Οι έξυπνοι διακόπτες και τα βύσματα που βασίζονται σε Wi-Fi που μπορείτε να αγοράσετε περιέχουν ένα μηχανικό ρελέ που ενεργοποιείται όταν ο μικροελεγκτής λαμβάνει μια δυαδική είσοδο, όπως 0 ή 1, που συνήθως αποστέλλεται μέσω μιας εφαρμογής. Αυτές οι συσκευές σάς επιτρέπουν να ελέγχετε μόνο την κατάσταση ενεργοποίησης/απενεργοποίησης συσκευών, όπως ανεμιστήρα, κινητήρα ή φως. Εάν θέλετε επίσης να ελέγχετε την ταχύτητα ή τη φωτεινότητα της συνδεδεμένης συσκευής ή φορτίου με ρεύμα εναλλασσόμενου ρεύματος, θα χρειαστείτε έναν διακόπτη ρελέ στερεάς κατάστασης που βασίζεται σε TRIAC.

Σε αυτόν τον οδηγό DIY, θα κατασκευάσουμε μια μονάδα dimmer με έναν ανιχνευτή μηδενικής διέλευσης από την αρχή και θα τη χρησιμοποιήσουμε για να ελέγξουμε την κατάσταση ενεργοποίησης/απενεργοποίησης, την ταχύτητα και τη φωτεινότητα του συνδεδεμένου φορτίου AC.

Τι είναι ένας ανιχνευτής μηδενικής διέλευσης;

Ένας ανιχνευτής μηδενικής διασταύρωσης (ZCD) είναι ένας συγκριτής τάσης ή ένα κύκλωμα ανιχνευτή op-amp που χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της τάσης αλλάζει από το θετικό στο αρνητικό επίπεδο του σήματος ημιτονικού κύματος εναλλασσόμενου ρεύματος καθώς διασχίζει το μηδέν βολτ. Με λίγα λόγια, το κύκλωμα χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της μηδενικής διέλευσης του σήματος AC εισόδου.

instagram viewer

Το ZCD χρησιμοποιείται για την κατασκευή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων για μεταγωγή, μετρητή συχνοτήτων, μετρητές φάσης κ.λπ. Κάποιος μπορεί επίσης να χρησιμοποιήσει ένα κύκλωμα ανιχνευτή μηδενικού σταυρού και ένα ρελέ στερεάς κατάστασης που βασίζεται σε TRIAC με πλακέτες Wi-Fi που βασίζονται σε Arduino ή ESP8266 για τον έλεγχο της φάσης της τάσης AC.

Στις περισσότερες χώρες, η συχνότητα AC 50Hz (50 κύκλοι/δευτερόλεπτο) χρησιμοποιείται με τροφοδοσία 220-240V. Ωστόσο, μερικές χώρες, όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, χρησιμοποιούν ηλεκτρικό ρεύμα 120V 60Hz (60 κύκλοι/δευτερόλεπτο). Με κάθε κύκλο, το κύμα μηδενίζεται, οπότε ο μικροελεγκτής το ανιχνεύει και στη συνέχεια αλλάζει ή ενεργοποιεί το ρελέ στερεάς κατάστασης (TRIAC) σύμφωνα με τις απαιτήσεις.

Σε αντίθεση με ένα μηχανικό ρελέ, ένα ρελέ στερεάς κατάστασης που βασίζεται σε TRIAC είναι μια ηλεκτρονική συσκευή ισχύος ταχείας μεταγωγής και, επομένως, είναι η πλέον κατάλληλη για την κατασκευή ενός κυκλώματος dimmer.

Πράγματα που θα χρειαστείτε

Συγκεντρώστε τα παρακάτω εξαρτήματα για να δημιουργήσετε μια μονάδα ροοστάτη DIY AC με απομονωμένο ανιχνευτή μηδενικής διασταύρωσης.

  • NodeMCU ή D1 Mini
  • BT136 4A ή BT139 16A TRIAC (με βάση το φορτίο σας)
  • Οπτικοζεύκτης MOC3021
  • Οπτικοζεύκτης MCT2E ή 4N35
  • DB107 ανορθωτής γέφυρας
  • Αντίσταση 220Ω ¼ W
  • 2 x 10kΩ ¼ W αντιστάσεις
  • 2 x 100kΩ ¼ W αντιστάσεις
  • Βιδωτοί ακροδέκτες 2 x 2 ακίδων
  • Λωρίδα αρσενικού berg (προαιρετικά)
  • PCB γενικής χρήσης
  • Κολλητήρι και κολλητήρι
  • Καλώδια βραχυκυκλωτήρα (προαιρετικά, μπορείτε να κολλήσετε τα καλώδια απευθείας στο PCB)

Αυτά τα εξαρτήματα προορίζονται για μονάδα ροοστάτη DIY μονού καναλιού. Για να ελέγξετε περισσότερα φορτία, μπορείτε δημιουργήστε περισσότερα ρελέ στερεάς κατάστασης DIY και διασύνδεση με τον μικροελεγκτή.

