ТЗ на разработку согласования уровней для ESP32

[MarkT]

Данное ТЗ предназначено для знакомых мне разработчиков, которые просматривают данный форум.
В рамках проекта "умный холодильник", для сбора телеметрии, необходимо разработать согласование уровней, которые отображены в ТЗ ниже:


Техническое задание (ТЗ) на разработку устройства согласования уровней для ESP32
Разработать компактное устройство (плата или модуль) для двух независимых функций: имитации нажатия кнопки брелока и мониторинга состояния двери холодильника. Устройство подключается напрямую к ESP32 (3.3 В логика), обеспечивает гальваническую развязку, безопасность при 220 В AC и малый ток потребления (<50 мА). Питание от 3.3 В ESP32 или внешнего 5 В.

Задача 1: Имитация нажатия кнопки брелока
Требования к входу

• Сигнал от GPIO ESP32: импульс 3.3 В (HIGH), длительностью 500 мс, логический 0 В (LOW) — покой.

Требования к выходу

• Два вывода (A, B) для припайки вместо кнопки брелока.

• HIGH на входе: КЗ между A и B на 500 мс (имитация нажатия, сопротивление <1 Ом).

• LOW на входе: бесконечное сопротивление (>10 МОм) между A и B.

Логика
Состояние ESP32 Состояние контактов A-B
0 В (LOW) Разомкнуто
3.3 В (HIGH) Замкнуто (~500 мс)

Рекомендуемая реализация
Оптопара PC817 или TLP621: вход 3.3 В через резистор 220 Ом на LED, выходной фототранзистор с подтяжкой (если нужно) или прямое КЗ. Макс. ток через контакты: 50 мА.

Задача 2: Мониторинг состояния двери холодильника

Требования к входу

• Контакт выключателя двери в цепи 220 В AC (50 Гц), нагрузка — LED-подсветка малой мощности (<1 Вт).

• Дверь закрыта: разомкнут (нет 220 В).

• Дверь открыта: замкнут (220 В AC через подсветку).

Требования к выходу
GPIO ESP32: 0 В (LOW) — дверь закрыта; 3.3 В (HIGH) — дверь открыта.

Гальваническая развязка >1 кВ, защита от 220 В AC.

Логика
Состояние двери Контакт 220 В Выход на ESP32
Закрыта Разомкнут 0 В (LOW)
Открыта Замкнут 3.3 В (HIGH)

Рекомендуемая реализация
Детектор AC 220 В на оптопаре (MOC3021 или PC817 с RC-сетью): серия резистор 100 кОм + конденсатор 0.1 мкФ параллельно контакту, затем оптопара. Выход — подтяжка к 3.3 В через 10 кОм. Безопасно, без вмешательства в цепь подсветки.

Общие требования

- Размеры: <30x30 мм, SMD-компоненты.
- Питание: 5 В от ESP32, ток <20 мА.
- Подключение: пины для контактов кнопки/двери; GPIO-пины для ESP32.

Рассматривается возможность сборки устройства методом навесного монтажа с пайкой либо с использованием универсальных монтажных плат.