نحوه ساخت سوئیچ کم نور وای فای هوشمند DIY

مدار دیمر DIY خود را با تشخیص تقاطع صفر بسازید تا هر دستگاه نور سنتی یا برق متناوب را هوشمندتر کنید.

سوئیچ‌ها و دوشاخه‌های هوشمند مبتنی بر Wi-Fi که می‌توانید بخرید حاوی یک رله مکانیکی هستند که زمانی فعال می‌شود که میکروکنترلر یک ورودی باینری مانند 0 یا 1 را دریافت می‌کند که معمولاً از طریق یک برنامه ارسال می‌شود. این دستگاه‌ها فقط به شما امکان می‌دهند وضعیت روشن/خاموش دستگاه‌هایی مانند فن، موتور یا چراغ را کنترل کنید. اگر همچنین می‌خواهید سرعت یا روشنایی دستگاه یا بار برق متصل شده AC را کنترل کنید، به یک سوئیچ رله حالت جامد مبتنی بر TRIAC نیاز دارید.

در این راهنمای DIY، ما یک ماژول دیمر با یک آشکارساز عبور صفر از ابتدا می‌سازیم و از آن برای کنترل وضعیت روشن/خاموش، سرعت و روشنایی بار AC متصل استفاده می‌کنیم.

آشکارساز عبور از صفر چیست؟

آشکارساز عبور از صفر (ZCD) یک مقایسه کننده ولتاژ یا یک مدار آشکارساز op-amp است که برای تشخیص تغییر ولتاژ از سطح مثبت به منفی سیگنال سینوسی جریان متناوب هنگام عبور از ولتاژ صفر استفاده می شود. به طور خلاصه، مدار برای تشخیص عبور از صفر سیگنال AC ورودی استفاده می شود.

ZCD برای ساخت مدارهای الکترونیکی برای سوئیچینگ، فرکانس شمار، فازمتر و غیره استفاده می شود. همچنین می توان از مدار آشکارساز ضربدر صفر و رله حالت جامد مبتنی بر TRIAC با بردهای Wi-Fi مبتنی بر آردوینو یا ESP8266 برای کنترل استفاده کرد. فاز ولتاژ AC

در اکثر کشورها، فرکانس AC 50 هرتز (50 سیکل در ثانیه) با منبع تغذیه 220-240 ولت استفاده می شود. با این حال، تعداد انگشت شماری از کشورها، مانند ایالات متحده، از برق اصلی 120 ولت 60 هرتز (60 سیکل در ثانیه) استفاده می کنند. با هر چرخه، موج به صفر می رسد، در این مرحله میکروکنترلر آن را تشخیص می دهد و سپس رله حالت جامد (TRIAC) را بر اساس نیاز سوئیچ یا فعال می کند.

برخلاف رله‌های مکانیکی، رله‌های حالت جامد مبتنی بر TRIAC یک دستگاه الکترونیکی قدرت سوئیچینگ سریع است و بنابراین برای ساخت مدار دیمر مناسب‌تر است.

چیزهایی که شما نیاز دارید

اجزای زیر را جمع آوری کنید تا یک ماژول دیمر DIY DIY با یک آشکارساز نقطه صفر ایزوله بسازید.

• NodeMCU یا D1 Mini
• BT136 4A یا BT139 16A TRIAC (بر اساس بار شما)
• کوپلر نوری MOC3021
• اپتوکوپلر MCT2E یا 4N35
• یکسو کننده پل DB107

• مقاومت 220Ω ¼ وات
• 2 x 10kΩ مقاومت ¼ W
• 2 مقاومت 100kΩ ¼ W
• 2 عدد ترمینال پیچ 2 پین
• نوار برگ نر (اختیاری)
• PCB همه منظوره
• لحیم کاری و لحیم کاری
• سیم های جامپر (اختیاری، می توانید سیم ها را مستقیماً به PCB لحیم کنید)

این اجزا برای یک ماژول دیمر DIY تک کاناله هستند. برای کنترل بارهای بیشتر، می توانید رله های حالت جامد DIY بیشتری بسازید و با میکروکنترلر ارتباط برقرار کنید.

کامپوننت ها را به هم وصل کنید

برای اتصال و اتصال همه اجزای یک برد PCB همه منظوره برای ساختن یک آشکارساز عبور صفر، به نمودار مدار زیر مراجعه کنید. همانطور که در نمودار زیر نشان داده شده است از یک آهن لحیم کاری و لحیم کاری برای محکم کردن تمام اتصالات استفاده کنید. اگر قبلاً لحیم کاری نکرده اید، قبل از شروع این کار، یاد بگیرید که چگونه با پروژه های ساده لحیم کاری کنید.

برای ساخت ماژول رله حالت جامد که در آن بار وصل می شود، به نمودار زیر مراجعه کنید.

این مدارها یک ماژول دیمر تک کاناله را به شما نشان می دهند. با افزایش رله های حالت جامد، می توانید تعداد بیشتری از لوازم خانگی یا بارهای AC را اضافه و کنترل کنید. به طور کلی، نتایج نهایی باید مشابه موارد زیر به نظر برسد. این یک ماژول دیمر 3 کانالی با آشکارساز عبور صفر است.

