power extender

Власть удлинителя

Аппаратное и программное обеспечение для Power и PECB Extension Extension с текущим мониторингом и интерфейсом I2C.

Этот проект был щедро поддержан PCBWAY. Узнайте больше об этом проекте, а также о моем обзоре производства в моем блоге: проектирование и сборка реле I2C RELAY PCB

Использование

Используйте KICAD с моей библиотекой CustomMponents для просмотра и редактирования аппаратного проекта, или загрузите файлы изготовления для PCB и/или PCBA Manufacturing. Я использовал Kibom, чтобы генерировать BOM. Вы также можете скачать полную схему как PDF.

Смотрите документацию по библиотеке Arduino для использования в Arduino Framework. Библиотека также доступна на платформе. Используйте код Visual Studio и плагин Platformio для редактирования библиотеки и тестов Arduino.

См. Документацию по библиотеке Raspberry Pi для использования с помощью smbus Framework Raspberry Py Python 3.

Особенности и спецификации

• Ввод мощности через выводы 5V и 3V3
  • Мин 250mA @ 5V чтобы привести все четыре эстафеты одновременно
  • Менее 30mA @ 5V в режиме ожидания
  • Уровень напряжения 3V3 требуется только для сдвига уровня I2C, если уровень сигнала I2C составляет 3.3V вместо 5V
• Автобус I2C для подключения к мастеру I2C через JST Header RPI
  • Пропуск автобусов I2C через PASS JST Header
  • Внутренние резисторы
  • Сдвиг на уровне 3.3V - 5V толерантный автобус
• Четыре магнитные реле SRD-05VDC-SL-C ( NC - COM - NO )
  • Каждый имеет индуктивный ток CC6902SO-10A измерение IC, подключенное через COM
  • Гальванически изолированная цепь драйвера с помощью оптокуплера
  • Защита от диода Flayback
  • Красный светодиод статуса указывает на COM - NO применения
  • Медные следы толщиной 2oz обеспечивают высокие токи
  • Выделение фрезерования снижает риск замыкания в влажных средах
  • Максимальная мощность: 10A, 250VAC, 110VDC
  • Контактная нагрузка: резистивный 7A @ 28VDC , 10A @ 125VAC , 7A @ 240VAC , индуктивный 3A @ 120VAC , 3A @ 28VDC
• Один PCA9557 8-канальный порт GPIO (адрес I2C: 0x18 ), логический уровень 0V | 5V
  • Каналы GPIO 0Z - 3 подключены к JST Header DIGITAL
  • Реле подключены к каналам GPIO 4 - 7
  • Максимальный ток (за исключением канала 0Z ): раковина 25mA , источник 20mA на канал, макс. Всего: раковина 100mA , источник 85mA
  • Канал 0Z является высоким импедансом и открытым дризоном (подробности см. DataShieT) см. Вмешательство) см. DataShie
• Два ADS1115 16-канальные 16-битные порты ADC, диапазон напряжений 0V - 5V
  • Все четыре контакты ADC 1, подключенные к текущим измерению ICS (адрес I2C: 0x48 )
  • Все четыре контакты ADC 2 подключены к ANALOG заголовка JST (адрес I2C: 0x49 )
  • Настраиваемая скорость дискретизации и усиление усиления
  • Максимум 10mA непрерывный входной ток

Для дальнейших спецификаций и рейтингов все таблицы данных можно найти в этом репозитории.

Калибровка датчика

Из -за неотъемлемой природы магнитных реле, измерение ИКС индуктивного тока, а также ADC испытывают смещение измерения, в то время как реле включаются. Рекомендуется измерить фактическую нагрузку на расстоянии от платы, чтобы получить эталонные значения. Эти эталонные значения следует использовать для вычисления смещения или функции для каждого канала и количества реле, включенных.

Без нагрузки (плавающей), используя Arduino Uno, было обнаружено, что максимальное абсолютное смещение измерений примерно следующим образом.

