自制智能插线板，内嵌BLE低功耗蓝牙，通过手机进行控制（一）

一直都想做一个可以用手机控制的插线板，现在已经进入了智能家居的时代，家里没有个智能的插线板去控制一些简单的家用设备，怎么能算得上智能家居呢；有这个想法已经很久了，当时还特意买了一个插线板，拆开看看里面有多大空间，能放入多大的电路板，琢磨了好几天，但是因为当时技术条件不具备，一直都没做出来，功能看上去很简单，只是控制插线板的通断，但是完全由一个人花业余的时间自己完成，还是有点难度的，因为涉及到硬件和软件，硬件主要是电路的设计、焊接和组装，软件包括单片机编程和手机软件编程，所以工作量还是挺多的，还有更重要的是方案的选择，无线遥控的方案有很多，简单一点的有红外和超外差，复杂一点的有ZIGBEE、蓝牙和WIFI，如果是通过手机直接控制，而不是由另外的一个主机进行间接控制，那么方案中就只剩下蓝牙和WIFI了，现在蓝牙和WIFI基本上是智能手机标配的硬件，WIFI的好处是家家户户都有无线路由器，插线板连接上路由器就相当于连上了互联网，可以很容易地进行远程控制，缺点是WIFI功耗大，成本高，当然我并不是要做成一个产品拿出去卖，只是自己做出来玩而已，所以这些缺点可以忽略掉，但是WIFI的技术门槛比较高，硬件和软件都更复杂，这个是我没有选择WIFI的原因；现在每个手机都配有WIFI，到哪里都可以轻松的联网，但是它并不能完全取代蓝牙，蓝牙技术也在不断的发展，现在BLE低功耗蓝牙技术使蓝牙的优势更加突出，高可靠性，低成本，低功耗，连接速度快等，这些特点让蓝牙得到更广泛的应用。

这一两年在工作中和业余时间慢慢积攒了一些开发经验，具备了制作智能插线板的基本条件，所以就把计划已久的想法开始付诸行动，下面简单说一下制作过程。

一、插线板选型

因为要在里面安装电源模块，电路板和继电器，要选择内部空间比较大的插线板，在京东上看了一下，找到一款比较合适的插线板





这个插线板每个插座有独立开关，这样遥控和手动可以并用，就算内部电路出现了故障，依然可以通过手动进行开关；最重要的是这个插线板内部空间足够大，里面有两个保护器，黑色带有按键的是过载保护器，有电路板的是防雷保护器，如果电路板比较大，可以把两个保护器都去掉，腾出足够的空间。

二、安装继电器

继电器模块淘宝上有很多，尽量选择体积小一点的，这个是我正在使用的一款继电器，5V供电，220V最大负载电流为10A，家用完全没问题。



这个继电器的大小也并不是完全合适，可能需要根据插线板内部空间进行改造一下，如去掉接线端子，插针或LED灯。在这个插线板里面，两个独立开关之间刚好有一个空间，把继电器模块放上去，宽度刚好，但是长度不够，于是只能把电路板裁掉一半，只留下了一个继电器那部分，当时考虑过把继电器拆下来直接焊上去，但是又想到这样的话不好焊线，最终的安装图就成了这样：



裁掉的电路是继电器的驱动电路，其实就是一个三极管驱动，既然裁掉了那就只能由其他地方来驱动了，下面会说到。



5个电源插座，只安装了4个继电器，还有一个就不管它了。

三、安装电源模块

继电器使用5V，主控芯片使用3.3V供电，所以电源模块需要输出两路不同电压的电源，上淘宝一看，还真有这样的电源模块



这个模块本身是输出5V，上面留了一个5V转3.3V的LDO芯片位置，如果需要3.3V，再买个3.3V的LDO焊上去就OK了，安装图如下



四、继电器驱动电路

采用ULN2003驱动电路，电路简单，模块化，同样在淘宝上可以买到



安装的时候把白色插座和插针都去掉了，直接用导线焊接上去



五、主控电路

主控芯片不用费神去选了，TI的CC2541就是拿来干这活的，内嵌蓝牙4.0协议栈和一个8051微处理器，无疑是最佳的方案。



六、电源指示灯

这个插线板本身有一个LED灯孔，直接拿来用就是了



最终的安装效果图