电子DIY作品 基于Ai-WB2的10A远程通断器

以下作品由安信可社区用户

大猫的鱼制作

1、引言

在日常生活中，各种智能插座、无线开关等应用十分广泛；其本质大都是GPIO控制继电器或其他开关器件，这种原理虽较为简单，但较于传感器采集进行多设备联动的模式应用范围更广、成本更低、方便快捷。

因此笔者诞生了制作一个10A 8位无线通断器的想法（控制可选实时与延时两种模式）。

2、硬件设计

主控采用安信可Ai-WB2-12F模组，其支持Wi-Fi2.4与BLE5.0，通过MQTT协议可以很方便的与服务器交互。外围可用引脚9个完美符合本次项目：8个GPIO作继电器控制；1个作运行灯。

继电器驱动电路采用ULN2803芯片；本来想直接光耦+三极管作控制电路的，但是是PCB空间有限，细算下来成本差不多。本着有啥用啥的原则，发现手头的ULN2803后才好直接用，这样也更方便点。

由于用了全部可用IO，因此正常运行时串口就无法使用的，所以为了方便调试与烧录程序就加一个开关，控制RX TX连接运行灯还是CH340以此来控制烧录与运行模式。

原理图及PCB设计图如下：

图1 无线继电器原理图

图2 无线继电器PCB图

3、软件设计

Ai-WB2软件设计

本项目的单片机软件方面主要使用了GPIO、Timer、MQTT等。整体软件工作流程为：

①Ai-WB2-12F等待连接WiFi行灯闪烁。
②成功连接WiFi，连接MQTT服务器，订阅主题，成功后LED转至常亮发布上线消息。
③等待上位机发布命令，接收到命令后做出应答，并根据命令内容控制GPIO与Timer。
④如果是延时模式下的ON/OFF指令，则在时间结束后控制GPIO并上报状态。

值得注意的是，在读取IO电平时发现库里只有 在GPIO输入模式下读取电平的API。所以写了个

bl_gpio_output_get_value(GLB_GPIO_Type gpioPin);

uint32_t bl_gpio_output_get_value(GLB_GPIO_Type gpioPin) {
uint32_t *p=(uint32_t *)(GLB_BASE+GLB_GPIO_OUTPUT_OFFSET+((gpioPin>>5)<<2));
uint32_t pos=gpioPin%32;
if((*p)&(1<}

其他具体代码见附件。

微信小程序软件设计

这里就放几张最终做好的小程序图片

通讯协议设计

设备 订阅 WLRelay/cmd主题，在 WLRelay/res主题 发布响应；

小程序 订阅 WLRelay/res主题，在 WLRelay/cmd主题 发布命令；

整个协议包采用JSON格式，这也是物联网中常用的数据包格式。

//模式设置命令格式
{ "id"：1， //继电器序号
"mode"：1， //延时模式 0:实时模式，此时不关注value; 1:延时模式
"value"：10 //延时时间 单位s
}
//ON/OFF设置命令格式
{ "id"：1， //继电器序号
"mode"：0， //延时模式 0:实时模式，此时不关注value; 1:延时模式
"isOpen"：1 //开关状态 0:ON 1:OFF
}
//响应包格式
{ "id"：1， //cmd中继电器序号
"mode"：0， //延时模式 0:实时模式，此时不关注value; 1:延时模式
"isOpen"：1 //当前继电器开关状态 0:ON 1:OFF
}

外壳及贴图设计

笔者相信不少小伙伴在做DIY项目时都喜欢做出来的东西严丝合缝，方便耐用甚至是产品化。笔者就是这样的，很喜欢这种感觉。所以设备外壳没用使用3D打印，而是直接采用了公模感觉美观点。

在某宝上搜“工控外壳”，本项目用的这个外壳才1.8元，完美符合在安信可论坛第五期DIY帖子中提出的“打造低成本、高实用性的智能生活解决方案”。

为了方便使用还在外壳表面贴图指示对应接口功能以及模块功能。使用A4贴纸直接用打印机就能制作，这样最后的设备就看起来舒服多了。

实物演示

先放几张实物图

演示视频：

https://www.bilibili.com/video/BV1ZdJczaEMG/?spm_id_from=888.80997.embed_other.whitelist&bvid=BV1ZdJczaEMG&vd_source=54c5db21948db2378659b7e8e42bafbf

总结与不足

本项目不足或升级想法主要有三点留日后改进：

①Wi-Fi直接连接，未加入自动配网功能；

②想在控制模式中加入“定时”，实现定时开 关；

③本想在加一路485接口，这样也方便一些工控场合。可是由于芯片引脚不够就放弃了，用其他多引脚的又感觉性能浪费没必要，所以放弃~

【附件】:

附件：WLRelayV0.1.rar

https://bbs.aithinker.com/forum.php?mod=attachment&aid=33666

更新内容

自动配网：

基于Ai-WB2的10A无线通断器-自动配网bbs.ai-thinker.com/forum.php?mod=viewthread&tid=46321&page=1&extra=#pid94203

定时控制：

基于Ai-WB2的10A无线通断器-定时控制bbs.ai-thinker.com/forum.php?mod=viewthread&tid=46907&extra=


审核编辑 黄宇