Modifikasi Saklar WiFi Sinilink Dengan Sensor Tegangan/Arus INA219: 11 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:53

Saklar USB WIFI Sinilink XY-WFUSB adalah perangkat kecil yang bagus untuk menghidupkan/mematikan perangkat USB yang terpasang dari jarak jauh. Sayangnya itu tidak memiliki kemampuan untuk mengukur Tegangan suplai atau Arus yang digunakan dari perangkat yang terpasang.

Instruksi ini menunjukkan kepada Anda bagaimana saya memodifikasi sakelar USB saya dengan sensor Tegangan/Arus INA219. Dengan modifikasi ini Anda dapat memantau konsumsi daya perangkat yang terpasang, mis. smartphone, pembaca ebook, dll., selama pengisian daya dan otomatisasi untuk mematikan daya ke perangkat yang terpasang sebelum diisi hingga 100% untuk (mungkin) memperpanjang masa pakai baterai LiPo terintegrasi.

Ketahuilah bahwa pada akhirnya modifikasi ini menghasilkan sedikit penurunan tegangan dari input 5V ke output modul.

Langkah 1: Prasyarat/Bagian

Anda akan membutuhkan bagian-bagian berikut:

• Sakelar USB WIFI Sinilink XY-WFUSB
• Modul sensor Tegangan/Arus INA219 (lebih kecil lebih baik)
• Kawat berenamel berdiameter 0.4mm
• kawat tebal, yang dapat menangani arus 2-3A
• tabung panas menyusut yang cocok dengan kawat tebal
• 25.4mm diameter tabung panas menyusut
• Alat biasa seperti besi solder, solder, fluks
• PC tempat Anda dapat mengkompilasi Tasmota dengan dukungan INA219

Langkah 2: Deskripsi Modul Umum

Deskripsi umum yang sangat baik tentang modul sakelar USB, bagian-bagiannya, dan cara membukanya dilakukan dalam video tertaut dari Andreas Spiess. Video ini menginspirasi saya untuk melakukan perubahan pada modul saya dengan modul sensor INA219.

Langkah 3: ESP8285 GPIO yang tidak digunakan

Untuk mengetahui Pin/GPIO mana dari ESP8285 yang tidak terhubung, saya melepas chip dari modul. Anda tidak perlu melakukan ini, lihat saja gambarnya.

Dengan chip yang disolder dan lembar data ESP8285, Anda dapat melihat bahwa Pin/GPIO berikut tidak digunakan:

• PIN10 / GPIO12
• PIN12 / GPIO13
• PIN18 / GPIO9
• PIN19 / GPIO10
• … dan banyak lagi …

Anda hanya perlu dua untuk koneksi I2C (SDA + SCL) ke modul INA219. Saya pertama kali memilih PIN18 + PIN19 tetapi saya menghancurkan bantalan saat menyoldernya karena saya belum (belum) cukup terampil untuk menyolder dua kabel 0,4mm pada pin pitch ketika mereka berdampingan.

Langkah 4: Solder Kabel Pembawa Arus ke PCB

Untuk mengukur arus, modul INA219 perlu dimasukkan ke umpan keluaran +5V antara MOSFET switching dan port keluaran USB.

Pertama-tama angkat kaki soket USB.

Solder kedua kawat tebal (merah) ke pad pada PCB, yang merupakan output dari MOSFET di sisi lain dari PCB, kawat ini akan menuju "Vin+" dari INA219.

Kemudian solder kabel tebal (hitam) ke Pin soket USB, ini akan menuju ke "Vin-" dari INA219.

Saya meletakkan beberapa pita Kapton tahan panas di antara mereka saat menyolder dan setelah itu menambahkan beberapa tabung panas menyusut di sekitar kabel hitam. Saya juga meninggalkan kaset Kapton di tempatnya.

Langkah 5: Solder Kabel Data ke Pin ESP8285

Pra-tekuk kabel sebelum menyoldernya ke chip, Anda tidak boleh terlalu memaksakan bantalan yang terpasang pada pin chip.

Solder dua kabel ke pin 10 dan 12 chip.

Seperti yang Anda lihat pada gambar, saya membakar pin 18 dan 19 di sisi kanan chip, jadi cobalah untuk menjaga panas tetap rendah dan durasi penyolderan singkat.

Saya juga merekatkan kedua kabel di tepi papan untuk sedikit menghilangkan ketegangan.

Langkah 6: Solder Kabel Vcc/Gnd ke Regulator 3V3 dan Port USB

Solder kabel ke output regulator tegangan AMS1117 3V3, ini akan menuju ke "Vcc" dari modul INA219. (Maaf gambarnya jelek)

Solder kabel ke pin Gnd dari jack USB male, ini akan mengarah ke "Gnd" modul INA219.

Langkah 7: Solder Kabel ke Modul INA219

Solder keenam kabel ke modul INA219. Beri jarak yang cukup antara PCB utama dan modul untuk memasukkan penutup biru perangkat Sinilink.

