Ostettavissa olevat Wi-Fi-pohjaiset älykytkimet ja pistokkeet sisältävät mekaanisen releen, joka aktivoituu, kun mikro-ohjain vastaanottaa binääritulon, kuten 0 tai 1, joka lähetetään yleensä sovelluksen kautta. Näillä laitteilla voit ohjata vain laitteiden, kuten tuulettimen, moottorin tai valon, päälle/pois-tilaa. Jos haluat myös ohjata kytketyn verkkovirtalaitteen tai kuorman nopeutta tai kirkkautta, tarvitset TRIAC-pohjaisen puolijohderelekytkimen.

Tässä tee-se-itse-oppaassa rakennamme alusta alkaen himmennysmoduulin, jossa on nollapisteen ilmaisin, ja käytämme sitä kytketyn vaihtovirtakuorman on/off-tilan, nopeuden ja kirkkauden ohjaamiseen.

Mikä on nollapisteen ilmaisin?

ZCD (zero-crossing detector) on jännitevertailija tai operaatiovahvistimen ilmaisinpiiri, jota käytetään jännitteen havaitsemiseen vaihtuu vaihtovirran siniaaltosignaalin positiivisesta negatiiviseen tasoon, kun se ylittää nollan volttia. Lyhyesti sanottuna piiriä käytetään havaitsemaan tulon AC-signaalin nollan ylitys.

ZCD: tä käytetään elektronisten piirien rakentamiseen kytkentää, taajuuslaskuria, vaihemittareita jne. Vaihtojännitteen vaiheen ohjaamiseen voidaan käyttää myös nollaristitunnistinpiiriä ja TRIAC-pohjaista puolijohderelettä Arduino- tai ESP8266-pohjaisilla Wi-Fi-korteilla.

Useimmissa maissa 50 Hz (50 jaksoa/sekunti) AC-taajuutta käytetään 220-240 V jännitteen kanssa. Kuitenkin muutama maa, kuten Yhdysvallat, käyttää 120 V 60 Hz (60 jaksoa/sekunti) verkkovirtaa. Jokaisella jaksolla aalto nollautuu, jolloin mikro-ohjain havaitsee sen ja sitten kytkee tai laukaisee puolijohdereleen (TRIAC) vaatimusten mukaisesti.

Toisin kuin mekaaninen rele, TRIAC-pohjainen puolijohderele on nopeasti kytkeytyvä tehoelektroniikkalaite, joten se soveltuu parhaiten himmennyspiirin tekemiseen.

Asioita, joita tarvitset

Kerää seuraavat komponentit rakentaaksesi DIY AC -himmenninmoduulin, jossa on eristetty nollapisteen ilmaisin.

  • NodeMCU tai D1 Mini
  • BT136 4A tai BT139 16A TRIAC (kuormasi mukaan)
  • MOC3021 optoerotin
  • MCT2E tai 4N35 optoerotin
  • DB107 siltatasasuuntaaja
  • 220Ω ¼ W vastus
  • 2 x 10kΩ ¼ W vastukset
  • 2 x 100kΩ ¼ W vastukset
  • 2 x 2-napainen ruuviliitin
  • Male berg -kaistale (valinnainen)
  • Yleiskäyttöinen piirilevy
  • Juotosrauta ja juotos
  • Hyppyjohdot (valinnainen, voit juottaa johdot suoraan piirilevyyn)

Nämä komponentit on tarkoitettu yksikanavaiselle DIY-himmenninmoduulille. Voit hallita enemmän kuormia rakentaa lisää DIY puolijohdereleitä ja liitäntä mikro-ohjaimen kanssa.

Liitä komponentit

Katso seuraavaa piirikaaviota liittääksesi ja liittääksesi kaikki yleiskäyttöisen piirilevyn komponentit nollapisteen ilmaisimen rakentamiseksi. Käytä juotosrautaa ja juotetta kaikkien liitäntöjen kiinnittämiseen alla olevan kaavion mukaisesti. Jos et ole koskaan ennen juottanut, oppia juottamaan yksinkertaisilla projekteilla ennen tämän aloittamista.

Katso seuraava kaavio rakentaaksesi puolijohderelemoduulin, johon kuorma liitetään.

Nämä piirit näyttävät yksikanavaisen himmenninmoduulin. Lisäämällä puolijohdereleitä voit lisätä ja ohjata enemmän laitteita tai vaihtovirtakuormia. Kaiken kaikkiaan lopputulosten pitäisi näyttää seuraavanlaisilta. Se on 3-kanavainen himmennysmoduuli, jossa on nollapisteen ilmaisin.

