Создание умного выключателя света

22

Я хочу сделать систему домашней автоматизации, и мне нужны некоторые управляемые компьютером коммутаторы. Причина, по которой я не могу использовать реле, состоит в том, что мне также нужно, чтобы переключатели переключались вручную, а не программно (потому что я не хочу, чтобы свет застревал в любом состоянии, в котором он находится в тот момент, когда работает программа, управляющая переключателями). врезаться). Однако я не уверен, каков канонический способ сделать что-то подобное.

Варианты, о которых я думал до сих пор:

  • Обычный выключатель с сервоприводом приклеен на спину
  • Переключатель, подключенный к микроконтроллеру (например, Arduino), который инвертирует сигнал каждый раз при переключении переключателя
  • Переключатель, который отправляет сообщения на подключенный к лампе микроконтроллер, сообщая ему об обратном состоянии выхода
Danya02
источник
2
Первый вариант, кажется, самый крутой вариант.
10 Ответов

Ответы:

8

Безусловно, самый простой способ - это купить существующий продукт, который достаточно открыт, чтобы вы могли использовать стандартный РЧ-модуль для управления им.

Это эквивалентно встроенному микроконтроллеру и коммутатору (что дает вам хорошую автономию), а также позволяет избежать проблем с внешним видом или сохранностью результата. Тогда вы, конечно, застряли в эфирном протоколе производителя, если не попробуете перепроектировать их прошивку на коммутаторах (которые, вероятно, будут сильно оптимизированы по стоимости).

Если вы используете переключатели LightWaveRF, все, что вам нужно, это передающий модуль за £ 1 433 МГц и Arduino или аналогичный для отправки протокола, описанного здесь . Эти переключатели обрабатывают всю сетевую изоляцию и обеспечивают емкостное сенсорное управление переключателем. Вы также можете использовать стандартный пульт дистанционного управления для подачи входных сигналов на концентратор управления, если вы используете приемный модуль. Поскольку доступно несколько каналов, вы можете использовать пульт дистанционного управления для ввода данных в концентратор и использовать концентратор для передачи команд на 2-й канал.

Модули 433 МГц легко перенастраивать, потому что протокол RF небезопасен. Все более сложное оставляет вас на произвол производителя, если прошивка не открыта

Шон Хулихейн
источник
Это хорошая идея, но я бы предпочел что-то с двойной связью, чтобы я мог программно изменить и получить статус коммутатора.
Danya02
Лучше всего отредактировать вопрос, который, я думаю, довольно сильно ограничивает вас текущими компонентами.
Шон Хоулихейн
1
Подумав больше, вы можете сделать это, если вы, как правило, отправляете запросы в концентратор и отправляете их. Отредактировал ответ (и я видел, как это было сделано с R-пи)
Шон Хулихейн
7

Если вам нужен полностью независимый коммутатор в случае сбоя микроконтроллера, вы можете подключить вентиль XOR к двум входам. Реле будет выключено, если оба входа одинаковы, и включено, если входы разные. Два входа:

  1. Штатный выключатель для ручного управления.
  2. Выход от MCU для автоматического или дистанционного управления.

Схема:

введите описание изображения здесь

Обычно переключатель должен быть разомкнут (вход B низкий, как на изображении выше), а N-FET управляется контактом MCU. Когда на выводе MCU низкий уровень, выход XOR выводит низкий уровень, потому что входы совпадают (оба имеют низкий уровень), и реле будет выключено. Когда вывод MCU высокий, реле будет включено, потому что входы разные.

Теперь, если MCU дает сбой и его вывод застрял в состоянии, то есть два случая:

  1. Вывод MCU застревает в высоком состоянии, и реле остается включенным. В этом случае переключатель даст вам возможность управлять реле следующим образом. Если переключатель разомкнут, то реле включается, а если переключатель замкнут, реле выключается.
  2. Контакт MCU застрял в низком состоянии. В этом случае открытый выключатель выключит реле, а закрытый включит его.

Вот симуляция, чтобы вы могли проверить механизм самостоятельно. Выводом GPIO MCU можно управлять дистанционно через Bluetooth, WiFi или уже упомянутый модуль 433 МГц или другую подходящую технологию.


Обновление запрошено OP:

Список 2 входов XOR ворот, доступных на Farnell, например. Вот конкретный из Texas Instruments, также доступный в Farnell.


Несколько замечаний о безопасности . Если вы решите переключить сетевое напряжение, то рекомендуется переключать провод горячей сети, а не нейтраль.

Лучше всего использовать реле SPDT, чтобы удостовериться, а также включить горячий и нейтральный режим.

введите описание изображения здесь

Вместо полевого МОП-транзистора вы можете использовать оптоизолятор, чтобы изолировать цифровую цепь и ручной выключатель от реле и сети.

Всегда используйте правильное уплотнение, не позволяйте открывать металлические поверхности. Имейте в виду, что работа с сетевым напряжением всегда очень опасна.

Бенс Кауликс
источник
Я думаю, что это может сработать, так как оно более электрическое и менее электронное. Я все еще должен проверить это, хотя. Для начала было бы неплохо выяснить, где взять ворота XOR как физический пакет, а не как метафорическую концепцию в электрических CAD-программах.
Danya02
@ Danya02 Хорошо, я обновил вопрос и добавил список ворот XOR от Farnell. Также поиск по логическим схемам / воротам в Digikey или Mouser приведет к аналогичным спискам.
Бенс Кауликс
1
Основная проблема с этой схемой - удобство использования. Переключатель должен быть физическим, но электрическое состояние устройства не соответствует физическому положению. Поэтому, войдя в темную комнату, вы можете ожидать, что вы включите переключатель «вверх», чтобы включить свет, но здесь это не так. Вот почему выключатели домашней автоматизации обычно являются устройствами мгновенного контакта и имеют физические переключатели возврата в нейтральное положение. В Leviton используется схема переключения «нажми на толкай / толкай», в Jasco используется качалка типа «толкать вверх / толкаешь-вниз-вниз», у Lutron - плоская панель типа толчок-вверх-толчок-вниз-вниз и т. Д.
Джон Детерс
@ Джон Детерс Да, это недостаток, и проблема существует. Например, у вас есть лестничное освещение, а внизу и вверху есть переключатель, вы должны переключаться. Кроме того, это просто простое решение, более сложные и сложные могут быть созданы, если нужно время.
Бенс Кауликс
3

Я считаю, что ваше первоначальное утверждение может быть ошибочным.

Причина, по которой я не могу использовать реле, заключается в том, что мне также нужно, чтобы переключатели переключались вручную

Почему бы просто не получить реле с ручным управлением?

Вот один доступный от Honeywell .

SeanJ
источник
Это была моя оригинальная идея, но я не смог найти никого из тех, кто был рядом со мной. Кроме того, я не хотел вручную переключать реле в автоматический режим после окончания использования ручного режима.
Danya02
1
Но ручное отключение отключает реле вообще.
leon.valencia
@ lynx0123 - это функциональность, которую ищет OP: «Мне также нужно, чтобы переключатели переключались вручную, а не программно (потому что я не хочу, чтобы свет застревал в любом состоянии, в котором он находится в тот момент, когда программа, управляющая переключателями) собирается потерпеть крах) "Я придумаю некоторые альтернативы позже сегодня.
SeanJ