自制可编程IO模块——一个貌似LG编程器的小制作

在矿石收音机论坛的器材友情交换版块，经常能看到各种有趣的DIY作品。今天给大家分享一个我自制的小玩意儿——可编程IO模块，外观看起来有点像个LG编程器，实际上是一个灵活实用的IO控制模块。

一、创作灵感

我之前接触过一些工业控制项目，发现可编程IO模块非常方便，可以根据需要配置输入输出，适应不同的控制场景。但是成品模块要么价格不菲，要么功能固定。于是萌生了自己做一个的想法，一方面成本可控，另一方面可以根据自己的需求定制。

二、模块概况

这个模块的核心是一片STM32单片机（也可以是其他MCU，比如Arduino），外围设计了8路光耦隔离输入和8路继电器输出。输入支持干接点和电平信号，输出继电器容量为10A/250VAC，可以直接驱动小功率负载。板载了OLED显示屏，用于显示各通道状态，还预留了UART接口，方便与其他设备通信。

模块的尺寸大约100mm x 80mm，外壳是用3D打印的，整体看起来黑壳蓝屏，有点像我之前用过的LG编程器（PLA-1000），所以标题说“貌似LG编程器”，算是个玩笑。

三、电路设计要点

1. 输入部分：每一路输入都经过EL817光耦隔离，输入端串联限流电阻，支持5-24V电平或干接点。光耦输出接单片机引脚，配置为上拉输入。

1. 输出部分：使用松乐SRD-12VDC-SL-C继电器，每路输出都有续流二极管和状态指示灯。单片机通过ULN2803驱动继电器线圈。

1. 电源：整板采用12V供电，通过LM2576降压到5V给单片机和外围电路，3.3V则由AMS1117提供。

1. 通信：预留了MAX3232芯片位，可以焊接RS232接口，也可以直接使用TTL串口。

四、功能与编程

模块出厂固件实现基本功能：通过串口命令控制继电器输出，读取输入状态。后来我写了简单的逻辑编程功能，用户可以通过串口发送指令配置联动逻辑，例如“输入1为高时，输出1吸合”或“输入2变化时，发送串口消息”。这样不需要重新烧录程序，就能实现一些简单的自动化。

固件还支持Modbus RTU协议，可以用组态软件或PLC进行控制。对于玩矿石收音机的朋友，也可以用它来切换天线、控制电源等。

五、制作与调试

PCB采用双层板设计，打样回来一次成功。焊接调试过程中，发现光耦输出端需要加滤波电容，否则在长线输入时容易受干扰。继电器吸合时对电源有轻微干扰，在电源入口加了大电容后解决。

总体成本大约在50元左右（不含外壳和显示屏），性价比很高。

六、使用场景分享

我将它用在了家里的鱼缸控制上：输入接水位传感器，输出控制水泵和加热棒，实现了自动补水和恒温。另外还可以用于灯光控制、电机正反转、信号切换等，非常灵活。

七、与交流

这个小制作虽然简单，但实用性很强。发在论坛器材友情交换版块，一方面想和各位同好交流，另一方面如果谁需要，也可以成本价转让或帮忙制作。

有相关需求或者想交流编程技术的，欢迎回帖或私信。如果大家感兴趣，后续我可以开源PCB和源码。

——矿石收音机论坛 器材友情交换版块 网友分享