Kääntää AC Dimmer -laiteohjelmiston

Langattoman ohjauksen moduulin laiteohjelmiston kääntämiseksi tarvitset a Home Assistantin asetukset Raspberry Pi: ssä (tai Docker) ESPHome-lisäosan kanssa. Kun olet määrittänyt Home Assistantin ja ESPHomen, noudata näitä ohjeita laiteohjelmiston kääntämiseksi:

  1. Siirry Home Assistantissa ESPHomeen ja napsauta +Uusi laite > Jatkaa.
  2. Kirjoita himmennyslaitteen nimi. Nimesimme omamme sinfonia-jäähdytin koska käytämme sitä jäähdyttimen tuulettimen ja pumpun nopeuden ohjaamiseen. Klikkaus Seuraava.
  3. Valitse ESP8266 tai Valitse tietty lauta > D1 Mini ja napsauta Seuraava > Ohita.
  4. Etsi äskettäin luotu himmennyslaite ja napsauta Muokata.
  5. Kirjoita YAML-editori-ikkunaan Wi-Fi-kirjautumistietosi: 
wifi:
 ssid: "WiFiSSID"
 Salasana: "WIFI-salasana"

Liitä sitten seuraava koodi alle captive portal:

lähtö:
 - alusta: ac_dimmer
 id: symphony_cooler
 gate_pin: D0
 zero_cross_pin:
 numero: D2
 min_teho: 70 %
valo:
 - alusta: yksivärinen
 lähtö: symphony_cooler
 Nimi: Symphony Cooler

Muuta id: ja nimi: ohjattavan laitteen koodissa. Kuten aiemmin mainittiin, voit myös lisätä enemmän puolijohdereleitä ohjaamaan vaihtovirtakuorman kirkkautta tai nopeutta. Koodin pitäisi näyttää tältä:

Valmistamamme moduuli ohjaa kahta moottoria, jäähdytinpumppua ja tuuletinta, joten nimesimme ne vastaavasti. Kun koodi on valmis, napsauta Tallentaa > Asentaa> Kytke tähän tietokoneeseen ja odota sitten, että laiteohjelmisto lopettaa kääntämisen. Kun olet koottu, napsauta Lataa projekti ladataksesi käännetyn laiteohjelmiston.

Flash AC Dimmer Firmware

Päivitä laiteohjelmisto lataamalla ja käynnistämällä ESPHome Flasher -työkalu. Toimi sitten seuraavasti:

  1. Liitä NodeMCU tai D1 Mini PC- tai Mac-tietokoneeseen mikro-USB-kaapelilla.
  2. Klikkaus Selaa valitaksesi laiteohjelmistotiedoston (.bin).
  3. Valitse COM porttiin, johon mikro-ohjain on kytketty, ja napsauta Flash ESP.
  4. Laiteohjelmiston vilkkumisen jälkeen laite käynnistyy uudelleen ja muodostaa yhteyden WI-Fi-verkkoon ja näkyy muodossa verkossa ESPHome-hallintapaneelissa.

Lisää säätimet Home Assistant -hallintapaneeliin

Siirry Home Assistantissa (HA) kohtaan Asetukset > Laitteet ja integraatiot ja seuraa näitä ohjeita lisätäksesi ohjaimia HA-kojelautaan AC-laitteiden ohjaamiseksi.

  1. Alla Integraatiot, etsi löydetyt laitteet ja napsauta MÄÄRITÄ > LÄHETÄ.
  2. Kun olet lisännyt laitteen, laite näkyy luettelossa ESPHome. Napsauta laitetta ja napsauta sitten 1 laite.
  3. Klikkaus LISÄÄ KÄYTTÖPANEELIINja valitse sitten a Näytä ja napsauta LISÄÄ KÄYTTÖPANEELIIN uudelleen. Laite lisätään kojelautaan.

Voit nyt ohjata kytketyn vaihtovirtalaitteen päälle/pois ja nopeutta/kirkkautta.

Voit edelleen käyttää sienikorttien integrointia lisätäksesi kauniin näköisiä kortteja himmenninmoduuleihisi.

Tee kodistasi älykkäämpi

Toisin kuin perinteiset älykytkimet, voit käyttää himmennettävää älykytkintä monin tavoin. Voit esimerkiksi asettaa Home Assistantin automatisoinnin muuttamaan valon kirkkautta vuorokaudenajan mukaan tai alkamaan himmentää, kun kytket älytelevisiosi tai kotiteatterijärjestelmän päälle.

Lisäksi voit käyttää tätä tee-se-itse-himmenninpiiriä tehdäksesi mistä tahansa perinteisestä valo- tai vaihtovirtalaitteesta älykkäämpiä. Vielä tärkeämpää on, että se on halvempaa ja paljon kätevämpää rakentaa sellainen. Voit rakentaa nämä kytkimet ohjaamaan 15 W tai 4000 W kuormaa tarpeidesi mukaan. Sinun tarvitsee vain vaihtaa muutama komponentti, kuten TRIAC.