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Placa de automação residencial com ESP8266 12F

Módulo de automação AFSmart 7 relés

Esse é sem dúvida um dos artigos mais difíceis para eu escrever, desde o título. Digo isso porque estou apresentando nesse artigo para vocês o primeiríssimo projeto com ESP8266 totalmente independente de qualquer outra MCU, fabricado e vendido pela AF Eletrônica (clique no link para ir ao site). Porque a imagem a mostra ao lado do Arduino? – Simples, para você ter aideia mais próxima possível do tamanho real dela; perceba que ela é tão compacta que passa pouco do Arduino UNO e com certeza é menor que o Mega. Não quero tomar mérito nenhum nessa ideia, mas eu realmente almejava uma placa como essa para um projeto de Unidade Supervisória de Corrente Alternada (USCA), que foi um projeto que iniciei com um Raspberry para controlar gerador de energia, fases da rua e banco de baterias. Infelizmente não tenho foto da USCA mais, mas ela era tão grande quanto uma caixa de mercado porque o hardware estava todo distribuido. Essa placa, ilustres leitores, é tão compacta que dá pra substituir um CLP tranquilamente! Repare bem em seu tamanho. E por falar em reparar, viu a plaquinha sobre os relés? Pois bem, é uma placa de expansão! Agora vamos começar a entrar em detalhes de aplicação dos recursos.



Talvez você não lembre, mas a Onion Omega teve uma ideia pioneira em relação às expansões e resolveu uma problemática que era comum no Arduino, que é o esgotamento dos pinos de GPIO. Essa solução foi baseada no barramento I²C, de modo que basta trazer alimentação suficiente para o módulo em questão que o limite de empilhamento no barramento I²C fica em 127 endereços, totalizando 127*8 ou, 1016 pinos. Tá bom assim? Bem, acontece que eu havia pensado em trazer esse modelo para o ESP8266, mas não consegui executar o projeto. Mas caros amigos, alguém conseguiu, e o fez com eximia! Essa placa de expansão já traz um PCF8574, tem os pinos espalhados em 2 tipos de slot e, pasmem, tem isolamento optoacoplado (aqueles “tridents” ao centro da board).

Acionamento dos relés

Embaixo da placa você vê a marcação das entradas do relé silkado com abreviatura em português que são NA (normalmente aberto), CM (comum) e NF (normalmente fechado). Não se preocupe com esses detalhes agora, porque vamos manipular essa board de diversas maneiras em outros artigos. Esse primeiro é a apresentação da placa.

O acionamento dos relés é feito através do PCF8574, que tem o endereço inicial de 0x27.

Pinos disponíveis

A mim bastaria o barramento I²C para fazer a dominação do mund.. digo, automação de tudo, mas não; o projeto foi ousado, disponibilizando os pinos de GPIO 4,5,13,14,15 e 16. Não sei se por acaso vou utilizar esses GPIO sobressalentes, porque toda a diversão já está onde eu sonhava! Com o I²C dá pra usar um display OLED (lib a escrever, presumo. Veremos em outro dos vários artigos que estão por vir com essa placa), mas muita atenção; só está disponível 3V3 nessa board (o que faz mais do que sentido, considerando as características do ESP8266), portanto não tente ligar um display 5V pra não invocar um gênio. Deu pra entender, hum?

I²C e endereçamento

Não tem mistério, o primeiro empilhamento com tudo aberto é endereço 0x20, se não for empilhar mais nada, nem precisa olhar pra isso. Caso deseje expandir mais o barramento, você tem 3 bits para endereçar com um pingo de solda, e as possibilidades são:

A2 A1 A0 Endereço
Aberto Aberto Aberto 0x20
Aberto Aberto Fechado 0x21
Aberto Fechado Aberto 0x22
Aberto Fechado Fechado 0x23
Fechado Aberto Aberto 0x24
Fechado Aberto Fechado 0x25
Fechado Fechado Aberto 0x26
Fechado Fechado Fechado 0x27

Só relembrando, 0x27 está em uso pela board principal, os demais ficam a seu critério.

Sensores

Não está convencido ainda? Ok, vamos lá.

Essa board tem suporte a sensor de temperatura DS18B20 e sensor LDR. Pronto, falei. É pouco ainda? Bom, já que você é tão exigente, vou me discorrer um pouco mais sobre essa belezinha que aqui está.




Como estão disponíveis os GPIO extras, você pode usar também sensores digital e assim expandir ainda mais as funcionalidades da placa, que nesse caso serve perfeitamente para home automation, sendo um painel compacto de gerenciamento, podendo ser implementado recursos de comunicação da IoT como o protocolo MQTT (com diversos artigos já escritos nesse site, mas faremos alguns exclusivos para essa board).

Alimentação

Você precisa entrar com uma fonte de 12V a 15V com no mínimo 1A. Mas repare o esquema de redução na board; é coisa de outro mundo a qualidade do projeto, não tem como não se apaixonar.

Olhando para a board com o ESP8266 voltado para a esquerda, as entradas V+ e GND estão também localizadas à esquerda, sendo as duas primeiras próximas ao diodo de proteção.

Recursos adicionais

Do lado do adaptador USB-Serial você pode notar os botões para a gravação de firmware no ESP. Em relação a isso, pretendo fazer um tutorial exclusivo para essa board para fazer atualização de firmware via OTA, como já escrevi em alguns artigos anteriores de modo genérico.

Pra finalizar essa introdução e assim me permitir escrever artigos práticos, gostaria de “por a cereja no bolo” citando um botão extra na lateral da placa, colocada para uso geral. Isto é, você tem um botão para adicionar funcionalidades como desejar.

Citei o link acima e volto a citar para que você possa adquirir a placa e assim acompanhar os tutoriais que vem por aí:

www.afeletronica.com.br

E tem outros produtos com ESP8266 por lá e com 5% de desconto em compras acima de R$50,00 (não inclui desconto no frete, obviamente).

Enfim, alguém conseguiu mostrar explicitamente que não é necessário uma MCU para usar o ESP8266, que é um processador de 32bits da arquitetura Tensilica auto-suficiente com clock de 80MHz ou 160MHz com overclock via software!

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Próximo post a caminho!

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