藍牙定時開關的制作

簡介：

本文介紹一款藍牙定時開關的DIY過程，該開關通過低功耗藍牙連接手機，可以通過手機APP控制開關，實現(xiàn)定時、 無極調(diào)壓功能，同時還是一個遙控開關。全部電路安裝在一塊5x5cm的PCB上，可直接塞進86盒。

BT05藍牙模塊

本制作圍繞BT05藍牙模塊構(gòu)建。BT05采用美國TI公司CC2541芯片，配置 256Kb 空間，遵循V4.0 BLE藍牙規(guī)范。 某寶上一搜一大把。我們沒有用這個模塊自帶的固件，將燒錄自己的固件，因此，其實你可以用任意基于CC2541芯片的藍牙模塊。

硬件制作

220V市電通過C1降壓，D1限壓，D2整流C2濾波后得到6V左右的直流，該電壓經(jīng)3端穩(wěn)壓器XC6206后輸出穩(wěn)定的3.3V給 藍牙模塊BT05供電。D1上的電壓反應了輸入市電的相位，該電壓經(jīng)過R3/R2分壓后被BT05采樣，這樣BT05就可以在“合適”位置輸出對SCR1的驅(qū)動信號。 P1為固件下載接口。

圖中300歐姆的電阻R5，起到限制啟動電流的作用。否則上電瞬間，電源對C1的充電電流可能很大，會將D1燒壞。

本方案中SCR的調(diào)壓方式同傳統(tǒng)的可控硅調(diào)壓器有所不同，市面上常見的調(diào)壓器調(diào)整的是開通角（下圖藍色粗線條），這種 方式開通時，可控硅陽極加有電壓，開通損耗比較大。調(diào)到半功率時，可控硅在電源峰值時打開，具有最大的損耗。

我們的方案則是通過關斷一些完整周期的波來實現(xiàn)調(diào)壓，這樣可控硅只在電源“零”點開關，損耗較小。

當然，不論傳統(tǒng)方式還是本方案，可控硅開關只能帶電阻性負載，如電熱器，白熾燈。而且可控硅比較脆弱，不抗過載。 繼電器輸出不限用電器類型，但繼電器輸出不能調(diào)壓，我們在模塊的P01，P02口輸出了可以帶繼電器的輸出信號。供有興趣的朋友自己設計制作， P01為正相信號，高電平表示接通繼電器，低電平關斷繼電器。P02與之相反。

器件清單規(guī)格位號封裝

0.47uf/400VC1RAD-0.6

2MR40805

ZMM 6.8VD1DO-S1

20KR20805

20KR30805

47uFC31206

47ufC21206

200RR10805

300RR50805

BT05U1BT05

BTA08-600CSCR1TO-220V

1N4148D2DO-S1

PIN2J1KF301-2P

PIN2J2KF301-2P

PIN5X2P1IDC-10

XC6206U2SOT-23

固件燒錄

固件燒錄需要一臺CCDebuger仿真器，萬能的某寶上大量供應著。將CCdebuger的一端通過USB連接電腦，另一端插在本DIY板 的P1口上。

你可以在TI公司官方網(wǎng)站下載最新版本的編程工具SmartRF Flash Programmer，也可向某寶賣 家索要。沒有的話，本站也保存了一個版本

本DIY的固件可點此下載，將它解壓到本地磁盤備用。打開SmartRF Flash Programmer 界面，按照下圖設置。其中fileImage選填你存放固件TimerBLEPeripheral-bim.hex的位置。點擊“perform actions”，等待編程完畢

手機端程序

手機端App在此下載安裝，目前只有Andriod版本的。安裝完畢，打開“藍牙定時器”， 系統(tǒng)會提示需要開啟藍牙，點擊允許。系統(tǒng)開始搜素周邊的藍牙設備。大概10秒后停止搜索，如果沒有搜到，可嘗試按搜索菜單再次搜索。

點擊搜到的“智慧帽定時器”，進到定時器界面，最多可以設置20個定時器動作，每隔定時器可按周日重復或單次執(zhí)行。界面下方 的滾動條可直接控制定時器開關當前的開度。

繼電器方案

上面的可控硅方案靠2cmX2cm的PCB鋪銅散熱，實測輸出只能帶約3A負載，再大則需要增加散熱片，使用范圍受限。因此，又做了一個繼電器輸出的。 可帶10A負載不發(fā)熱。原理圖如下：

由于我們3.3V電源只有約30mA的負載能力，帶不動繼電器。準備直接用市電給線圈供電，但線圈電壓為220V的繼電器體積又太大，沒有合適的。因此采用“脈寬調(diào)制”的方式來解決此問題， 220V市電經(jīng)過D6半波整流，在C3上形成約300V的高壓直流對繼電器線圈供電，我們所用的繼電器型號為松樂的SRD-12VDC-SL-A，直流12V供電，線圈電流約30mA，采用300V供電時驅(qū)動信號占空比應該是12:300=1:25， 驅(qū)動信號由BT05的軟件產(chǎn)生，在P02口輸出。如果軟件因發(fā)生故障而輸出了一個較長時間的驅(qū)動信號，則可能導致線圈、T1管的損壞。為此增加了Q1、Q2、D7等限流保護電路。繼電器線圈相當于一個電感， 當300V電壓加在繼電器線圈上時，其上電流是逐漸上升的，該電流流經(jīng)R9，使R9上電壓逐漸升高。當R9上電壓升高到0.6V左右時，Q2開始導通，Q2導通后Q1跟著導通，Q1導通后又為Q2提供基極電流，這樣，即使R9上的電壓消失， Q1和Q2也鎖定在了導通狀態(tài)，A點的電位被鉗制在0.9V左右。D7、C5上有0.7V壓降，T1基極電壓只有0.2V，T1被提前關斷。有了這部分電路，P02口輸出的信號占空比已無關緊要，只需大于1:25即可，為方便起見，我們選擇了50%占空比。 驅(qū)動信號負半周時，Q1，Q2失去電流而截止，為下一周期的動作做好準備。驅(qū)動信號的頻率也無關緊要，頻率低，T1開關次數(shù)少，開關損耗更小，但頻率過低會在線圈上產(chǎn)生噪音，因此我們選擇了25Khz，這一頻率超出人耳的感知 范圍，可安靜地工作。圖中的C5起到加速關斷T1的作用，R1旁路Q2的漏電電流，使Q1不至于因Q2的少量漏電電流而導通。D5在T1關閉時為線圈中電流提供通路。如果選用其他型號的繼電器，盡量選擇線圈電壓 較高的（線圈電流較?。┑?。電流采樣電阻R6需要隨之調(diào)整，可由高到低逐步調(diào)整R6，使流過線圈的電流逐步升高，直到繼電器剛能動作，然后將其乘0.8（電流增加20%余量）得到最終取值。

以下為洞洞板上布板圖，P2的6、8、10不裝，否則線過不去。部分表貼器件安裝在PCB背面。圖中紅線為正面的跳線，藍線為背面焊線，粗線部分流過負載大電流，需要特殊“照顧”。

完成后是這個樣子的，為加強絕緣，表面噴了“三防”漆。

本方案的固件在此下載，手機端程序未變，只是無極調(diào)壓不起作用了，大于50%的開度一律視為“開”，反之為“關”。
責任編輯：wv