Базираните на Wi-Fi интелигентни превключватели и щепсели, които можете да закупите, съдържат механично реле, което се активира, когато микроконтролерът получи двоичен вход, като 0 или 1, обикновено изпратен чрез приложение. Тези устройства ви позволяват само да контролирате състоянието на включване/изключване на устройства, като например вентилатор, двигател или светлина. Ако искате също да контролирате скоростта или яркостта на свързания променливотоков мрежов уред или товар, ще ви е необходим TRIAC-базиран полупроводников реле.

В това ръководство за „Направи си сам“ ще изградим модул за димер с детектор за преминаване през нула от нулата и ще го използваме, за да контролираме състоянието на включване/изключване, скоростта и яркостта на свързания AC товар.

Какво е детектор за преминаване през нула?

Детекторът за преминаване през нула (ZCD) е компаратор на напрежение или схема на детектор на операционни усилватели, използван за откриване на напрежението промяна от положителното към отрицателното ниво на синусоидалния сигнал на променлив ток, когато пресича нулата волта. Накратко, веригата се използва за откриване на преминаване през нула на входния AC сигнал.

instagram viewer

ZCD се използва за изграждане на електронни схеми за превключване, честотомер, фазомери и др. Може също да се използва схема на детектор с нулев кръст и TRIAC-базирано твърдотелно реле с базирани на Arduino или ESP8266 Wi-Fi платки за контрол на фазата на променливотоковото напрежение.

В повечето страни честотата на променлив ток 50Hz (50 цикъла/секунда) се използва с 220-240V захранване. Въпреки това, шепа страни, като Съединените щати, използват електрическа мрежа от 120V 60Hz (60 цикъла/секунда). С всеки цикъл вълната идва на нула, в който момент микроконтролерът я открива и след това превключва или задейства твърдотелното реле (TRIAC) според изискването.

За разлика от механичното реле, TRIAC-базирано твърдотелно реле е бързо превключващо захранващо електронно устройство и по този начин е най-подходящо за създаване на димерна верига.

Неща, от които ще се нуждаете

Съберете следните компоненти, за да изградите DIY AC димерен модул с изолиран детектор за преминаване през нула.

  • NodeMCU или D1 Mini
  • BT136 4A или BT139 16A TRIAC (въз основа на вашето натоварване)
  • Оптрон MOC3021
  • MCT2E или 4N35 оптрон
  • DB107 мостов токоизправител
  • 220Ω ¼ W резистор
  • 2 x 10kΩ ¼ W резистора
  • 2 x 100kΩ ¼ W резистора
  • 2 x 2-пинови винтови клеми
  • Мъжка берг лента (по избор)
  • Печатни платки с общо предназначение
  • Поялник и спойка
  • Джъмперни проводници (по избор, можете да запоявате проводници директно към печатна платка)

Тези компоненти са за едноканален DIY димер модул. За да контролирате повече натоварвания, можете изградете повече твърдотелни релета "Направи си сам". и интерфейс с микроконтролера.

Свържете компонентите

Обърнете се към следната електрическа схема, за да свържете и свържете всички компоненти на печатна платка с общо предназначение, за да изградите детектор за преминаване през нула. Използвайте поялник и спойка, за да закрепите всички връзки, както е показано на диаграмата по-долу. Ако никога преди не сте запоявали, научете как да запоявате с прости проекти преди да започнете това.

Вижте следната диаграма, за да изградите твърдотелен релеен модул, където ще бъде свързан товарът.

Тези схеми ви показват едноканален димерен модул. Чрез увеличаване на твърдотелните релета можете да добавяте и контролирате повече уреди или AC товари. Като цяло крайните резултати трябва да изглеждат подобни на следните. Това е 3-канален димерен модул с детектор за преминаване през нула.

