【训练营】涂鸦智WIFI插座

基于涂鸦WR2模组为核心的智能WIFI 插座

简介

  插座是人们日常生活中常见且不可缺少的一种应用工具，但生活中大部分人当用电设备不使用时会忘记拔插头，这种现象很常见，这造成了电能的浪费和存在安全隐患。本文介绍一款基于涂鸦模组的WIFI 智能插座，可以实现远程设备断电，定时通断电功能。智能插座为人们的生活提供方便安全的用电环境。

关键词       智能插座     涂鸦WR2模组     定时

一、模组介绍

            涂鸦智能是一个全球云开发平台，AI+IOT开发者平台，连接消费者、制造品牌、OEM厂商和连锁零售商的智能化需求。通过涂鸦IOT平台可以快速的使产品智能化。开发者减少了产品端、云端的开发任务量。在此感谢涂鸦和立创的联合主办的这次活动，让更多平民爱好者能够接触到IOT，并开发出自己想要的产品。

              本次智能WIFI插座采用涂鸦WR2模组。WR2 是由杭州涂鸦信息技术有限公司开发的一款低功耗嵌入式 Wi-Fi 模块。它由一个高集成度的无线射频芯片 RTL8710BN 和外扩 flash 芯片构成，内置了 Wi-Fi 网络协议栈和丰富的库函数。WR2 还包含低功耗的ARM CM4F，WLAN MAC，1T1R WLAN，最高主频125MHz，内置 256K SRAM ，2Mbyte flash 和丰富的外设资源。WR2 是一个RTOS 平台，集成了所有 Wi-Fi MAC 以及 TCP/IP 协议的函数库。用户可以基于这些开发满足自己需求的嵌入式 Wi-Fi 产品。

WR2 结构图如图 1.1 所示：

1.1 特点

• 内置低功耗 32 位 CPU，可以兼作应用处理器
• 主频 125MHz
• 工作电压：3V-3.6V
• 外设：5×GPIOs, 1×UARTs, 1×ADC
• Wi-Fi 连通性
• 802.11 B/G/N20/N40
• 通道1-14@2.4GHz
• 支持WPA/WPA2 安全模式
• 802.11b 模式下+20dBm 的输出功率
• 支持 SmartConfig 功能（包括Android 和 IOS 设备）
• 板载PCB 天线
• 通过CE,FCC,SRRC 认证
• 工作温度：-20℃ to 85℃

1.2 模块接口

       尺寸封装

WR2 共有 2 排引脚（2×9），引脚间距为 1.5mm。

WR2 尺寸大小：15 mm (W)×18 mm (L) ×3.3 mm (H)， 封装如图 2.1 所示：

​ 图 2.1   WR2 尺寸图

         引脚定义

常规引脚定义如表 2.1 所示：

表 2.1   WR2 引脚排列说明

引脚	符号	IO 类型	功能
1	VD33	P	模块电源引脚（3.3V）
2	GPIOA_12	I/O	GPIOA_12
3	GND	P	电源参考地
4	GPIOA_0	I/O	GPIOA_0，上电瞬间不能被拉高，起来之后可配置
5	GPIOA_29	I/O	UART_Log_RXD (用于打印模块内部信息)
6	GPIOA_5	I/O	GPIOA_5
7	GPIOA_30	I/O	UART_Log_TXD(用于打印模块内部信息)
8	ADC	AI	ADC 端口，最大输入电压 5V
9	GPIOA_14	I/O	GPIOA_14
10	CHIP_EN	I/O	外部使能复位引脚（低电平有效）
11	GPIOA_15	I/O	GPIOA_15

说明：P 表示电源引脚，I/O 表示输入输出引脚,AI 表示模拟输入引脚

以上资料可在涂鸦模组信息里面查到，我们只要知道各引脚定义及工作电压即可，具体电路连接可参考模组参考电路。

二、电路原理图

         根据项目功能，我们需要一个电源电路，负载控制电路（继电器），按键，指示灯，涂鸦模组。最后绘制的电路原理图如下，

2.1主要元器件

        SY50252FAC ：非隔离型LED驱动芯片，这里用来为电路提供5V电源，为继电器提供供电。

        AMS1117-3.3：线性稳压电源，将5V降压到3.3V为模组供电。

        WR2 WiFi模组：负责连接WiFi，并通过APP下发指令控制继电器动作。

三、PCB layout图

 

3.1 电路绘制注意事项及问题

1. 在电路绘制过程中要注意元件间的爬电距离，尤其是220V交流输入端，保证2.0mm的电气间隙。
2. 继电器控制负载端引线要从输入端直接引出，避免经过多余铜箔引出。
3. 高低压区域尽量分开。
4. 电流流向一定要经过滤波电容，此处不要大面积覆铜，不然会影响滤波效果

四、电路焊接、调试

4.1焊接

电路在焊接时除保证不虚焊、假焊、空焊外，在焊接时焊接顺序先低后高，先阻容后IC的方式。

焊接过程省略。

4.2调试

焊接完电源部分后先进行通电测试，成败与否全看电源了。结果出问题啦，上电就炸电源芯片，查看原理图发现问题啦，真是大意失荆州啊，4块多钱就没啦…………

板子现在只能跳线啦，在群里看大家都担心跳线，我还内心暗暗窃喜我的不会跳线。好吧。。跳线前先把原理图改过来，可以对比下上面的原理图就能看出问题啦。。

PCB跳线后通电测试5V输出和3.3V输出电压均正常啦。看看满目疮痍的板子吧

电压都正常啦，下面开始焊接模组。

焊好模组后的图片

装了个电源的外壳，WIFI指示灯用电源壳原有导光柱，按键处比划好开个孔，用胶棒做了个按键，又能导光有可以按，一举两得。

涂鸦APP操作还是很简单的。很容易上手，配网也简单按照步骤轻松配网。

总结

经过这次的活动，算是真正做出了个产品吧，现在在家里已经使用3天，涂鸦APP上进行了早晚定时，控制家里的电热毯，这样进被窝就是热乎乎的啦！！哈哈哈

1、这次原理图和PCB绘制主要由两个问题，

      1）没有熟读电源芯片的规格书，基本使用电路绘制错误，导致烧掉两颗芯片。

      2）PCB绘制时继电器只选择了单一的一款，应该多再放一个常用的封装上去，方便后面使用大功率的负载

2、遗憾

      本次活动原本设定的项目是《基于涂鸦模组的智能水暖电热毯》，想用MCU+模组的模式把电路完全嵌入的家里现有的成品中去，可以设定温度，定时，温度采样，缺水报警，过温报警等等功能的。因为工作关系业余时间比较少没有充裕的时间实施。后面一点点把这个遗憾弥补吧。

总之感谢涂鸦和立创。