Dokonywanie inteligentnego włącznika światła

22

Chcę stworzyć system automatyki domowej i potrzebuję przełączników sterowanych komputerowo. Powodem, dla którego nie mogę używać przekaźników jest to, że potrzebuję przełączników, które można przełączać ręcznie, a nie programowo (ponieważ nie chcę, aby światło utknęło w jakimkolwiek stanie w momencie, gdy program sterujący przełącznikami się uruchomi do awarii). Nie jestem jednak pewien, jaki jest kanoniczny sposób na zrobienie czegoś takiego.

Opcje, o których do tej pory myślałem:

Zwykły przełącznik z serwomechanizmem przyklejonym taśmą z tyłu
Przełącznik podłączony do mikrokontrolera (takiego jak Arduino), który odwraca sygnał za każdym razem, gdy przełącznik jest przełączany
Przełącznik, który wysyła komunikaty do mikrokontrolera podłączonego do lampy, informując go o odwróceniu stanu wyjścia

smart-home hardware microcontrollers

— Danya02
źródło

2

Pierwsza opcja wydaje się być najfajniejszą opcją.

— 10 odpowiedzi

8

Zdecydowanie najłatwiejszą drogą jest zakup istniejącego produktu, który jest wystarczająco otwarty, aby można go było kontrolować za pomocą standardowego modułu RF.

Jest to równoważne z wbudowaniem MCU i przełącznika (co zapewnia dobrą autonomię), a także pozwala uniknąć problemów z wyglądem lub bezpieczeństwem wyniku. Oczywiście wtedy utkniesz z protokołem nadawanym przez producenta, chyba że spróbujesz przebudować jego oprogramowanie na przełącznikach (które prawdopodobnie będą mocno zoptymalizowane pod względem kosztów).

Jeśli używasz przełączników LightWaveRF, wszystko czego potrzebujesz to moduł transmisji 1 433 MHz oraz arduino lub podobny do wysłania opisanego tutaj protokołu . Przełączniki te obsługują całą izolację sieci i zapewniają pojemnościowe sterowanie dotykowe na przełączniku. Możesz także użyć standardowego pilota zdalnego sterowania, aby wprowadzić dane do swojego centrum sterowania, jeśli używasz modułu odbiorczego. Ponieważ dostępnych jest kilka kanałów, możesz użyć pilota do wprowadzenia danych do koncentratora i użyć koncentratora do przekazania poleceń na drugim kanale.

Moduły 433 MHz można łatwo zmienić, ponieważ protokół RF jest niepewny. Wszystko bardziej wyrafinowane pozostawia na łasce producenta, chyba że oprogramowanie układowe jest otwarte

— Sean Houlihane
źródło

To dobry pomysł, ale wolałbym coś z podwójną komunikacją, taką, że mogę programowo zmienić i uzyskać status przełącznika.

— Danya02,

Najlepiej edytuj pytanie, które, jak sądzę, bardzo cię ogranicza z obecnymi komponentami.

— Sean Houlihane,

1

Myśląc więcej, możesz to zrobić, jeśli generalnie wysyłasz żądania do koncentratora i przekazujesz je. Zredagowałem odpowiedź (i widziałem, jak to zrobiono z R-pi)

— Sean Houlihane,

7

Jeśli chcesz całkowicie niezależny przełącznik na wypadek awarii mikrokontrolera, możesz podłączyć bramkę XOR dla dwóch wejść. Przekaźnik będzie wyłączony, gdy oba wejścia będą takie same, i włączony, jeśli wejścia będą różne. Dwa wejścia to:

Zwykły przełącznik do sterowania ręcznego.
Wyjście z MCU do automatycznego lub zdalnego sterowania.

Obwód:

Zwykle przełącznik powinien być otwarty (wejście B jest niskie, jak na powyższym obrazku), a N-FET jest napędzany przez pin MCU. Kiedy pin MCU jest niski, wtedy brama XOR wysyła niski sygnał, ponieważ wejścia pasują (oba niskie), a przekaźnik zostanie wyłączony. Gdy pin MCU jest wysoki, przekaźnik zostanie włączony, ponieważ wejścia są różne.