• Vin+ - (merah) dari pad pada PCB
• Vin- - (hitam) dari pin soket keluaran USB
• Vcc - dari regulator tegangan AMS1117 3V3
• Gnd - dari pin Gnd dari jack USB male
• SCL - dari PIN12 / GPIO13 (SCL/SDA dapat dialihkan dalam konfigurasi Tasmota)
• SDA - dari PIN10 / GPIO12 (SCL/SDA dapat dialihkan dalam konfigurasi Tasmota)

Langkah 8: Perakitan

Potong beberapa slot ke penutup biru perangkat Sinilink untuk melewati kabel yang Anda gunakan.

Masukkan penutup antara PCB Sinilink dan modul INA219 dan tekuk kabel di dekat kasing.

Gunakan tabung panas menyusut di sekitar kedua modul.

Langkah 9: Bangun Tasmota Dengan Dukungan INA219

Anda perlu mengompilasi Tasmota dengan dukungan INA219, tasmota-sensors.bin standar, yang berisi dukungan INA219, terlalu besar untuk dimasukkan ke dalam ESP8285.

Berikut ini adalah penjelasan yang sangat singkat tentang proses build menggunakan docker, lebih jelasnya disini.

Buat direktori:

$ mkdir /opt/docker/tasmota-builder

Buat docker-compose.yml

$ cat /opt/docker/tasmota-builder/docker-compose.yml versi: "3.7"layanan: tasmota-builder: container_name: tasmota-builder hostname: tasmota-builder restart: "tidak" # sumber: https://hub.docker.com/r/blakadder/docker-tasmota image: blakadder/docker-tasmota:latest user: "1000:1000" volumes: # docker container harus dimulai oleh pengguna yang sama yang memiliki # kode sumber -./tasmota_git:/tasmota

Kloning repositori git dan alihkan ke rilis Tasmota yang diberi tag tertentu:

/opt/docker/tasmota-builder $ git clone https://github.com/arendst/Tasmota.git tasmota_git

/opt/docker/tasmota-builder/tasmota_git (master) $ git checkout v8.5.1

Tambahkan file override untuk menyertakan dukungan INA219:

$ cat /opt/docker/tasmota-builder/tasmota_git/tasmota/user_config_override.h

#ifndef _USER_CONFIG_OVERRIDE_H_#define _USER_CONFIG_OVERRIDE_H_#warning **** user_config_override.h: Menggunakan Pengaturan dari File ini ****#ifndef USE_INA219#define USE_INA219#endif

Mulai membangun:

"-e tasmota" berarti hanya membangun biner tasmota.bin, tidak ada yang lain.

/opt/docker/tasmota-builder $ docker-compose jalankan tasmota-builder -e tasmota; docker-compose down

Biner yang dihasilkan, tasmota.bin, akan ditempatkan di:

/opt/docker/tasmota-builder/tasmota_git/build_output/firmware/

Setup perangkat Sinilink dengan Tasmota seperti yang dijelaskan oleh Andreas Spiess dalam videonya. Flashing pertama dan kemudian konfigurasi template/pengaturan GPIO biasa untuk perangkat ini.

Baik menggunakan biner Tasmota terkompilasi Anda sendiri atau cukup gunakan rilis standar terlebih dahulu, lalu tingkatkan melalui webgui ke versi kompilasi Anda sendiri.

Langkah 10: Konfigurasi Tasmota untuk INA219

Langkah pertama adalah memodifikasi template agar sesuai dengan modifikasi.

Pergi ke "Konfigurasi" -> "Konfigurasi Template", pilih untuk GPIO12 dan GPIO13 nilai "Pengguna (255)". Tekan "Simpan".

Setelah reboot pergi ke "Configuration" -> "Configure Template", pilih untuk GPIO12 -> "I2C SDA (6)" dan untuk GPIO13 -> "I2C SCL (5)". Atau tukar itu jika Anda menyolder kabel secara berbeda. Tekan "Simpan".

Ubah presisi modul yang ditampilkan/dilaporkan. Ubah sesuai keinginan Anda.

Buka "Konsol" dan masukkan perintah berikut.

TelePeriod 30 # mengirim nilai sensor MQTT setiap 30 detik

VoltRes 3 # 3 digit presisi pada pengukuran Tegangan Watt 3 # 3 digit presisi pada perhitungan Watt AmpRes 3 # 3 digit presisi pada pengukuran Arus

Langkah 11: Hasil Akhir

Jika semuanya dilakukan dengan benar, Anda sekarang dapat memantau Tegangan dan Arus yang digunakan oleh perangkat USB yang terpasang langsung di GUI Web Tasmota.

Jika Anda juga memiliki pengaturan untuk Tasmota untuk melaporkan pengukuran melalui MQTT ke dalam InfluxDB, Anda dapat membuat grafik melalui Grafana untuk menunjukkan arus pengisian dari waktu ke waktu, berikut adalah contoh pengisian daya ponsel cerdas saya dari ~10% hingga ~85% kapasitas.

Dan setelah pengaturan itu, Anda dapat menggunakan alat otomatisasi seperti Node-RED untuk mematikan sakelar USB secara otomatis ketika arus turun di bawah batas tertentu.

Ketahuilah bahwa karena INA219 menggunakan resistor 0,1 Ohm sebagai shunt arus, Anda akan mendapatkan penurunan tegangan dari input ke output, tergantung pada catu daya Anda dan "kecerdasan" perangkat yang terpasang, pengisian daya mungkin lebih lambat dari sebelumnya.