De Wi-Fi-baserede smarte kontakter og stik, du kan købe, indeholder et mekanisk relæ, der aktiveres, når mikrocontrolleren modtager et binært input, såsom 0 eller 1, som normalt sendes via en app. Disse enheder giver dig kun mulighed for at kontrollere tænd/sluk-status for enheder, såsom en ventilator, motor eller lys. Hvis du også vil kontrollere hastigheden eller lysstyrken på det tilsluttede AC-netapparat eller belastning, skal du bruge en TRIAC-baseret solid-state relækontakt.

I denne gør-det-selv-guide vil vi bygge et lysdæmpermodul med en nulkrydsdetektor fra bunden og bruge den til at styre tænd/sluk-status, hastighed og lysstyrke af den tilsluttede AC-belastning.

Hvad er en nulkrydsningsdetektor?

En nulkrydsdetektor (ZCD) er en spændingskomparator eller et op-amp detektorkredsløb, der bruges til at detektere spændingen skifte fra det positive til det negative niveau af vekselstrøms sinusbølgesignalet, når det krydser nul volt. I en nøddeskal bruges kredsløbet til at detektere nulgennemgangen af ​​input AC-signalet.

instagram viewer

ZCD bruges til opbygning af elektroniske kredsløb til switching, frekvenstæller, fasemålere mv. Man kan også bruge et nulkrydsdetektorkredsløb og et TRIAC-baseret solid-state relæ med Arduino eller ESP8266-baserede Wi-Fi-kort til at styre fasen af ​​AC-spændingen.

I de fleste lande bruges 50Hz (50 cyklusser/sekund) AC-frekvens med en 220-240V forsyning. En håndfuld lande, såsom USA, bruger dog 120V 60Hz (60 cyklusser/sekund) netstrøm. Med hver cyklus kommer bølgen til nul, på hvilket tidspunkt mikrocontrolleren registrerer den og derefter skifter eller udløser solid-state relæet (TRIAC) i henhold til kravet.

I modsætning til et mekanisk relæ er et TRIAC-baseret solid-state relæ en hurtig-switchende effekt elektronisk enhed og dermed bedst egnet til at lave et lysdæmperkredsløb.

Ting du får brug for

Saml følgende komponenter for at bygge et DIY AC-dæmpermodul med en isoleret nulgennemgangsdetektor.

  • NodeMCU eller D1 Mini
  • BT136 4A eller BT139 16A TRIAC (baseret på din belastning)
  • MOC3021 optokobler
  • MCT2E eller 4N35 optokobler
  • DB107 broensretter
  • 220Ω ¼ W modstand
  • 2 x 10kΩ ¼ W modstande
  • 2 x 100kΩ ¼ W modstande
  • 2 x 2-polede skrueterminaler
  • Mandlige bergstrip (valgfrit)
  • Generelle PCB
  • Loddekolbe og lodde
  • Jumper ledninger (valgfrit, du kan lodde ledninger direkte til PCB)

Disse komponenter er til et enkelt-kanals gør-det-selv-dæmpermodul. For at kontrollere flere belastninger kan du byg flere gør-det-selv solid-state relæer og interface med mikrocontrolleren.

Tilslut komponenterne

Se følgende kredsløbsdiagram for at forbinde og forbinde alle komponenterne på et printkort til generelle formål for at bygge en nulgennemgang detektor. Brug en loddekolbe og loddekolbe til at sikre alle forbindelser, som vist i diagrammet nedenfor. Hvis du aldrig har loddet før, lære at lodde med simple projekter før du starter dette.

Se følgende diagram for at bygge et solid-state relæmodul, hvor belastningen skal tilsluttes.

Disse kredsløb viser dig et enkelt-kanals lysdæmpermodul. Ved at øge solid-state relæerne kan du tilføje og kontrollere flere apparater eller AC-belastninger. Overordnet set bør slutresultaterne se ud som følgende. Det er et 3-kanals lysdæmpermodul med en nulgennemgangsdetektor.