Teraz, jeśli MCU ulega awarii, a jego pin utknie w stanie, są dwa przypadki:

Pin MCU blokuje się w stanie wysokim, a przekaźnik pozostaje włączony. W takim przypadku przełącznik da ci możliwość sterowania przekaźnikiem w następujący sposób. Jeśli przełącznik jest otwarty, przekaźnik zostanie włączony, a jeśli przełącznik zostanie zamknięty, przekaźnik się wyłączy.
Pin MCU utknie w stanie niskim. W takim przypadku otwarty przełącznik wyłączy przekaźnik, a zamknięty włączy go.

Oto symulacja, dzięki której możesz sam sprawdzić mechanizm. Pin GPIO MCU może być sterowany zdalnie przez Bluetooth, WiFi lub wspomniany już moduł 433 MHz lub inną odpowiednią technologię.

Aktualizacja wymagana przez OP:

Lista 2 wejściowych bram XOR dostępnych na przykład w Farnell. Oto jeden z Texas Instruments, dostępny również w Farnell.

Kilka uwag na temat bezpieczeństwa . Jeśli zdecydujesz się zmienić napięcie sieciowe, zaleca się zamianę gorącego przewodu sieciowego zamiast przewodu zerowego.

Najlepiej byłoby użyć przekaźnika SPDT, aby upewnić się i przełączyć również gorący i neutralny.

Zamiast MOSFET można użyć optoizolatora do odizolowania obwodu cyfrowego i ręcznego przełączenia od przekaźnika i sieci.

Zawsze używaj właściwego uszczelnienia, nie otwieraj gołych metalowych powierzchni. Pamiętaj, że radzenie sobie z napięciem sieciowym jest zawsze bardzo niebezpieczne.

— Bence Kaulics
źródło

Myślę, że to może zadziałać, ponieważ jest bardziej elektryczne i mniej elektroniczne. Nadal jednak muszę to przetestować. Na początek, zastanawianie się, gdzie zdobyć bramę XOR jako pakiet fizyczny, a nie jako metaforyczną koncepcję w elektrycznych programach CAD, byłoby miło.

— Danya02,

@ Danya02 Dobra uwaga, zaktualizowałem pytanie i dodałem listę bram XOR z Farnell. Przeszukanie logicznych układów / bramek w Digikey lub Mouser dałoby podobne listy.

— Bence Kaulics,

1

Głównym problemem z tym obwodem jest użyteczność. Przełącznik musi być przełącznikiem fizycznym, ale stan elektryczny urządzenia nie odpowiada położeniu fizycznemu. Wchodząc do ciemnego pokoju, możesz spodziewać się przesunięcia przełącznika w górę, aby włączyć światło, ale tutaj tak nie jest. Dlatego przełączniki automatyki domowej są zwykle urządzeniami kontaktowymi chwilowymi i mają fizyczne przełączniki powrotu do położenia neutralnego. Leviton używa schematu przełączania typu push-on / push-off, Jasco używa przełącznika typu push-top-on / push-bottom-off, Lutron ma płaski panel push-top-on / push-bottom-off itp.

— John Deters

@John Deters Tak, to jest wada, problem też istnieje. Na przykład masz oświetlenie schodów, a na dole i na górze jest przełącznik, musisz przełączyć. Jest to również proste rozwiązanie, można stworzyć więcej skomplikowanych i wyrafinowanych rozwiązań, jeśli zajmie to trochę czasu.

— Bence Kaulics,

3

Uważam, że twoje oryginalne oświadczenie może być wadliwe.

Powodem, dla którego nie mogę używać przekaźników, jest to, że potrzebuję również przełączników, aby można je było przełączać ręcznie

Dlaczego nie uzyskać przekaźnika z ręcznym przełączaniem?

Oto jeden z honeywell .

— SeanJ
źródło

To był mój oryginalny pomysł, ale nie mogłem znaleźć nikogo w pobliżu. Nie chciałem też ręcznie przełączać przekaźnika w tryb automatyczny po zakończeniu korzystania z trybu ręcznego.

— Danya02

1

Ale ręczne obejście całkowicie wyłącza przekaźnik.

— leon.valencia

@ lynx0123 to jest funkcjonalność, której szuka OP ", że potrzebuję też przełączników, aby można je było przełączać ręcznie, a nie programowo (ponieważ nie chcę, aby światło utknęło w jakimkolwiek stanie w momencie, gdy program sterujący przełącznikami się rozbije) „Później wymyślę jakieś alternatywy.

— SeanJ