目录： [0.总体介绍](#0) [1.基本原理](#1) 2.添加功能 3.工程进度 4.功耗计算 5.实物制作 6.步骤总结（教程） 7.元器件购买 8.最后说明 番外：常见错误 （立创暂不支持页内跳转，以上超链接没用，只能当个目录看）

0.总体介绍

训练营的训练目的如下： \-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\- 学习电路设计，学习单片机嵌入式，学习物联网； 通过项目实战，带领学员了解物联网的联网、通信、控制过程； 你将得到一次从项目全局思考问题的锻炼，学会一种接入阿里云IOT的实操方法，获得一个存量设备改造物联网设备的经典套路。 \-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\-\- 本工程是一款物联继电器，主控可220V供电/5V供电； 可控制30V/90W以内的直流电器或600W以内的交流电器，并带有温度测量功能； 全球物联，不论你在哪，你都可以使用你的手机控制继电器的通断。 8月18日，修改了app界面， 下附详细教程，看完照着做肯定能复现。 教程在【6.步骤总结】

1.基本原理

以STM15W4K56S4为主控，控制EMW3080WiFi模块接入阿里云，从而与智能设备（手机、智能音箱等）进行通信，进而控制继电器实现一个智能物联网设备。

2.添加功能

增加了工业级ACDC转换器，并且按照ACDC模块的手册进行了EMC设计。 可以直接采用220V交流供电输出5V600mA，供给物联插座控制板使用。 不必购买额外供电设备。

3.工程进度

\*\*0809初版PCBv1: \*\* \-\-\-\-错误\-\-\-\- 按键放在了板子中间，不好按； 电源线没过滤波电容直接连接了负载，滤波电容不起作用； 继电器部分交流走线过近，弱点强电走线距离过近，未加槽孔； \-\-\-\-修正\-\-\-\- 修改了按键位置，放在板子边缘； 胡乱添加了槽孔； (由于没理解滤波电容不起作用的原因，没有修改滤波电容的错误)； **0810小改PCBv2:** \-\-\-\-修正\-\-\-\- 强电与强电、强电与弱电之间注意**安全距离**（尽量3mm，低于2mm的考虑挖槽，但要考虑PCB强度问题）； **挖槽宽度为1mm**，可以在顶层布1mm线之后右键转为槽孔。 简单修改了少数滤波电容的位置； **0811大改PCBv3:** \-\-\-\-错误\-\-\-\- 多数滤波电容摆放位置杂乱，无法进行微调，需要大改； \-\-\-\-修正\-\-\-\- 参考周公的布线示例，修改了所有元件的布局，重新进行了PCB Layout。 电源进入PCB版后要**先经过滤波电容**，进行**滤波后在给器件供电**。在物理位置上面，电源线一定要先过电容再到器件；如果是先连接了器件之后再连接电容，电容是不会起到太大作用的。 LDO和单片机的供电同样要注意前面所说的，先过电容再供电。 (下图是LDO的输入供电) (下图是单片机的供电，H键高亮网络)  USB线短距离走线可以不用等长。 铺铜时添加了地孔，增加接地的可靠性，同时必要的位置多添加几个地孔(过孔)。 **0811PCB打样、元器件下单：** 这款PCB被审核为拼版，打板费40元，优惠券20，邮费14，共计花了34元。 在此提醒各位小伙伴们不要拼版。下面放上立创周工的话。  我在画板的时候是先在立创商城选好元器件，然后按照料号放置器件的，所以在BOM配单的时候没有遇到什么问题，顺利下单。 希望小伙伴们不要直接把元件库的电阻封装拖过来用，不然配单的时候会很难受(除非你不配单)。 100元的满减券刚刚好，多谢立创。  因为16号要返校。今天就是11号了，东西不好带，所以把收货地址填到学校去了，焊接调试的工作就等到16号返校之后再进行。

