Wi-Fi-põhised nutikad lülitid ja pistikud, mida saate osta, sisaldavad mehaanilist releed, mis aktiveerub, kui mikrokontroller saab binaarsisendi, näiteks 0 või 1, mis tavaliselt saadetakse rakenduse kaudu. Need seadmed võimaldavad teil juhtida ainult seadmete (nt ventilaatori, mootori või valgusti) sisse/välja olekut. Kui soovite juhtida ka ühendatud vahelduvvooluvõrgu seadme või koormuse kiirust või heledust, vajate TRIAC-põhist pooljuhtrelee lülitit.

Selles DIY juhendis ehitame nullist ristuva detektoriga dimmeri mooduli ja kasutame seda ühendatud vahelduvvoolu koormuse sisse- ja väljalülitamise oleku, kiiruse ja heleduse juhtimiseks.

Mis on nullpunkti detektor?

Nullületusdetektor (ZCD) on pinge komparaator või op-amp detektori ahel, mida kasutatakse pinge tuvastamiseks vahelduvvoolu siinuslaine signaali positiivsest tasemest negatiivseks muutumine, kui see ületab nulli volti. Lühidalt öeldes kasutatakse vooluringi sisend-AC-signaali null-ületamise tuvastamiseks.

ZCD-d kasutatakse elektroonikalülituste, sagedusloendurite, faasimõõturite jms ehitamiseks. Vahelduvpinge faasi juhtimiseks saab kasutada ka null-ristidetektori vooluringi ja TRIAC-põhist pooljuhtreleed koos Arduino- või ESP8266-põhiste Wi-Fi-plaatidega.

Enamikus riikides kasutatakse 50 Hz (50 tsüklit sekundis) vahelduvvoolu sagedust 220–240 V toitega. Kuid mõned riigid, näiteks USA, kasutavad 120 V 60 Hz (60 tsüklit sekundis) vooluvõrku. Iga tsükliga jõuab laine nulli, sel hetkel tuvastab mikrokontroller selle ja seejärel lülitab või käivitab pooljuhtrelee (TRIAC) vastavalt nõuetele.

Erinevalt mehaanilisest releest on TRIAC-il põhinev pooljuhtrelee kiire lülitusega toiteelektrooniline seade ja sobib seega kõige paremini dimmeri vooluringi tegemiseks.

Asjad, mida vajate

Koguge kokku järgmised komponendid, et ehitada DIY vahelduvvoolu dimmeri moodul isoleeritud nullpunkti detektoriga.

  • NodeMCU või D1 Mini
  • BT136 4A või BT139 16A TRIAC (olenevalt teie koormusest)
  • MOC3021 optronid
  • MCT2E või 4N35 optronid
  • DB107 sillaalaldi
  • 220Ω ¼ W takisti
  • 2 x 10kΩ ¼ W takistit
  • 2 x 100kΩ ¼ W takistit
  • 2 x 2-pin kruviklemmid
  • Isase bergi riba (valikuline)
  • Üldotstarbeline PCB
  • Jootekolb ja joodis
  • Jumperjuhtmed (valikuline, võite juhtmeid otse PCB-le jootma)

Need komponendid on mõeldud ühe kanaliga DIY dimmeri mooduli jaoks. Rohkemate koormuste kontrollimiseks saate seda teha ehitada rohkem DIY pooljuhtreleesid ja liides mikrokontrolleriga.

Ühendage komponendid

Kõigi üldotstarbelise PCB-plaadi komponentide ühendamiseks ja liidestamiseks nullpunkti detektori ehitamiseks vaadake järgmist vooluringi skeemi. Kasutage kõigi ühenduste kinnitamiseks jootekolvi ja jootetiiva, nagu on näidatud alloleval joonisel. Kui te pole kunagi varem jootnud, õppige jootma lihtsate projektidega enne selle alustamist.

Koormus ühendava pooljuhtreleemooduli ehitamiseks vaadake järgmist skeemi.

Need vooluringid näitavad teile ühe kanaliga dimmeri moodulit. Suurendades pooljuhtreleed, saate lisada ja juhtida rohkem seadmeid või vahelduvvoolu koormusi. Üldiselt peaksid lõpptulemused olema sarnased järgmisele. See on 3-kanaliline dimmeri moodul nullpunkti detektoriga.