Συνδέστε τα εξαρτήματα

Ανατρέξτε στο παρακάτω διάγραμμα κυκλώματος για να συνδέσετε και να διασυνδέσετε όλα τα εξαρτήματα σε μια πλακέτα PCB γενικής χρήσης για να δημιουργήσετε έναν ανιχνευτή μηδενικής διασταύρωσης. Χρησιμοποιήστε συγκολλητικό σίδερο και συγκολλήστε για να ασφαλίσετε όλες τις συνδέσεις, όπως φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Εάν δεν έχετε κολλήσει ποτέ πριν, μάθετε πώς να κολλήσετε με απλά έργα πριν ξεκινήσετε αυτό.

Ανατρέξτε στο παρακάτω διάγραμμα για την κατασκευή μιας μονάδας ρελέ στερεάς κατάστασης όπου θα συνδεθεί το φορτίο.

Αυτά τα κυκλώματα σας δείχνουν μια μονάδα ροοστάτη μονού καναλιού. Αυξάνοντας τα ρελέ στερεάς κατάστασης, μπορείτε να προσθέσετε και να ελέγξετε περισσότερο αριθμό συσκευών ή φορτία AC. Συνολικά, τα τελικά αποτελέσματα θα πρέπει να φαίνονται παρόμοια με τα παρακάτω. Είναι μια μονάδα dimmer 3 καναλιών με ανιχνευτή μηδενικής διασταύρωσης.

Μεταγλωττίστε το υλικολογισμικό AC Dimmer

Για να μεταγλωττίσετε το υλικολογισμικό για τη μονάδα για ασύρματο έλεγχο, θα χρειαστείτε α Ρύθμιση του Home Assistant σε Raspberry Pi (ή Docker) με το πρόσθετο ESPHome. Αφού ρυθμίσετε το Home Assistant και το ESPHome, ακολουθήστε αυτά τα βήματα για να μεταγλωττίσετε το υλικολογισμικό:

  1. Στο Home Assistant, μεταβείτε στο ESPHome και κάντε κλικ +Νέα Συσκευή > Να συνεχίσει.
  2. Πληκτρολογήστε το όνομα της συσκευής dimmer. Ονομάσαμε το δικό μας συμφωνική-ψύξη αφού θα το χρησιμοποιήσουμε για να ελέγξουμε τον ανεμιστήρα του ψυγείου και την ταχύτητα της αντλίας. Κάντε κλικ Επόμενο.
  3. Επιλέγω ESP8266 ή Επιλέξτε συγκεκριμένο πίνακα > D1 Mini και κάντε κλικ Επόμενο > Παραλείπω.
  4. Βρείτε τη συσκευή dimmer που δημιουργήθηκε πρόσφατα και κάντε κλικ Επεξεργασία.
  5. Στο παράθυρο του προγράμματος επεξεργασίας YAML, εισαγάγετε τα διαπιστευτήριά σας Wi-Fi: 
wifi:
 ssid: "Το WIFiSSID σας"
 Κωδικός πρόσβασης: "WiFi-Κωδικός πρόσβασης"

Στη συνέχεια, επικολλήστε τον παρακάτω κώδικα ακριβώς κάτω από το πύλη αιχμαλωσίας:

παραγωγή:
 - πλατφόρμα: ac_dimmer
 id: symphony_cooler
 gate_pin: D0
 zero_cross_pin:
 αριθμός: D2
 ελάχιστη_ισχύς: 70%
φως:
 - πλατφόρμα: μονόχρωμη
 έξοδος: symphony_cooler
 όνομα: Symphony Cooler

Αλλαξε το ταυτότητα: και όνομα: στον κωδικό σύμφωνα με τη συσκευή που θα ελέγχετε. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, μπορείτε επίσης να προσθέσετε περισσότερα ρελέ στερεάς κατάστασης για να ελέγξετε τη φωτεινότητα ή την ταχύτητα του φορτίου AC. Ο κώδικας πρέπει να μοιάζει με αυτό:

