Управление освещением через wifi

Рассказываю, почему нельзя поставить Wi-Fi выключатель, вместо обычного. Советы электрика.

Мне недавно один из моих постоянных комментаторов, даже скорее всего старый подписчик, написал: «напиши почему нельзя Wi-Fi выключатель ставить вместо обычного» (Имя комментатора – Виталий. Фамилия, к сожалению не указана). И я решил, а почему бы и нет? Представляю вам статью, в которой, я разберу этот вопрос. Дополнительно напишу какие есть плюсы и минусы у таких выключателей. А также напишу немного о частях умного выключателя.

Выключатель Wi-Fi (умный выключатель).

Во-первых, хотелось бы уточнить о чём вообще речь. Выключатель Wi-Fi представляет собой устройство, которое соединяет в себе умную часть, силовую часть и сенсорную или механическую панель. По порядку, перечислю, что за что отвечает.

1. Умная часть представляет собой плату, которая отвечает за удалённый контроль посредством Wi-Fi-модуля и соединительные части с силовой платой и кнопками ручного управления. Эта плата может принимать удалённый и ручной сигналы и передавать его на силовую часть.

2. Силовая – эта часть отвечает за соединение/разъединение реле, которое отвечает за включение и отключения света. Эта часть, также состоит из платы, которая может принимать сигналы от вышеупомянутой умной платы.

3. Ну и сама кнопка. Бывает двух видов: механическая, то есть обычная нажимная и сенсорная, то есть тактильная. Про это, в принципе, сказать больше нечего.

То есть, в принципе это тот же выключатель, но немного сложнее и интереснее. Он позволяет контролировать свет не только в ручную, но и конечно же со смартфона. Позволяет программировать его на автоматическую работу или выставлять таймеры для света.

Почему нельзя поставить Wi-Fi выключатель, вместо обычного.

Есть ещё одно очень важное отличие, про которое многие забывают: этот выключатель не может работать без своего собственного нуля, так как он является отдельным устройством, которому необходимо своё питание. Поэтому, собственно, нельзя этот выключатель поставить вместо обычного выключателя, так как обычный выключатель является обычным ключом в цепи.

Поэтому прежде чем покупать такой выключатель проверьте есть ли у вас в месте, где стоит выключатель отдельный нуль. Пишу именно нуль, потому что выключатель должен разрывать именно фазу. Поэтому к примеру в одинарном выключателе есть только два провода: один это фаза питания (L in) и фаза уходящая на светильник (L out). А для умного выключателя нужен свой нуль (N).

Плюсы умного выключателя.

1. Главный плюс – это удобство. Управления из любой точки мира (где есть доступ в интернет) своей лампочкой – это круто! А если серьёзно, то удобно лёжа на диване отключить свет не вставая. При этом всегда есть возможность привычного ручного управления.

2. Обычно она выполнена в виде обычного выключателя и поэтому заменить таким выключателем свой получится просто. Только важно помнить, что распорок обычно так нет, а только крепления под винт в подрозетник.

3. Подсветка, которая укажет вам или вашим гостям в темноте, где включить свет. Эдакая замена неоновой лампочки в выключателях.

4. Приемлемая стоимость. Наши товарищи из Китая давно уже делают такие выключатели. Стоимость соответствующая. У нас же эти выключатели стоят дороже: примерно 1200-1500 за штуку.

5. Реализованы, как однокнопочные, так и многокнопочные варианты. Поэтому управление одним выключателем можно до 3 точек, если есть соответствующие линии, конечно же. По крайней мере, я больше 3-х кнопок у таких выключателей не видел. Видел только у систем умного дома, но это уже другая история.

6. Простота настройки. Всё это делается по инструкции за 15 минут, если выключателей скажем 10, то за час, максимум (без опыта). И не ищите тут математики, просто с каждым следующим делаешь всё быстрее и быстрее.

7. Можно настроить «режим присутствия». Этот режим позволяет включать и выключать освещение по расписанию, чтобы казалось, что вы в доме, когда вас там нет. Мне в этот момент вспоминается фильм «один дома», если вы понимаете о чём я. Также есть таймер на выключение света.

Я даже не знаю, что ещё можно перечислить. Скажем, что он ещё может выключать и включать свет – это ведь тоже плюс. Ну а если серьёзно, то перейдём к минусам.

Минусы умного выключателя.

1. Необходимость нулевого провода, как я уже писал выше. Из-за этого часто приходится «колхозить» что-то. На пример, проводить отдельно нулевой провод от ближайшей розетки, при помощи кабель-канала или ещё как. Но по-хорошему, конечно, нужно во время монтажа электрики прокидывать соответствующие провода.

2. Стоимость. Как не странно, это может быть и минусом, так как не всем доступно. Зарплаты низкие, цены высокие, ну вы поняли.

3. Отсутствие распорных ножек для крепления в подрозетки без винтов. Чтобы вы понимали: у некоторых в местах, где стоит выключатели и розетки нет подрозетников, а просто бетон. Туда винт не вкрутишь, а это печально.