4.功耗计算

* **STC15W4K56S4**的功耗参考图1手册的数值，最大约10mA*3V3=33mW * **EMW3080**的功耗参考图2手册中典型应用的功耗，最大约400mA*3V3=1.32W * 继电器**HK4100F-DC5V-SHG**的功耗参考图3手册中给出的功耗，最大约0.5W 220V供电输出参数为5V/600mA/3W(峰值4.5W)，输出功率大于以上的功率总和2W，足够本项目使用。 (器件的功耗一般都在“电气特性”目录下，特此提醒一下不懂查功耗的小白) (具体的参数我就也看不太懂了，只能凭感觉来，上面读到的数据不知道是不是我所想要的，希望大佬指点) 图1(下图) 图2(下图)  图3(下图) 

5.实物制作

8月16日返校，在保安的重重防疫阻挠下取到了PCB板和元器件。回寝室进行了焊接，这是第一次使用锡膏和加热板进行焊接。 由于寝室限电，在使用下图所示的加热板时，宿舍停电，差点受处分。 回到正题，首次焊接完成的PCB，其51最小系统部分十分正常，然后对EMW3080进行了固件更新（如何更新固件？[https://www.yuque.com/lingyao/jing/isdnec](https://www.yuque.com/lingyao/jing/isdnec)）。但是在晚上23点测试发现51的串口2的TX与RX(与EMW3080进行通信的串口)有短路现象，尝试补焊了无数次，都没有修正这个错误，于是又焊了第二块板子(下图上面的是新焊的)，一夜没睡。 **8月17日凌晨4点，在焊第二块的时候其实没啥大问题，没用锡膏，用的是烙铁加焊锡丝，但是被小小的usb接口大大坑了一把。【*我上锡太多了，锡进入了usb接头的内部，导致数据线无法插入】*，继而无法进行串口下载程序。这个错误十分致命，我手上的元件只够焊两板，若无法解决，就相当于丧失了优秀学员的评比资格。** **microusb接口难以拆除，我费了九牛二虎之力拿着被烤红的烙铁头把micro USB接头拆了下来，但这也对印制线路产生了一些破坏，所幸TX、RX线还在，哆嗦着手又多次重新接上micro USB头，终于成功接好。最后加上外部供电（注意共地），第二块板子才算成功复活，可以正常下载程序，下载了宋工提供的程序(通用)。** **一夜未眠，太疲惫了。小憩一会儿再配网，还不太清楚原理。** **8月17日早上6点30，找到从哪里配网了，原来是这里，下图的二维码第一次扫会下载app，然后再在发现设备里的扫一扫再扫一次，会提示你输入你所连接的WiFi的密码。** **8月17日12：11，PCB上电后，通过串口按如下格式发送三元组信息，可得到{"CMD":"OK"}，说明写入成功。** **再通过串口发送**{"CMD":"Read"}**，可得到已写入的三元组信息，可进行检查是否正确。** 8月17日晚20点，听了宋工的讲解，发现这里要设置为一键配网，如下图，修改后，参考[直播课的演示](https://www.bilibili.com/video/BV1na4y1J7MC)，即可正常配置此设备连接阿里云[生活物联网平台](https://living.aliyun.com/)。 **配置好后，测试继电器通断的控制，发现继电器没有反应，依次测试51引脚输出电压，反相器和继电器驱动器的各引脚连接情况，发现是驱动器接地引脚虚焊（下图），补焊之后，继电器控制功能回复正常。** 至此，实物制作告一段落。

