domenica 20 settembre 2015

Internet Relay Board v1

In questo post descrivo come ho realizzato la mia Internet Relay Board version 1.
Questa e' una piccola board pilotabile via Internet che semplicemente mi permette di controllare l'accensione di un carico da remoto utile per il mio progettino di Caldaia Remota

Quest post e' la continuazione di due post precedenti:

Test del modulo Wifi ESP8266
5V Relay controllato via Internet a basso costo

Rispetto agli articoli precedenti ho apportato delle piccole migliorie al circuito. In particolare questa volta alimento la scheda con un classico alimentatore stile smartphone.
Inoltre il relay e' a 3V e non piu' a 5V come negli articoli precedenti. In questo modo il circuito risulta piu' semplice e facile da realizzare.

Per questa prima versione della IRB ho utilizzato una basetta mille fori (perfboard)

BoM

I componenti usati sono:

  • 1x modulo ESP8266 (nel mio caso ESP8266-01)
  • 1x modulo relay a 3V (SRD-03VDC-SL-C)
  • 4x resistenze da 1K ohm
  • 2x led
  • 1x diodo 1N4007
  • 1x transistor BC547 (NPN)
  • 1x 5V To 3.3V DC-DC Step-Down Power Supply Buck Module AMS1117 800MA
  • 2x morsetti screw-terminal
  • 1x switch a due posizioni
  • 1x pin header maschio (3 pin)
  • 8x file metallici per ponticelli
  • 1x basetta mille fori (70x90 mm)
Per alimentare la board uso un caricatore riciclato 5V output 1A. 

Inoltre ho usato per la preparazione della basetta mille fori:
  • 1 righello
  • 2 pennarelli indelebili (rosso e nero)



Schema Elettrico




Come si vede lo schema e' piuttosto semplice. Ho rappresentato il modulo DC-DC step-down con tre piedini siccome questo componente non esiste in fritzing e non ne ho trovato uno su google.

Ho anche aggiunto tre piedini per poter programmare lo ESP8266 tramiter PC (USB-TTL)

Lo switch S1 e' stato introdotto per rendere la scheda programmabile quando e' installata.
In altre parole una volta che la scheda e' installata nella sua destinazione finale, se vogliamo aggiornare il codice che gira sullo ESP8266 non dobbiamo rimuoverla, ma basta riprogrammarla collegando il PC.
Quindi quando lo switch S1 collega il pin GPIO0 verso massa la scheda e' in modalita' programmazione. 
Al contrario quando collego il GIPO0 verso il led la scheda e' in modalita normale.


Breadboard


Prima di passare alla realizzazione finale su mille fori ho provato il tutto su breadboard









Mille Fori

Per realizzare le tracce del circuito ho usato sempre il software Fritzing con risultati decenti.



Alcuni componenti non sono presenti o anche nel caso in cui siano presenti non sono accurati nelle dimensioni quindi li ho sostituiti con delle semplice piazzole sul lato traccia.

Qui le tracce finali lato bottom e bottom-mirror. Quest'ultimo viene usato dopo per la realizzazione delle tracce sulla basetta mille fori





I piu' espeti potranno facilmente notare che il routing non e' ottimale e sicuramente il circuito puo' essere piu' compatto in termini di spazio.
In questo caso ho fatto il routing manuale siccome ho avcuto alcuni problemi con fritzing. 
Ho cercato di rendere il circuito compatto, ma non troppo altrimenti la realizzazione manuale delle tracce risulta troppo difficoltosa (almeno per le mie capacita' :) ).

Tracce su mille fori

Usando i pennarelli e il diagramma delle tracce (lato bottom-mirror) ho disegnato le singole tracce sulla scheda mille fori.

Ho fatto cosi' per avere una guida per effettuare le saldature e soprattutto la realizzazione con il saldatore delle tracce







Come si vede con il pennarello nero ho segnato le piazzole in cui verranno montati i componenti, mentre in rosso ho segnato le tracce da realizzare con il saldatore.

Ho anche segnato i principali punti (ponticelli) sul lato superiore della mille fori



A questo punto ho iniziato a montare i primi componenti e ad effettuare le saldature a stagno








Ho continuato a montare tutti i componenti fino all'ultimo inclusi i ponticelli. 

Le tracce le ho realizzate in due modi:
  • corte: stagnando la traccia
  • lunghe: usando dei fili da un punto all'atro della traccia per ridurre la stagnatura che e' comunque difficoltosa

Ed ecco infine il lato traccia completato






Guardando a queste saldature e tracce non sono soddisfatto al 100%, pero' dato lo scopo didattico ed amatoriale del progettino possono anche andare.

Comunque non ho problemi ha negare che il mio lato preferito e' il software. Con il saldatore sono sempre stato una schiappa :) :)


Infine ecco la basetta completa lato componenti







Come si vede la basetta usata 70x90 mm e' piu' grande del necessario. Se si vuole basta rifilarla prima di chiuderla in una scatola.

Software


Il software e' ovviamente quello degli articoli precedenti.
Chiaramente per il mio caso specifico l'ho reso piu' completo e resistente.
Lascio a voi l'implementazione della logica di controllo che meglio si adatta al vostro caso

Conslusioni


In conclusione con questo post riesco a rimpiazzare completamente il raspberry-pi usato come controllo caldaia.

Quindi ho raggiunto gli obiettivi iniziali di questo progettino percio' mi ritengo soddisfatto.

Ho gia in mente una versione 2 della IRB su circuito stampato, ma  questo sara' oggetto di un nuovo post.