ESP8266 SDK開發入坑2 — 觸摸控制繼電器通斷-電路設計、硬件選型
原博客：http://www.straka.cn/blog/starting-with-esp8266-touch-relay/
ESP8266 SDK開發入坑1（http://www.straka.cn/blog/starting-with-esp8266-light-a-led/）
1裏面有最簡單的demo，2裏開始使用中斷進行簡單的控制吧，這回重點從代碼轉移出來，到電路部分，一直想自己打樣PCB，不過不會，最近上B站看了些小視頻學了些，就匆忙大了個樣，不過。。。下一篇再說【逃】
我的想法就是做個能替換現有機械開關的wifi物聯網開關（嗯，我沒敢像市面上的開關那樣就一個遠程控制就敢說智能，家居要到智能的程度，還有很長的路要走，技術其實差不多都可以實現，但是至少離普通人家還很遠），第一步先不管遠控的事，先只實現觸摸控制。
軟件部分很簡單，代碼見下一篇【http://www.straka.cn/blog/starting-with-esp8266-touch-relay-code】，設置引腳中斷，然後在中斷裏控制繼電器引腳電平輸出，再一個定時器，閃爍下燈簡單判斷工作狀態（這個本是後續開發才用上的，但是好在這一步就順便開啓了，不然後面調試的時候有個坑遲遲跳不出來）。
硬件部分也不復雜，220AC-DC模塊取電5v，然後接AMS1117轉3.3v，5v用於控制繼電器，3.3v ESP8266供電。GPIO引腳控制繼電器採用光耦隔離+三極管放大電流驅動。觸摸感應用的模塊，沒有設計電路板，畢竟和電路板不在一起，觸摸感應芯片是TTP223，親測5mm左右的感應距離，還是蠻好用的。
然後是選型，這個對於我這個業餘來說是個很頭疼的事情，又不能看着網上別人咋畫電路圖用啥元件我就用啥吧，本身電路就容易出bug，我這種業餘的就更難應對了。先上原理圖，先說電源部分
這部分選型參考的模塊說明書，沒啥好說的
然後是繼電器驅動部分
這裏要根據繼電器、光耦、三極管的說明書上的特性曲線選型才能達到比較好的效果。
首先我們要從繼電器的說明書看起，因爲最終這部分電路要使得繼電器部分能有足夠大的驅動電流。
這裏選SRD-5V的版本而言，線圈電阻70ohm左右，電流71.4mA，要驅動這麼點電流，光耦肯定不合適，但也並不需要大功率三極管，S8050就夠了，我買的S8050沒有配到資料，也查不到廠家，但是通常的S8050的放大倍數100左右，帶個至少100mA沒問題，以長電的S8050，sot23封裝爲例（簡標J3Y），
Ic爲71mA左右，Hfe大概爲110倍，那麼Ibe大概要有大於0.65mA，如果按上述原理圖，R23是爲保證光耦斷開的時候，三極管B極可靠接地，因而R23可以選擇大一點，10k，減少電流消耗，那麼根據下圖：
當Ic爲70mA，Vbe爲0.6~0.7V之間，那麼導通時的R23上的電流約0.07mA，R22上的電流約0.65+0.07~0.72mA，這些都是粗略的估算，不要太較真具體數值，數值範圍合理就行（本身電路也充滿了不確定性、元件參數的誤差、實際使用環境的影響，不可能存在理想的選型，完美的電路設計，總是有浮動空間的），那麼再看光耦的參數：
這個圖是前向電流-電流轉換率的圖，那麼當IF=1mA，轉換率略大於0.5，那麼輸出電流才0.5*1~0.5mA，有點不太夠，當IF=2mA，看圖轉換率>0.7，差不多夠了，那麼，如果我們按照這個邊界條件選型的話：
根據上圖，Vce壓降約0.1~0.2V左右吧，可以忽略，那麼R22<=(5-0.7)/0.72~5.97K，而根據下圖：
前向壓降大概1.1V，R21 <=(3.3-1.1)/2 ~ 1.1k
上述都是計算的電阻值邊界，靠近邊界的好處是使光耦和三極管接近飽和的情況下降低功耗，因爲飽和情況下需求的前級電流才最小，當然在繼電器應用場景下這麼做有點杯水車薪，比較相比繼電器幾十毫安的電流，省下來的這麼零點幾毫安電流有點微不足道，倒是如果能換個磁保持繼電器什麼的，對於功耗的控制很有幫助，但是成本也就上去了。
最後看ESP8266部分，因爲我用的是ESP8266-01S模塊，電路板上留的是2*4 HDR母座，G2連接觸摸模塊信號引腳，G0控制光耦，RST復位電路。周邊的元器件選型沒啥說的，復位電路的常規上拉電阻R52和C52電容，CH_PD引腳上拉使能，C51的近芯片電源濾波。但是這裏有個坑，R53，由於芯片上電進入工作狀態需要保持G0、G2、CH_PD引腳都是高電平，問題出在G0上，G0通過R21與光耦相連，再加上10k的上拉電阻，其實上電狀態G0是處於低電平的！如果高電平會使得光耦導通，所以導致芯片不能正常工作。這也給我後續調試埋了個大坑，始終不能正常工作，好在開啓了LED燈，看到等沒閃就知道去找爲啥電路沒有正常工作的原因。搞不懂樂鑫爲啥要給芯片啓動工作設置這麼複雜的條件，居然要設定4個引腳的電平狀態正確才能工作。