Kompileerige AC Dimmeri püsivara

Juhtmeta juhtimise mooduli püsivara kompileerimiseks vajate a Koduabilise seadistamine Raspberry Pi-s (või Docker) koos ESPHome'i lisandmooduliga. Kui olete Home Assistant ja ESPHome seadistanud, järgige püsivara kompileerimiseks järgmisi samme.

  1. Avage Home Assistantis ESPHome ja klõpsake nuppu + Uus seade > Jätka.
  2. Sisestage dimmeri seadme nimi. Panime omale nimeks sümfoonia-jahuti kuna me kasutame seda jahuti ventilaatori ja pumba kiiruse juhtimiseks. Klõpsake Edasi.
  3. Valige ESP8266 või Valige konkreetne tahvel > D1 mini ja klõpsake Edasi > Vahele jätma.
  4. Otsige üles vastloodud dimmeri seade ja klõpsake Muuda.
  5. Sisestage YAML-i redaktori aknas oma Wi-Fi mandaat: 
wifi:
 ssid: "Teie WiFiSSID"
 parool: "WIFI-parool"

Seejärel kleepige järgmine kood otse alla suletud portaal:

väljund:
 - platvorm: ac_dimmer
 id: symphony_cooler
 gate_pin: D0
 zero_cross_pin:
 number: D2
 min_võimsus: 70%
valgus:
 - platvorm: ühevärviline
 väljund: symphony_cooler
 nimi: Symphony Cooler

Muuda id: ja nimi: koodis vastavalt juhitavale seadmele. Nagu varem mainitud, võite vahelduvvoolu koormuse heleduse või kiiruse juhtimiseks lisada ka rohkem pooljuhtreleesid. Kood peaks välja nägema selline:

Meie valmistatud moodul juhib kahte mootorit, jahuti pumba ja jahuti ventilaatori jaoks, seega andsime neile vastava nime. Kui kood on valmis, klõpsake nuppu Salvesta > Installige> Ühendage selle arvutiga ja seejärel oodake, kuni püsivara kompileerimise lõpetab. Kui see on koostatud, klõpsake nuppu Laadige projekt alla kompileeritud püsivara allalaadimiseks.

Välgutage AC Dimmeri püsivara

Püsivara välgutamiseks laadige alla ja käivitage tööriist ESPHome Flasher. Seejärel järgige neid samme.

  1. Ühendage NodeMCU või D1 Mini mikro-USB-kaabli abil arvuti või Maciga.
  2. Klõpsake Sirvige püsivara faili (.bin) valimiseks.
  3. Valige KOM port, kuhu mikrokontroller on ühendatud, ja klõpsake nuppu Flash ESP.
  4. Pärast püsivara vilkumist seade taaskäivitub ja loob ühenduse WI-Fi võrguga ning kuvatakse kui võrgus ESPHome'i armatuurlaual.

Lisage juhtnupud koduabilise juhtpaneelile

Avage Koduassistendis (HA) Seaded > Seadmed ja integratsioonid ja järgige neid samme, et lisada HA armatuurlauale vahelduvvooluseadmete juhtimiseks juhtnuppe.

  1. Under Integratsioonid, otsige üles leitud seadmed ja klõpsake KONFIGURERI > ESITA.
  2. Pärast seadme lisamist kuvatakse seade all ESPHome. Klõpsake seadmel ja seejärel klõpsake nuppu 1 seade.
  3. Klõpsake LISAMINE JUHTpaneelile, seejärel valige a Vaade ja klõpsake LISAMINE JUHTpaneelile uuesti. Seade lisatakse armatuurlauale.

Nüüd saate juhtida ühendatud vahelduvvooluseadme sisse/välja ja kiirust/heledust.

Saate täiendavalt kasutada seenekaartide integreerimist, et lisada oma dimmeri moodulitele kauni välimusega kaarte.

Muutke oma kodu targemaks

Erinevalt traditsioonilistest nutikatest lülititest saate hämardatavat nutikat lülitit kasutada mitmel viisil. Näiteks saate Home Assistantis seadistada automaatika, et muuta valguse heledust vastavalt kellaajale või hakata nutiteleri või kodukinosüsteemi sisselülitamisel hämardama.

Lisaks saate seda isetegemise dimmeri ahelat kasutada iga traditsioonilise valgusti või vahelduvvooluseadme nutikamaks muutmiseks. Veelgi olulisem on see, et seda on odavam ja palju mugavam ehitada. Saate need lülitid ehitada, et juhtida vastavalt oma vajadustele 15 W või 4000 W koormust. Kõik, mida pead tegema, on muuta mõnda komponenti, näiteks TRIAC-i.