12 -> "I2C SDA (6)" i per a GPIO13 -> "I2C SCL (5)". O canvieu-los si heu soldat els cables de manera diferent. Prem "Desa".

Canvieu la precisió mostrada / notificada del mòdul. Canvieu com desitgeu.

Aneu a "Consola" i introduïu les ordres següents.

TelePeriod 30 # envia els valors del sensor MQTT cada 30 segons

VoltRes 3 # 3 dígits de precisió en mesures de voltatge WattRes 3 # 3 dígits de precisió en càlculs de Watt AmpRes 3 # 3 dígits de precisió en mesures actuals

Pas 11: Resultat final

Si tot s’ha fet correctament, ara podeu controlar el voltatge i el corrent que utilitza el dispositiu USB connectat directament a la interfície gràfica d’internet de Tasmota.

Si també teniu una configuració perquè Tasmota informi de la mesura mitjançant MQTT en un InfluxDB, podeu crear gràfics a través de Grafana per mostrar el corrent de càrrega al llarg del temps.

I després d’aquesta configuració, podeu utilitzar una eina d’automatització com Node-RED per apagar automàticament l’interruptor USB quan el corrent caigui per sota d’un límit determinat.

Tingueu en compte que, ja que l’INA219 utilitza una resistència de 0,1 ohms com a derivació de corrent, obtindreu una caiguda de voltatge de l’entrada a la sortida, en funció de la vostra font d’alimentació i de la “intel·ligència” del dispositiu connectat, pot carregar-se més lentament que abans.