汉神智能 篇五：从原理图到PCB，教你设计一款迷你WiFi远程控制物联网开关

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如何联网智能控制一台传统家电？

最常见的解决方法是 WiFi 智能插座，只需要将传统家电的插头插在智能插座上，就能远程联网控制家电的开关了，但是智能插座只能控制那些通电就工作的电器，比如说饮水机、煮蛋器、电视等等。

对于那些通电后还需要手动按键开机的设备，比如说需要手动开机的台式机电脑，需要长按开机和功能切换的加湿器、洗衣机等等，智能插座就无能为力了。这时候需要的不是控制 220V 通断的智能插座，而是只要一个可以联网控制打开/关闭状态的开关。

市面上已经有了这类产品——WiFi 远程控制开关，基于易微联的芯片和 App，控制继电器吸合实现「开关」。

这个产品功能上已经能满足我的要求了，我之前分享的 远程控制电脑开机方法 里面使用的就是这个模块。机箱背后的 USB 口 5V 供电，将模块上继电器的 COM（公共端）和 NO（常开）引脚并联到开机按键的两端，就能够实现远程开机了。

我有一台 MUJI 的香薰机，机身有两枚按键，插上电源后需要长按右边的 MIST 键开关机，左边的 Light 键则是调整灯光亮度。这个香薰机平时放在高高的书架上，操作不便。

我希望把这台香薰机改成联网控制并联动米家的温湿度传感器，上面提到的 WiFi 开关就不够用了，一是体积太大，二是只有单通道无法分别控制两个按键。

所以我打算自己做一个市面上最小的 WiFi 远程控制物联网开关——HKey，从器件选型、原理图绘制到 PCB 打样、贴片焊接，本文带你看看一块电路板是如何设计并制造出来的。

一、易微联 PSF-B0X 模块

在之前的文章「第三方米家 MESH 通断器/WiFi 开关使用方法与智能家居改造」里面说过，智能家居万物基于 ESP8266，这次选用的易微联 PSF-B0X 系列模块就是基于 ESP8285 开发的超低功耗的 WiFi 多通道开关模块。

易微联智能家居开关插座专用 WiFi 模块芯片 PSF-B0X 系列是一款高集成度的通用智能开关模块，可以用于快速开发 WiFi 插座和 WiFi 开关。只需要外接电源，继电器、按键等简单外围功能电路，就可以无需编程完成一款智能插座/开关的设计开发。PSF 系列模块能实现 WiFi 的搜索连接，网络服务器的通讯，手机 APP 的控制等基本功能。

PSF-B0X 系列有 B01~B04 四款，分别是单通道~四通道，单个价格都在 15 元左右。下图是数据手册中官方提供的 PSF-B0X 最小系统原理图，只需要少数几个电阻电容就能运行起来。

在 Datasheet 中还可以看到详细的管脚定义，如果是单通道工作的话，就只需要用到第 6 引脚（输出）和第 10 引脚（配置）。

二、原理图与 PCB 绘制

选定了芯片，接下来就是添加外围电路实现所需功能了。为了让成品极度小型化以方便塞入各类小家电，我设计的 PCB 为双面板，全部采用贴片元器件，传统大块头继电器也换成了欧姆龙的贴片迷你继电器。

我用的 EDA 软件是国产的立创 EDA，因为之前有 AltiumDesigner 的底子，立创 EDA 立马就能上手。如果你是零基础小白的话，官网有视频教程，保证你半小时入门，两小时精通。

WiFi 开关设计为使用 USB 5V 供电，而 PSF 模块工作电压是 3.3V，所以需要用 ASM1117 电压转换一下。以单通道为例，添加一路按键，一路继电器控制，为了方便使用，再加一个 WiFi 状态指示和通道一的工作状态指示。整体的电路设计工作就完成了。

对于像我这样的爱好者来说，立创 EDA 比 AltiumDesigner 有非常多的优势：

• 中文环境非常友好，功能简单，上手即用，不像 AD 那样隔段时间不用后会忘了如何操作。

• 整合了立创商城的元器件目录，所有要用到的元器件不光有电路符号，还能看到实物图、价格和封装。像 PSF-B04 这么奇怪的封装直接能搜索使用，在 AD 里面就耗费几个小时自己画，还不一定能用。

• 广场里面有数十万开源工程，很多项目 copy 一份，简单修改后就能直接去加工了。我设计的这款 HKey 开源广场里面就有很多类似的项目。

原理图绘制完成后就可以生成 PCB 了，基本步骤如下：摆放零件—布线—设置泪滴—敷铜—添加 LOGO，最后运行下 DRC 检查。PCB 布局非常紧凑，以至于连元件的丝印都放不下了。

立创 EDA 还有一个非常实用的功能——3D 预览，直接就能看到你的 PCB 将来生产出来是什么样子。

三、生产

电路设计的立创 EDA 和 PCB 打样的嘉立创是同一家公司，所以画完图后去生产非常的方便，只需要点击制造—生产 PCB 制板文件即可，还能导出物料清单 BOM 表，甚至去立创商城一键下单。

打开嘉立创下单助手，导入 Gerber 制板文件，会自动读取 PCB 尺寸，选择数量和阻焊颜色就可以下单了。30 个以下是样板订单，超过 30 个就是小批量订单，需要收取工程费了。以上面这个 18mm*34mm 的 PCB 为例，30 个价格 28.27，加上 10 块钱运费，单块板子只要一块多钱。

默认是绿色的 PCB 板子，发货最快。其他颜色免费，不过生产得 3 天左右，我选择的是看上去高端的黑色板子。在订单列表里面可以看到详细的生产进度。

大概 5 天左右就能收到快递了。我做了两款物联网 WiFi 开关，双通道的 H-Key 和单通道的 H-Key mini。

四、焊接

贴片元件焊接需要用到热风枪，具体所需工具及贴片焊接技巧我单独写一篇分享下。

焊接完成后成品 HKey mini 大小为 34*18mm，跟市面上的易微联 WiFi 开关相比要小得多。

最后套上透明热缩管防止短路。

五、应用

电脑自动开机

电脑自动开机的方案我之前写过很多了，HKey 没啥特别的，感觉比之前淘宝买的那些信号稳定，配置也快。

自动浇花

HKey 可以串联在电路中控制水泵通断，APP 上设置好定时，从而实现每天自动浇花。

香薰机与加湿器

香薰机是 24V 直流供电，电路中没找到 5V 输出，使用 DC-DC 降压模块降压到 5V 给 HKey 供电。双通道 HKey 分别并联到香薰机的开机键和灯光键两端。

HKey 的体积非常小，轻松放进香薰机内。香薰机两个按键就都可以分别远程控制了，还能联动米家温湿度传感器自动工作。

以上就是一块电路板 选型-设计-生产-应用 的全过程了。

下一篇分享下贴片元件焊接常用工具及技巧，欢迎关注~