单火线设计系列文章7：软硬件联调典型问题
本篇阐述单火智能开关的技术难点及壁垒，在进入文章之前，推荐阅读——
《单火线设计系列文章5：单火线智能开关的技术难点 - 闭态”鬼火”问题》
作为一款带联网功能的强电低功耗产品，软件与硬件的配合决定着各自的性能是否能发挥到极致，而这也体现在整机产品到客户手上使用时能否更加稳定地运行。本文列举软硬件联调的6个典型问题，若碰到类似情况，可以让你更快速地定位问题所在。
1. 频繁按键操作导致宕机
原因：
a. 按键的上拉电阻阻值太小，在按键按下时会消耗较多的电流；如100K的上拉电阻在按键按下时，直接接地，3.3V供电时，其电流为30uA，而一个zigbee模块在休眠状态下所消耗的功率可以调到仅为10uA不到；
b. 按键操作让继电器同步响应，一个200mW继电器，5V供电时，一个动作切换需要消耗40mA电流，若频繁响应按键操作，则相当于不断地进行40mA的电流抽取。40mA对于开态、闭态的取电都是较大的电流损耗，容易造成电压下跌而宕机。
解决方法：
a. 增大上拉或下拉电阻，由于弱上下拉，注意预留下拉电容、软件做消抖处理；
b. 对按键做频繁开关的操作限制，如一个按键动作之后，300ms内不对按键做任何响应
2. 开关自带记忆功能，上电即宕机
原因：
有些开关产品，在上电时会直接操作继电器，由于继电器消耗的电流几十mA，开关上电时由于电压建立尚未稳定，此时抽取几十mA的电流会让电压出现瞬间的下跌，造成系统工作异常。
解决方法：
开关上电时，固件做延迟动作的逻辑，如上电后3s内屏蔽任何大电流的操作（继电器操作、搜网等）
3. 搜网情景下切换灯具状态时出现宕机
原因：
搜网状态下，以zigbee为例，通常联网模块所消耗的平均电流>5mA，WiFi则更大。若由开态切换至闭态时，如果闭态供电能力较弱则容易出现电压跌落而导致宕机；
解决方法：
a. 尽量在开态状态时才进行搜网动作；
b. 搜网动作时，延长相邻信道搜索间隔时间、缩短单一信道搜索时间
4. OTA升级宕机
原因：
OTA状态下，以zigbee为例，通常联网模块所消耗的平均电流>10mA，WiFi则更大。若由开态切换至闭态时，如果闭态供电能力较弱则容易出现电压跌落而导致宕机
解决方法：
OTA状态下，延长相邻信道搜索间隔时间、缩短单一信道搜索时间
5. 两路开关，操作一路灯具时，另外一路灯具微亮或突闪
原因：
针对继电器方案，继电器切换过程中有10-20ms的切换时间，若起始状态为开关，在触点切换为闭态时，在触点尚未吸合到另外一个状态时，此时电流会从另一路负载流过，导致该路负载出现突闪问题
解决方法：
尽量选用切换电流更小的磁保持继电器，操作继电器的IO口脉宽逼近继电器的最小切换时长，且继电器的驱动电流做一定限制，逼近继电器的最小切换电流
6.更难兼容的灯具方案
原因：
LED方案中，高压线性方案、阻容降压方案是最难兼容的灯具方案。高压线性中，LED相当于串联到线路中，通过开关管的放大区间进行平衡电压输入，电流线性流过LED；而阻容降压方案中，带有大电容集聚电能。这两种方案相比开关电源方案的LED，更小的电流也足以让这些方案的灯具很容易出现微亮的问题；
解决方法：
a.外挂安规电容到灯具两端，如0.33uf的安规电容（注意安装时的安全保障）；
b.若开关有指示灯，由于在难以兼容的灯具场景时，uA级别的电流都会有不同的兼容效果，因此尽量让指示灯的亮度更低甚至只有在开态的时候才进行亮灯指示。
当前网上关于单火技术的阐述资料较少，且90%依然停留在科普层面，自本篇开始，本公众号将连续更新7-8篇关于单火技术的系列文章，针对单火技术问题进行深入解析。