Kompiler AC Dimmer-firmwaren

For at kompilere firmwaren til modulet til trådløs styring skal du bruge en Home Assistant-opsætning på en Raspberry Pi (eller Docker) med ESPHome-tilføjelsen. Når du har konfigureret Home Assistant og ESPHome, skal du følge disse trin for at kompilere firmwaren:

  1. I Home Assistant skal du gå til ESPHome og klikke +Ny enhed > Blive ved.
  2. Indtast navnet på lysdæmperenheden. Vi navngav vores symfoni-køler da vi vil bruge det til at styre kølerblæseren og pumpehastigheden. Klik Næste.
  3. Vælg ESP8266 eller Vælg et specifikt bord > D1 Mini og klik Næste > Springe.
  4. Find den nyoprettede lysdæmperenhed, og klik Redigere.
  5. Indtast dine Wi-Fi-legitimationsoplysninger i YAML-editorvinduet: 
trådløst internet:
 ssid: "Dit WIFISSID"
 adgangskode: "WiFi-adgangskode"

Indsæt derefter følgende kode lige under captive portal:

produktion:
 - platform: ac_dimmer
 id: symphony_cooler
 gate_pin: D0
 zero_cross_pin:
 nummer: D2
 min_power: 70 %
lys:
 - platform: monokromatisk
 output: symphony_cooler
 navn: Symphony Cooler

Skift id: og navn: i koden i henhold til den enhed, du vil styre. Som tidligere nævnt kan du også tilføje flere solid-state relæer for at kontrollere lysstyrken eller hastigheden af ​​AC-belastningen. Koden skal se sådan ud:

Modulet, vi lavede, styrer to motorer, til kølepumpen og køleventilatoren, så vi navngav dem derefter. Når koden er klar, skal du klikke Gemme > Installere> Tilslut denne computer og vent derefter på, at firmwaren er færdig med kompileringen. Når det er kompileret, klik Download projekt for at downloade den kompilerede firmware.

Flash AC Dimmer-firmwaren

For at flashe firmwaren skal du downloade og starte ESPHome Flasher-værktøjet. Følg derefter disse trin:

  1. Tilslut NodeMCU eller D1 Mini til din pc eller Mac ved hjælp af et mikro-USB-kabel.
  2. Klik Gennemse for at vælge firmwarefilen (.bin).
  3. Vælg KOM port, hvor mikrocontrolleren er tilsluttet, og klik Flash ESP.
  4. Efter at have blinket firmwaren, genstarter enheden og forbinder til WI-Fi-netværket og vises som online i ESPHome-dashboardet.

Tilføj kontrolelementer til Home Assistant Dashboard

I Home Assistant (HA) skal du gå til Indstillinger > Enheder og integrationer og følg disse trin for at tilføje kontroller til HA-dashboard til styring af AC-enhederne.

  1. Under Integrationer, find de opdagede enheder og klik KONFIGURER > INDSEND.
  2. Efter tilføjelse af enheden vil enheden blive opført under ESPHome. Klik på enheden og klik derefter 1 enhed.
  3. Klik TILFØJ TIL DASHBOARD, og vælg derefter en Udsigt og klik TILFØJ TIL DASHBOARD igen. Enheden vil blive tilføjet til dashboardet.

Du kan nu styre tænd/sluk og hastighed/lysstyrke på den tilsluttede AC-enhed.

Du kan yderligere bruge svampekort-integration til at tilføje smukt udseende kort til dine lysdæmpermoduler.

Gør dit hjem smartere

I modsætning til traditionelle smart switches kan du bruge en dæmpbar smart switch på mange måder. For eksempel kan du indstille automatisering i Home Assistant til at ændre lysets lysstyrke baseret på tidspunktet på dagen eller begynde at dæmpe, når du tænder for dit smart-tv eller hjemmebiografsystem.

Derudover kan du bruge dette DIY-dæmperkredsløb til at gøre enhver traditionel lys- eller AC-enhed smartere. Endnu vigtigere er det billigere og meget mere bekvemt at bygge en. Du kan bygge disse switche til at styre en 15W eller 4000W belastning baseret på dine behov. Alt du skal gøre er at ændre nogle få komponenter, såsom TRIAC.