ESP8266 SDK开发入坑2 — 触摸控制继电器通断-电路设计、硬件选型
原博客：http://www.straka.cn/blog/starting-with-esp8266-touch-relay/
ESP8266 SDK开发入坑1（http://www.straka.cn/blog/starting-with-esp8266-light-a-led/）
1里面有最简单的demo，2里开始使用中断进行简单的控制吧，这回重点从代码转移出来，到电路部分，一直想自己打样PCB，不过不会，最近上B站看了些小视频学了些，就匆忙大了个样，不过。。。下一篇再说【逃】
我的想法就是做个能替换现有机械开关的wifi物联网开关（嗯，我没敢像市面上的开关那样就一个远程控制就敢说智能，家居要到智能的程度，还有很长的路要走，技术其实差不多都可以实现，但是至少离普通人家还很远），第一步先不管远控的事，先只实现触摸控制。
软件部分很简单，代码见下一篇【http://www.straka.cn/blog/starting-with-esp8266-touch-relay-code】，设置引脚中断，然后在中断里控制继电器引脚电平输出，再一个定时器，闪烁下灯简单判断工作状态（这个本是后续开发才用上的，但是好在这一步就顺便开启了，不然后面调试的时候有个坑迟迟跳不出来）。
硬件部分也不复杂，220AC-DC模块取电5v，然后接AMS1117转3.3v，5v用于控制继电器，3.3v ESP8266供电。GPIO引脚控制继电器采用光耦隔离+三极管放大电流驱动。触摸感应用的模块，没有设计电路板，毕竟和电路板不在一起，触摸感应芯片是TTP223，亲测5mm左右的感应距离，还是蛮好用的。
然后是选型，这个对于我这个业余来说是个很头疼的事情，又不能看着网上别人咋画电路图用啥元件我就用啥吧，本身电路就容易出bug，我这种业余的就更难应对了。先上原理图，先说电源部分
这部分选型参考的模块说明书，没啥好说的
然后是继电器驱动部分
这里要根据继电器、光耦、三极管的说明书上的特性曲线选型才能达到比较好的效果。
首先我们要从继电器的说明书看起，因为最终这部分电路要使得继电器部分能有足够大的驱动电流。
这里选SRD-5V的版本而言，线圈电阻70ohm左右，电流71.4mA，要驱动这么点电流，光耦肯定不合适，但也并不需要大功率三极管，S8050就够了，我买的S8050没有配到资料，也查不到厂家，但是通常的S8050的放大倍数100左右，带个至少100mA没问题，以长电的S8050，sot23封装为例（简标J3Y），
Ic为71mA左右，Hfe大概为110倍，那么Ibe大概要有大于0.65mA，如果按上述原理图，R23是为保证光耦断开的时候，三极管B极可靠接地，因而R23可以选择大一点，10k，减少电流消耗，那么根据下图：
当Ic为70mA，Vbe为0.6~0.7V之间，那么导通时的R23上的电流约0.07mA，R22上的电流约0.65+0.07~0.72mA，这些都是粗略的估算，不要太较真具体数值，数值范围合理就行（本身电路也充满了不确定性、元件参数的误差、实际使用环境的影响，不可能存在理想的选型，完美的电路设计，总是有浮动空间的），那么再看光耦的参数：
这个图是前向电流-电流转换率的图，那么当IF=1mA，转换率略大于0.5，那么输出电流才0.5*1~0.5mA，有点不太够，当IF=2mA，看图转换率>0.7，差不多够了，那么，如果我们按照这个边界条件选型的话：
根据上图，Vce压降约0.1~0.2V左右吧，可以忽略，那么R22<=(5-0.7)/0.72~5.97K，而根据下图：
前向压降大概1.1V，R21 <=(3.3-1.1)/2 ~ 1.1k
上述都是计算的电阻值边界，靠近边界的好处是使光耦和三极管接近饱和的情况下降低功耗，因为饱和情况下需求的前级电流才最小，当然在继电器应用场景下这么做有点杯水车薪，比较相比继电器几十毫安的电流，省下来的这么零点几毫安电流有点微不足道，倒是如果能换个磁保持继电器什么的，对于功耗的控制很有帮助，但是成本也就上去了。
最后看ESP8266部分，因为我用的是ESP8266-01S模块，电路板上留的是2*4 HDR母座，G2连接触摸模块信号引脚，G0控制光耦，RST复位电路。周边的元器件选型没啥说的，复位电路的常规上拉电阻R52和C52电容，CH_PD引脚上拉使能，C51的近芯片电源滤波。但是这里有个坑，R53，由于芯片上电进入工作状态需要保持G0、G2、CH_PD引脚都是高电平，问题出在G0上，G0通过R21与光耦相连，再加上10k的上拉电阻，其实上电状态G0是处于低电平的！如果高电平会使得光耦导通，所以导致芯片不能正常工作。这也给我后续调试埋了个大坑，始终不能正常工作，好在开启了LED灯，看到等没闪就知道去找为啥电路没有正常工作的原因。搞不懂乐鑫为啥要给芯片启动工作设置这么复杂的条件，居然要设定4个引脚的电平状态正确才能工作。