6.步骤总结（教程）

**第一步** - [生活物联网平台](https://living.aliyun.com/) - 注册登陆后创建新项目 - 创建新产品(新建产品填写信息如图1) - 删除原有功能(图2) - 添加自定义功能(图3) - 下一步进入人机交互设置 图1如下   图2如下  图3如下  下图是创建好自定义功能后的功能列表，  **第二步** - 人机交互设置 - 选择使用公版APP控制产品(图4.1，图4.2) - 逐项填写并保存必填项 - 进入设备调试阶段（第三步） 注意1，设备面板可进行自定义设计，是傻瓜拖拽式的，大家自己尝试。 注意2，填写配网引导时，应选择自定义配网，选择一键配网(图5) 图4.1如下，  图4.2如下，  图5.1如下，  图5.2如下，这里的“2”点击之后直接点保存即可。  **第三步** - 芯片选择EMW3080(图6) - 确定后新增测试设备(图6.2) - devicename不填直接确定 - 记录下这里设备证书的的3个信息和产品密码(图6.3) 图6.1如下  图6.2如下  图6.3如下  - - - 平台部分设置完成，下面介绍嵌入式部分。 这里默认你已经焊好板子，硬件没问题。 先对EMW3080进行固件更新，固件在附件有，刷固件的步骤参考后面连接（如何更新固件？[https://www.yuque.com/lingyao/jing/isdnec](https://www.yuque.com/lingyao/jing/isdnec)） 首先给51单片机下载程序，程序在附件【STC15W4K\_阿里云物联继电器\_宋工代码】。 注意下载器的配置，注意点如下图，  下载好后通过串口连接单片机，通过串口助手（波特率115200）按如下格式发送刚刚记下的信息，此操作只能进行一次，若要进行第二次，可重新下载宋工程序，下载时勾选图7所示选项。 > { > "CMD":"Write", > "ProductKey":"a1FJkYjvol1", > "DeviceSecret":"bdc0f8db84bb3b2e18f302a7035b2084", > "DeviceName":"4cDKZBRVV6pkZWiPs2S3", > "ProductSecret":"7eMpbHjKjkd2oHiq" > }//到此为止，不包括此注释，没有换行 图7  串口发送操作的部分截图，如下 **** 发送后会得到单片机返回的\*\*\{"CMD":"OK"\}。 再通过串口发送{"CMD":"Read"}，可得到已写入的三元组信息（下图），可进行检查是否正确。 **** **以上操作正确完成后，即可进行配网。** **【配网操作】如下：** **让你旁边的朋友给你开一个热点（最好是2.4GHz的），你用手机连接，之后去**[生活物联网平台](https://living.aliyun.com/)**，在之前的人机交互设置处-产品展示页得到下图所示二维码。手机第一次扫码会下载APP（可以不用你朋友的热点下载，用自己流量下载完之后再连回朋友热点），安装好APP后，点击APP首页右上角的加号，再点击右上角的扫码图标，扫描之前你取得的二维码（不会有人扫我的吧不会吧不会吧）。** **** **之后长按PCB板上的程序按键至三个LED快速闪烁。** **之后手机端则输入Wifi密码，选中“我已完成以上操作”，开始连接，等待片刻即可连接成功，PCB上的LED，3灯慢闪、1灯快闪，表示连接正常。** **此时可以通过手机控制PCB上的继电器，同时PCB上的程序按钮短按也可控制继电器，手机端同步显示继电器通断状态。** **手机端可离开WiFi热点区域，只要有网(数据连接或者其它Wifi或者其它任何联网方式)即可控制PCB继电器；而继电器需保持在原Wifi的范围内才可受到控制，继电器离开Wifi区域后再返回，会自动重连，无需用户操作，重连后即可恢复受控。** 以上就是本项目的全过程。 若要更换控制继电器的手机，长按PCB的程序按键至三个LED快速闪烁，重复前面的【配网操作】即可。