سفت‌افزار AC Dimmer را کامپایل کنید

برای کامپایل سفت‌افزار ماژول برای کنترل بی‌سیم، به یک راه‌اندازی Home Assistant روی Raspberry Pi (یا Docker) با افزونه ESPHome نیاز دارید. پس از راه‌اندازی Home Assistant و ESPHome، این مراحل را برای کامپایل سفت‌افزار دنبال کنید:

1. در Home Assistant، به ESPHome بروید و روی +New Device > Continue کلیک کنید.
2. نام دستگاه دیمر را تایپ کنید. ما نام خنک کننده سمفونی خود را گذاشتیم زیرا از آن برای کنترل فن خنک کننده و سرعت پمپ استفاده خواهیم کرد. روی Next کلیک کنید.
3. ESP8266 یا Pick specific board > D1 Mini را انتخاب کنید و روی Next > Skip کلیک کنید.
4. دستگاه دیمر تازه ایجاد شده را پیدا کنید و روی Edit کلیک کنید.
5. در پنجره ویرایشگر YAML، اعتبار Wi-Fi خود را وارد کنید:

wifi:
  ssid: "YourWIFiSSID"
  password: "WIFi-Password"

سپس کد زیر را درست در زیر پورتال captive قرار دهید:

output:
  - platform: ac_dimmer
    id: symphony_cooler
    gate_pin: D0
    zero_cross_pin:
      number: D2
    min_power: 70%

light:
  - platform: monochromatic
    output: symphony_cooler
    name: Symphony Cooler

id: و name: را در کد مطابق با دستگاهی که کنترل می کنید تغییر دهید. همانطور که قبلا ذکر شد، می‌توانید رله‌های حالت جامد بیشتری را برای کنترل روشنایی یا سرعت بار AC اضافه کنید. کد باید به شکل زیر باشد:

ماژولی که ما ساختیم دو موتور پمپ خنک کننده و فن کولر را کنترل می کند، بنابراین نام آنها را بر این اساس نامگذاری کردیم. پس از آماده شدن کد، روی Save > Install > Plug into this computer کلیک کنید و سپس منتظر بمانید تا کامپایل سیستم عامل تمام شود. پس از کامپایل، روی دانلود پروژه کلیک کنید تا سیستم عامل کامپایل شده را دانلود کنید.

فریمور AC Dimmer را فلش کنید

برای فلش کردن سیستم عامل، ابزار ESPHome Flasher را دانلود و اجرا کنید. سپس این مراحل را دنبال کنید:

1. NodeMCU یا D1 Mini را با استفاده از کابل micro USB به رایانه شخصی یا مک خود وصل کنید.
2. برای انتخاب فایل میان افزار (bin.) روی Browse کلیک کنید.
3. پورت COM محل اتصال میکروکنترلر را انتخاب کرده و روی Flash ESP کلیک کنید.
4. پس از فلش کردن سیستم عامل، دستگاه مجددا راه اندازی می شود و به شبکه وای فای متصل می شود و در داشبورد ESPHome به صورت آنلاین نشان داده می شود.

کنترل ها را به داشبورد دستیار خانه اضافه کنید

در Home Assistant (HA)، به Settings > Devices & Integrations بروید و این مراحل را دنبال کنید تا کنترل‌هایی را برای کنترل دستگاه‌های AC به داشبورد HA اضافه کنید.

1. در بخش ادغام، دستگاه های کشف شده را پیدا کنید و روی پیکربندی > ارسال کلیک کنید.
2. پس از افزودن دستگاه، دستگاه در لیست ESPHome قرار می گیرد. روی دستگاه کلیک کنید و سپس روی 1 دستگاه کلیک کنید.
3. روی افزودن به داشبورد کلیک کنید، سپس یک View را انتخاب کنید و دوباره روی افزودن به داشبورد کلیک کنید. دستگاه به داشبورد اضافه خواهد شد.

اکنون می توانید روشن/خاموش و سرعت/روشنایی دستگاه AC متصل را کنترل کنید.

همچنین می‌توانید از یکپارچه‌سازی کارت‌های قارچی برای افزودن کارت‌های زیبا به ماژول‌های کم نور خود استفاده کنید.

خانه خود را هوشمندتر کنید

برخلاف سوئیچ‌های هوشمند سنتی، می‌توانید از یک سوئیچ هوشمند قابل تنظیم به طرق مختلف استفاده کنید. به عنوان مثال، می‌توانید خودکارسازی را در Home Assistant تنظیم کنید تا روشنایی نور را بر اساس زمان روز تغییر دهد یا با روشن کردن تلویزیون هوشمند یا سیستم سینمای خانگی، کم‌نور شدن را شروع کنید.

علاوه بر این، می توانید از این مدار دیمر DIY برای هوشمندتر کردن هر نور سنتی یا دستگاه AC استفاده کنید. مهمتر از آن، ساخت آن ارزان‌تر و راحت‌تر است. شما می توانید این سوئیچ ها را برای کنترل بار 15 وات یا 4000 وات بر اساس نیاز خود بسازید. تنها کاری که باید انجام دهید این است که چند جزء مانند TRIAC را تغییر دهید.

منبع مقاله