Блог 2Smart (RU)

Как создать IoT устройство на печатной плате – от прототипа к реальному продукту

Печатная плата разработанная в 2Smart
После сборки прототипа Wi-Fi реле на макетной плате и подключения его к 2Smart Cloud было получено готовое к использованию устройство. При этом, разумеется, возникают неудобства даже у DIY-пользователя: устройство выглядит не вполне эстетично, требуется дополнительный источник питания 5В… Вариант устройства на макетной плате тем более не подходит вендору, который планирует вывод продукта на рынок.

Для получения полноценного IoT устройства необходимо доработать схему, чтобы реле работало только от сети 220В. А также “упаковать” эту схему на печатную плату, поместив ее в корпус.

Создание печатной платы и корпуса для Wi-Fi реле


В примере с Wi-Fi реле от DIY-разработчика не стоит задача серьезной оптимизации расходов – речь идет о небольшой серии устройств для себя и друзей. Поэтому этап подборки комплектующих и создания печатной платы будет описан тезисно.

Все материалы по созданию Wi-Fi реле размещены в публичном репозитории 2Smart Cloud. При желании каждый из вас может собрать аналогичное устройство, используя данную статью как туториал.

Как изменилась схема устройства


Единственная задача при изменении схемы Wi-Fi реле – это необходимость отказаться от дополнительного источника питания 5В в виде USB-кабеля. Устройство должно работать только от сети 220В, управляя питанием подключенного к нему прибора – например, обычной настольной лампы.

Чтобы решить эту задачу, в схему был добавлен дополнительный элемент – преобразователь напряжения (модуль питания) AC-DC 220В/5B. Вместо модуля реле установлено обычное реле, которое управляется через транзистор (такая модернизация схемы не обязательна).

Создание печатной платы


Получив финальную версию схемы устройства, можно создать проект печатной платы. Для этого подходит любой популярный редактор плат – например, easyeda.com.

Создание проекта печатной платы в онлайн-редакторе

Создав проект, остается заказать изготовление необходимой партии печатных плат. Для этого существует множество сервисов – например, jlcpcb.com.

Сервис для заказа готовых печатных плат

Также нужно заказать комплектующие, необходимые для сборки партии устройств.

Зная габариты устройства, можно также создать проект корпуса в любом 3D редакторе и распечатать его на 3D принтере.

Получив готовые печатные платы и комплектующие, остается собрать устройства с помощью паяльника и поместить их в корпус.

Готовые печатные платы для Wi-Fi реле


Реле в корпусе, подготовленном с помощью 3D-принтера

Прошивка устройств


Для прошивки готовых устройств на печатной плате используется тот же финальный код прошивки, что и для прототипа на макетной плате. Никаких изменений в большинстве случаев не потребуется.

Прототип IoT устройства на макетной плате имеет смысл сохранить для тестирования новых возможностей в Sandbox среде. А экземпляры на печатных платах использовать в реальных условиях, при необходимости перепрошивая их новыми версиями прошивки.

При использовании прошивки на базе ESPHome возникает неудобство, связанное с необходимостью прошивать каждое из устройств вручную, через USB кабель. Чтобы автоматизировать процесс прошивки, нужно создать Custom вариант, позволяющий получать обновления по воздуху. Этому посвящена следующая статья данной серии.

Wi-Fi реле на печатной плате с подключенной настольной лампой

Ссылки:


Все статьи о создании и поддержке IoT устройства в 2Smart Cloud:

  1. Познакомься с IoT платформой – создай свое первое устройство без микроконтроллера и управляй им со смартфона
  2. Как создать Wi-Fi реле с управлением через мобильное приложение и Telegram бота
  3. Как создать новое IoT устройство всего за 4 шага
  4. Как создать IoT устройство на печатной плате – от прототипа к реальному продукту
  5. Как написать прошивку для IoT устройства на базе SDK
  6. Как за 5 минут обновить прошивку и мобильное приложение готовых устройств
  7. Сбор и анализ статистики – полезный инструмент для улучшения продукта
Made on
Tilda