基于ESP32的以太网16路30A继电器开关Supersonic

TwoOne

前些日子发布了“散若满天星”的Spark，今天“聚似一团火”Supersonic 来啦！

老规矩先放图：









相关参数：
供电：12V 2A DC 5521、KF128接口
网络：以太网、WiFi
输出：16路30A干接点
输入：16路模拟量、数字量输入
满载功耗：14W
待机功耗：0.5W





首先说一下为什么要做这个板子。
1、用WiFi和zigbee控制设备，可能会出现不稳定的情况，不过有一说一，目前使用8266从来没断过线，但是我更相信以太网有线的可靠性，于是必须抛弃8266，采用性能更强、引脚资源更丰富的主控芯片ESP32。稳定性MAX++
2、设备接入使用了网线，那么就不可能在全屋灵活部署了，遂考虑放进强电箱中，使用DIN导轨安装，安装方便，同时供电、网线都解决了，如果出现问题还能够及时准确发现和解决。标准化、易部署MAX++
3、强电箱控制全屋的电器，对继电器路数和容量提出了很高的要求，尽量将全家重要的、大功率的电器设备全部接入，实用性MAX++

于是Supersonic成品：
1、采用DC 12V供电，为保证7x24小时低功耗低热量工作，其高效DC-DC电路使静态电流低至0.04A（功耗不到0.5w），Buck开关频率达到2Mhz，减小对以太网或无线信号的干扰。
2、电路板尺寸为107x300mm，可以使用标准107mm导轨模组架，轨道安装至DIN导轨中，方便接入强电箱。
3、使用LAN8720以太网PHY层芯片，为ESP32扩展一个RJ45以太网接口。最大支持到100Mbps，足以满足智能开关的数据吞吐量需求。经过实际测试，配合ESP32使用，与路由握手十分迅速，未发生掉包情况，局域网Ping值能够稳定保持在1ms以下。
4、使用两颗Atmel mega328P IIC扩展ESP32的GPIO口，丰富接口资源。故Supersonic拥有16路干接点继电器输出，容量达到了30A，能够满足家用电器的需求（如果还不够用就选择交流接触器吧~） 。输出座子为HB9500-2，额定电流30A。
5、16路输入，支持数字量和模拟量。我写的默认固件是自复位开关与16路输出联动；也可以连接温湿度传感器、电压电流传感器等或满足其他个性化联动需求，因此大家大可把这个当作一个有线网关来使用。输入座子为PHD2.0。

相关细节：
PHY层芯片

16路输入：


16路输出：


待机功耗：


满载功耗（继电器全开）：




Q&A：
Q1、这次发帖怎么没看到你发Gerber了，说好的开源呢？！
A1：各位大哥，别着急！我的承诺会兑现，且听我把话说完~~从三路开关Spark、RGBWW调光Lightning再到这次的16路开关Supersonic，开发耗费了我大量的时间和精力，以及票子。。。本人学生党一枚，这段时间在家为了配合开发，采购了大量的元器件，出去浪的钱都花光光了所以如果大家想要我发布的开源产品，大可由我来给大家制作发货，自己设计的电路自己肯定更熟悉，一来消耗一下手里的物料，二来我能够回回血，有资金继续进行研发、开源、研发、开源。。。这是一个良性循环。现在已经有论坛的朋友联系到了我，基于可控硅的多路调光开关已经提上了日程，用于控制220V筒灯和调光；未来将会有更多的项目继续开源。在此也特别强调，我不是商家，涉世未深，只是热爱从事的事情，并不图赚钱。（当然各位土豪要给我赞助的话，那太好了）
Q2：Supersonic自己做的成本？
A2：相信大家从图片中已经看到，这次16路的板子的布线密度、元件数量和焊接难度都提高了一个级别。值得一提的是PHY层芯片Lan8720，采用QFN24封装，芯片唯一的一个GND就是底部的大焊盘，这也就意味着必须使用热风枪焊接，对于新手来说QFN封装非常不友好，焊接成功率低，这一点我在自己的博客中也有提及https://blog.gadx.top/index.php/archives/245/ 另外相对好处理一些的还有TQFP-32封装的mege328P，以及ESP32。BOM成本方面，大面积的PCB打样费用大概150元，物料成本每套在170元左右。最大的投入就是焊接和调试，mega328P需要提前使用SPI烧写bootloader，整张板子从空板焊接和调试需要用上一整天的时间（字面意思，早上到晚上整整一天）。