7.元器件购买

这里列出BOM表里立创买不到或者太贵的东西，需要的话直接点链接。 其它的通过BOM表一键下单，精准匹配，没错的，我放置元件都是按料号放的(除了保险丝座)。 ① STC15W4K56S4-30I-LQFP48 ( STC15W4K56S4 贴片48脚 )：[淘宝网](https://www.taobao.com/)-[芯龙信电子](https://xlxdz.taobao.com/index.htm?spm=2013.1.w5002-2147021110.2.7c8b68ed8SLS4p)-[全新原装STC15W4K56S4-30I-LQFP48 单片机 STC15W4K56S4 贴片48脚](https://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z09.2.0.0.379b2e8dbj62fH&id=534671139523&_u=i3nhjbke2be0)； ② [220V转5V开关电源模块 5V/700mA](https://detail.tmall.com/item.htm?id=612677355505&spm=a1z09.2.0.0.379b2e8dbj62fH&_u=i3nhjbke59b3&skuId=4483169111365)； ③ 庆科阿里云IOT-[EMW3080v2-P\(板载天线\)](https://detail.tmall.com/item.htm?id=612677355505&spm=a1z09.2.0.0.379b2e8dbj62fH&_u=i3nhjbke59b3&skuId=4483169111365)，前面连接是零妖推荐的，我买的是[这个12块钱的](https://detail.tmall.com/item.htm?id=586253550983&spm=a1z09.2.0.0.379b2e8dbj62fH&_u=i3nhjbkea81d)。12块钱的需要自己刷固件，附件里有【EMW3080配套固件.zip】，零妖的语雀有写[EMW3080刷固件的教程](https://www.yuque.com/lingyao/jing/isdnec)；

8.最后说明

本工程的两块PCB（主控板和ACDC）都已经过**实物测试**，可以**正常工作**。 程序功能包括**物联网开关**功能和**温度测量上报**功能都已实现。

附1：常见错误

1.串口不断返回ERROR，这可能是由于EMW3080的固件版本不对，请按照本文【7.元器件购买】中③的说明。重新刷写固件。 

附2：器件选型

- ### **主控**：【**STC15W4K56S4**】 - ROM 56KB，RAM 4KB，供电3.3V。简单易用，省去晶振，ROM、RAM空间够用，还可以使用IAP命令擦写内部Flash（省去外加EEPORM）； - （ROM = 56KB > code = 14372 byte ≈ 14KB） - （RAM = 4KB > data + xdata = 9.2 + 1674 byte ≈ 2KB） -  - ### **USB转串口**：【**CH340E**】 - 优点体积小，缺点不好焊。 - ### **继电器**：【**HK4100F-DC5V-SHG**】 - 淘宝常见的蓝色继电器是松乐的【**SRD-05VDC-SL-C**】型号，交流功率2500W，直流功率300W； - 本项目使用的是汇科的【**HK4100F-DC5V-SHG**】型号，交流功率750W，直流功率90W； - 控制电压均为5V，后者体积更小，功率够用，所以选用后者； - ### **继电器驱动**：【**NUD3105LT1G**】 - 安森美生产的【**NUD3105LT1G**】，高可靠性，简单易用，电路比传统的三极管驱动要简单。 - 【**05**】表示耐压值，本驱动可使用以下芯片代替 - 【**NUD3112LT1G**】 - 【**NUD3124LT1G**】 - 【**NUD3160LT1G**】 - ### **单路反相器**：【**SN74LVC1G04DBVR**】 - STC的单片机上电时，引脚会输出短暂的高电平，随后才会变为用户设定的电平； - 为了保证继电器（其本身是高电平开启）的可靠复位，防止上电时误开启继电器； - 增加反相器，采用单片机输出高电平（反相后为低）关断继电器，低电平（反相后为高）开启继电器的设定。 - ### **稳压芯片**：【**AMS1117-3.3**】和【**ME6215C33M5G**】 - 使用了两片稳压，分别是【**AMS1117-3.3**】和【**ME6215C33M5G**】； - 【**AMS1117-3.3**】供电电流达1A>400mA，给耗电较大的WiFi模组供电； - 【**ME6215C33M5G】**供电电流达350mA>10mA，给耗电较少的主控部分供电，同时带有使能端，可以连接按钮对MCU进行掉电复位； - ### **WiFi模组**：【**EMW3080V2P**】 - 选择庆科生产的【**EMW3080V2P**】型号模组； - 自带MiCO-AT透传固件，用户可以方便快速地为嵌入式设备增加无线通信功能，大大缩短开发周期； - 本项目使用的固件在附件，买来最好刷一下固件再用； - ### **温度传感**：【**DS18B20**】 - 【**DS18B20**】温度传感器，是常用的温度传感器，实现测温功能。 - - - 最后写一句，宋工给的代码真的好，要好好学习一下。