Компилирайте фърмуера за димер за променлив ток

За да компилирате фърмуера за модула за безжично управление, ще ви трябва a Настройка на Home Assistant на Raspberry Pi (или Docker) с добавката ESPHome. След като настроите Home Assistant и ESPHome, следвайте тези стъпки, за да компилирате фърмуера:

  1. В Home Assistant отидете на ESPHome и щракнете +Ново устройство > продължи.
  2. Въведете името на устройството за димер. Нарекохме нашите симфония-охладител тъй като ще го използваме за управление на вентилатора на охладителя и скоростта на помпата. Щракнете върху Следващия.
  3. Изберете ESP8266 или Изберете конкретна дъска > D1 Мини и щракнете Следващия > Прескочи.
  4. Намерете новосъздаденото димерно устройство и щракнете Редактиране.
  5. В прозореца на редактора на YAML въведете вашите идентификационни данни за Wi-Fi: 
wifi:
 ssid: "Вашият WIFiSSID"
 парола: "WIFI-парола"

След това поставете следния код точно под задържан портал:

изход:
 - платформа: ac_dimmer
 ID: symphony_cooler
 gate_pin: D0
 Zero_cross_pin:
 номер: D2
 min_power: 70%
светлина:
 - платформа: монохромна
 изход: symphony_cooler
 име: Symphony Cooler

Променете документ за самоличност: и име: в кода според устройството, което ще контролирате. Както споменахме по-рано, можете също да добавите повече твърдотелни релета, за да контролирате яркостта или скоростта на натоварването на променлив ток. Кодът трябва да изглежда така:

Модулът, който направихме, управлява два мотора, за помпата на охладителя и вентилатора на охладителя, така че ги кръстихме съответно. След като кодът е готов, щракнете Запазете > Инсталирай> Включете в този компютър и след това изчакайте фърмуера да завърши компилирането. Веднъж компилиран, щракнете Изтеглете проект за да изтеглите компилирания фърмуер.

Флаширайте фърмуера на AC димера

За да обновите фърмуера, изтеглете и стартирайте инструмента ESPhome Flasher. След това изпълнете следните стъпки:

  1. Свържете NodeMCU или D1 Mini към вашия компютър или Mac с помощта на микро USB кабел.
  2. Щракнете върху Прегледайте за да изберете файла на фърмуера (.bin).
  3. Изберете COM порт, където е свързан микроконтролерът и щракнете Flash ESP.
  4. След мигане на фърмуера, устройството ще се рестартира и ще се свърже с WI-Fi мрежата и ще се покаже като онлайн в таблото за управление на ESPhome.

Добавете контроли към таблото за управление на Home Assistant

В Home Assistant (HA) отидете на Настройки > Устройства и интеграции и следвайте тези стъпки, за да добавите контроли към таблото за управление на HA за управление на AC устройствата.

  1. Под Интеграции, намерете откритите устройства и щракнете КОНФИГУРИРАНЕ > ИЗПРАЩАНЕ.
  2. След добавяне на устройството, устройството ще бъде изброено под ESPhome. Щракнете върху устройството и след това щракнете 1 устройство.
  3. Щракнете върху ДОБАВЯНЕ КЪМ ТАБЛОТО, след това изберете a Преглед и щракнете ДОБАВЯНЕ КЪМ ТАБЛОТО отново. Устройството ще бъде добавено към таблото.

Вече можете да контролирате включване/изключване и скорост/яркост на свързаното AC устройство.

Можете допълнително да използвате интегрирането на карти с гъби, за да добавите красиво изглеждащи карти за вашите димерни модули.

Направете дома си по-умен

За разлика от традиционните интелигентни превключватели, можете да използвате интелигентен превключвател с възможност за затъмняване по много начини. Например, можете да настроите автоматизация в Home Assistant, за да промените яркостта на светлината въз основа на часа от деня или да започнете да затъмнявате, докато включвате вашия смарт телевизор или система за домашно кино.

Освен това можете да използвате тази DIY димерна схема, за да направите всяко традиционно светлинно или променливотоково устройство по-интелигентно. По-важното е, че е по-евтино и много по-удобно да се изгради. Можете да изградите тези превключватели, за да контролирате натоварване от 15W или 4000W според вашите нужди. Всичко, което трябва да направите, е да смените няколко компонента, като TRIAC.