Количество реле под напряжением	Смещение на энергичном канале	Офтет на канале отключений
0	0.05A	0.05A
1	1A	0.7A
2	1.5A	1.3A
3	2A	1.8A
4	2.4A	N / a

Обратите внимание, что эти смещения зависят от нагрузки и факторов окружающей среды.

Детали печатной платы

17 уникальных деталей, 60 частей SMT , 12 THT на двухстороннем расчете 90mm x 71mm с медной отделкой 2oz .

Стоимость компонента за доску: около $25 (игнорирование доставки, объемные скидки и изменения цены с течением времени).

Категория

Элемент #	Устройство	Количество	Производитель	Производитель часть #	Описание / значение	Распределитель	Дистрибьютор Часть #	Пакет / След	Тип	Примечания
1	C11, C21, C31, C41	4	Любой	TBD	Cap Cer 100pf max. 5% мин. 10 В 0805 SMD	Любой	TBD	SMD 0805	SMD
2	C1, C2, C12, C22, C32, C42	6	Любой	TBD	Cap Cer 100nf max. 5% мин. 10 В 0805 SMD	Любой	TBD	SMD 0805	SMD
3	D12, D22, D32, D42	4	Шик	1n4007f	Диод 1N4007 SMAF	LCSC	C110856	SMAF	SMD
4	D11, D21, D31, D41	4	Everlight Elec	17-21SURC/S530-A3/TR8	Светодиодный красный 2V 0805 SMD	LCSC	C72037	SMD 0805	SMD
5	J1, J2, J3, J4	4	Любой	TBD	CONN JST-XH PINK-2,50 мм вертикальный мужской 5-контактный	Любой	TBD	Через дыру	Пт
6	J11, J21, J31, J41	4	Ningbo Kangnex Elec	WJ128V-5,0-3P	Conn Vint Temper Tink-5,0 мм 3 контакт 20а	LCSC	C8270	Через дыру	Пт
7	K11, K21, K31, K41	4	Ningbo Songle Relay	SRD-05VDC-SL-C	Реле герметично чувствительно 5 В 10а	LCSC	C35449	Через дыру	Пт
8	Q1, Q2	2	Шик	BSS138	МОСФЕТ N-CH SOT-23-3	LCSC	C112239	SOT-23-3	SMD
9	Q11, Q21, Q31, Q41	4	Nexperia	PMBT3904,215	BJT NPN SOT-23-3	LCSC	C8667	SOT-23-3	SMD
10	R14, R24, R34, R44	4	Любой	TBD	Res 100 Ohm Max. 1% мин. 1/8W 0805 SMD	Любой	TBD	SMD 0805	SMD
11	R11, R12, R21, R22, R31, R32, R41, R42	8	Любой	TBD	Res 200 Ohm Max. 1% мин. 1/8W 0805 SMD	Любой	TBD	SMD 0805	SMD
12	R1, R13, R23, R33, R43	5	Любой	TBD	Res 1K OHM MAX. 1% мин. 1/8W 0805 SMD	Любой	TBD	SMD 0805	SMD
13	R2, R3, R4, R5, R15, R25, R35, R45	8	Любой	TBD	Res 10K OHM MAX. 1% мин. 1/8W 0805 SMD	Любой	TBD	SMD 0805	SMD
14	U1, U3	2	Техасские инструменты	ADS1115IDGSR	IC I2C 4 CH ADC VSSOP-10	LCSC	C37593	VSSOP-10	SMD
15	U12, U22, U32, U42	4	Кросс -чип	CC6902SO-10A	Датчик тока IC 5V 10A SOP-8	LCSC	C350865	SOP-8	SMD
16	U11, U21, U31, U41	4	Островая микроэлектроника	PC817X2CSP9F	IC Optocoupler SMD-4	LCSC	C66405	SMD-4	SMD
17	U2	1	NXP Semicon	PCA9557PW, 118	IC I2C 8 CH IO EXPANDER TSSOP-16	LCSC	C141380	TSSOP-16	SMD