Η μονάδα που κατασκευάσαμε ελέγχει δύο κινητήρες, για την αντλία ψύξης και τον ανεμιστήρα του ψυγείου, έτσι τους ονομάσαμε ανάλογα. Μόλις ο κωδικός είναι έτοιμος, κάντε κλικ Αποθηκεύσετε > Εγκαθιστώ> Συνδέστε σε αυτόν τον υπολογιστή και μετά περιμένετε να ολοκληρωθεί η μεταγλώττιση του υλικολογισμικού. Μόλις μεταγλωττιστεί, κάντε κλικ Λήψη έργου για λήψη του μεταγλωττισμένου υλικολογισμικού.

Φλας το υλικολογισμικό AC Dimmer

Για να αναβοσβήσετε το υλικολογισμικό, πραγματοποιήστε λήψη και εκκινήστε το εργαλείο ESPHome Flasher. Στη συνέχεια, ακολουθήστε αυτά τα βήματα:

  1. Συνδέστε το NodeMCU ή το D1 Mini στον υπολογιστή ή στο Mac σας χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο micro USB.
  2. Κάντε κλικ Ξεφυλλίζω για να επιλέξετε το αρχείο υλικολογισμικού (.bin).
  3. Επίλεξε το COM θύρα όπου είναι συνδεδεμένος ο μικροελεγκτής και κάντε κλικ Flash ESP.
  4. Αφού αναβοσβήνει το υλικολογισμικό, η συσκευή θα επανεκκινηθεί και θα συνδεθεί στο δίκτυο WI-Fi και θα εμφανιστεί ως Σε σύνδεση στον πίνακα ελέγχου ESPHome.

Προσθήκη στοιχείων ελέγχου στον πίνακα ελέγχου Home Assistant

Στο Home Assistant (HA), μεταβείτε στο Ρυθμίσεις > Συσκευές και ενσωματώσεις και ακολουθήστε αυτά τα βήματα για να προσθέσετε στοιχεία ελέγχου στον πίνακα εργαλείων HA για τον έλεγχο των συσκευών AC.

  1. Υπό Ενσωματώσεις, βρείτε τις συσκευές που εντοπίστηκαν και κάντε κλικ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΤΕ > ΥΠΟΒΑΛΛΟΥΝ.
  2. Μετά την προσθήκη της συσκευής, η συσκευή θα εμφανίζεται στη λίστα ESPHome. Κάντε κλικ στη συσκευή και μετά κάντε κλικ 1 συσκευή.
  3. Κάντε κλικ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΣΤΟ ΤΑΜΠΛΟ, μετά επιλέξτε α Θέα και κάντε κλικ ΠΡΟΣΘΗΚΗ ΣΤΟ ΤΑΜΠΛΟ πάλι. Η συσκευή θα προστεθεί στον πίνακα εργαλείων.

Τώρα μπορείτε να ελέγξετε την ενεργοποίηση/απενεργοποίηση και την ταχύτητα/φωτεινότητα της συνδεδεμένης συσκευής AC.

Μπορείτε περαιτέρω να χρησιμοποιήσετε την ενσωμάτωση καρτών μανιταριών για να προσθέσετε όμορφες κάρτες για τις μονάδες dimmer σας.

Κάντε το σπίτι σας πιο έξυπνο

Σε αντίθεση με τους παραδοσιακούς έξυπνους διακόπτες, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν έξυπνο διακόπτη με δυνατότητα dimmable με πολλούς τρόπους. Για παράδειγμα, μπορείτε να ρυθμίσετε την αυτοματοποίηση στο Home Assistant για να αλλάζει τη φωτεινότητα του φωτός με βάση την ώρα της ημέρας ή να αρχίσει να μειώνεται η ένταση καθώς ενεργοποιείτε την έξυπνη τηλεόραση ή το σύστημα οικιακού κινηματογράφου.

Επιπλέον, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό το κύκλωμα ροοστάτη DIY για να κάνετε πιο έξυπνη οποιαδήποτε παραδοσιακή συσκευή φωτισμού ή AC. Το πιο σημαντικό, είναι φθηνότερο και πολύ πιο βολικό να κατασκευάσετε ένα. Μπορείτε να δημιουργήσετε αυτούς τους διακόπτες για να ελέγχετε ένα φορτίο 15W ή 4000W με βάση τις ανάγκες σας. Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να αλλάξετε μερικά εξαρτήματα, όπως το TRIAC.