Q3：相对于市面上同类的产品，你的Supersonic有何优势？
A3：在这里贴一个同类产品，这款产品我也是在论坛中发现的。我对它很感兴趣，进行了比较详细的分析。
第一是Supersonic控制响应没有延时。它的控制部分直接基于HLK的WiFi模块，采用485总线控制。485总线工作稳定，应用广泛，但是有一个非常头疼的问题，状态检测响应缓慢，HA对485设备状态检测是通过查询反馈获得的，默认为几秒检测一次，也就是无法做到实时反馈。如果将检测时间设置得太短，那么总线上的设备会出现无法控制、无响应的情况，类似网络泛洪，这一点在论坛不少部署485的坛友帖子中也可见一斑。这个问题甚至不能叫问题，只是状态检测响应时间较慢，开灯、关灯等操作依然十分迅速，并不影响使用，但是这确实是一个无法避免的问题，对强迫症来说是非常致命的，遂抛弃485总线，投入以太网的怀抱，体验酣畅淋漓的快速响应。Supersonic，快如闪电！！！
第二是Supersonic支持16路模拟量输入。这一点就能非常友好地支持大家二次开发，在强电箱处也能够通过Supersonic接入更多的设备，大可将其作为一个有线网关来使用。
第二是Supersonic好便宜啊。价格此处略去一万字。重提我的宗旨，稳定、安全、可靠。所以我的每一分用料都用心，把钱花在看得见的地方，让大家用上放心、性价比极高的产品，可能开源精神的意义就是如此吧。



Q4：扩展IO口为什么不选择逻辑芯片而用两块单片机？
A4：为了能实现输入可读取模拟量和数字量，逻辑芯片这条路基本走不通，所以选择用单片机开发，这样一来在ESPHOME中配置的难度也大大降低了。虽然成本更高，单片机还要单独烧录程序，但是由此带来的可玩性和扩展性的提升，不言而喻~所以才有“有线网关”一说，大家可尽情自由发挥。

Q……根据大家的提问，后面继续补充


特别声明：控制强电电路必须要熟悉相关安全操作规范，本产品为实验产品，非正式商品，个人购买前应该知悉，请务必在电工或专业人士指导下安装、调试、使用，由于使用不当造成的一切损失于本人无关！

最后再来唠叨一句，基于以上这几点，如果大家手里没有足够多的工具和精湛的焊工，还是建议大家直接从我这里订购，图片中展示的两块Supersonic已经被论坛的朋友订走啦。我手里所剩的物料也还有一些，论坛朋友350元一套，接近成本价，不图赚钱，只为了能够回血继续开发。如果大家有需求，对Supersonic有兴趣，欢迎大家留言回复或者私信呀~

谢谢各位的支持！

magic900321

占楼。楼主NB

neroxps

这个非常流了~~~赞一个。

可惜我用不上了。顶一个

eric

开车！怎么上车呢？

honglei

厉害了，虽然家里不太能用到，但还是深深佩服

wlkb

T 大發文 一定要來支持!!

turtlepeak

年轻有为，开源共享，大赞。

peter5858

这个非常流了~~~赞一个。

可惜我用不上了。顶一个,要是早一年出来家里装修肯定要用。

心无痕星有迹

怎么入手，楼主

芯蓝科技

感谢分享期待解锁更多的玩法