4. Сложная конструкция. Это минус, потому что обычно чем сложнее конструкция, тем быстрее она может выйти из строя. А она часто из Китая, поэтому могут проработать и 10-15 лет, а могут пару месяцев.

Вывод.

По-моему, вещь удобная и полезная. Для того чтобы сделать дом более умным, этот вариант подойдёт. Очень всё это интересно и забавно. Есть свои минусы и плюсы конечно, но в целом вещь хорошая. В статье оставил виджет на умные выключатели. Если интересно, можете посмотреть стоимость на них (если, конечно, виджет не пропадёт). Если вам понравилась статья, то поставьте отметку «нравится» и подписывайтесь на канал. Если есть вопросы или дополнения, то милости прошу в комментарии.

Источник

Умный WiFi выключатель света

Немного лирики в начале. Идея «умного» выключателя света совсем не нова и, наверное, это первое, что приходит в голову тем, кто начал знакомство с платформой Arduino и элементами IoT. И я этому не исключение. Поэкспеременировав с элементами цепей, моторчиками и светодиодами хочется сделать нечто более прикладное, что востребовано в повседневной жизни и, самое главное, будет удобно в использовании, а не останется жертвой эксперимента в неугоду комфорту.

В этой статье я расскажу, как я сделал выключатель, который будет работать как обычный (т.е. что обычно закреплен на стене) и в то же время позволит управлять им через WiFi (или через Интернет, как это сделано в данном случае).

Итак, составим список того, что понадобится для осуществления задуманного. Сразу скажу, я намеревался не тратиться сильно на комплектующие и выбирал компоненты по отзывом на форумах и соотношению цены к качеству. Поэтому некоторые компоненты возможно покажутся тут неуместными для опытных электролюбителей, но прошу не судить строго, т.к. я только новичек в электромеханике и буду очень признателен за комментарии более опытных специалистов.

№	Наименование	Описание	Цена
1	HLK-PM01	Адаптер 220VAC в 5VDC	4,02€
2	SSR-40DA	Твердотельное реле для управления током в цепи	3,35€
3	AMS1117-3.3	Понижатель напряжения c 5V на 3V	1,29€
4	ESP8266-01	Микроконтроллер с WiFi	2,35€
Итого:			11,01€

Так же мне понадобились: сервер, с помощью которого выключатель будет управляться через Интернет, Arduino Uno, с помощью которого я программировал ESP, роутер и расходные материалы как провода, клеммы и т.д., всё это может варироваться от вкусов и никак не повлияет на конечный результат.

Цены взяты из Ebay, где я их и покупал.

А вот как выглядят элементы из таблицы:

Теперь можно составить и схему подключения:

Как вы наверное заметили, схема очень простая. Все собиратся легко, быстро и без пайки. Эдакий рабочий прототип, с которым не нужно долго возиться. Всё связано проводами и клеммами. Единственный минус это то, что реле не влезло в гнездо выключателя. Да, изначально я планировал запихнуть всё это в стену за выключателем, чтобы смотрелось эстетично. Но к моему сожалению места в гнезде оказалось мало и реле просто напросто не влезло ни вдоль, ни поперек:

Поэтому временно я вынес реле за гнездо, до тех пор пока не найду подходящую коробку выключателя с розеткой чтобы спрятать железо внутрь. Но нет ничего более постоянного, чем временное, не правда ли? Поэтому все это выглядит сейчас вот так:

Изолента спасёт от удара током… надеюсь.

А теперь поговорим о програмной части.

И прежде чем приступать к разбору кода и деталей, я приведу общую схему реализации управления лампочкой.

Надеюсь, я когда нибудь все перепишу и связь будет основана на более быстром протоколе нежели HTTP, но для начала сойдет. Удаленно лампочка меняет свое состояние приблизительно за 1-1.5 секунды, а с выключателя моментально, как и подобает порядочному выключателю.

Программировании ESP8266-01

Самый простой способ сделать это — с помощью Arduino. Скачать необходимые библиотеки для Arduino IDE можно с GitHub. Там же все инструкции по установке и настройке.

Далее нам нужно подключить ESP к компьютеру, для этого понадобится либо USB to Serial Адаптер (типа FTDi, CH340, FT232RL) либо любая Arduino платформа (у меня была Arduino Uno) с выходами RX и TX.

Стоит отметить, что ESP8266-01 питается от 3.3 Вольта, а значит ни в коем случае не подключайте его к питанию Arduino, которые (часто) питаются от 5 Вольт, напрямую иначе все сгорит к чертям. Можно использовать понижатель напряжения, который приведен в таблице выше.

Схема подключения проста: подключаем TX , RX и GND ESP к RX, TX и GND адаптера/Arduino соотвественно. После этого, собственно, подключение готово к использованию. Микроконтроллер можно программировать используя Arduino IDE.

• На Uno есть выход для 3.3В, но его оказалось недостаточно. При подключении к нему ESP, все вроде работает, индикаторы горят, но связь с COM портом теряется. Поэтому я использовал другой источник питания на 3.3В для ESP.
• К тому же у UNO не возникло никаких проблем при общении с ESP, с учетом того, что UNO питался от 5В, а ESP от 3В.

А вот и сама программа для ESP:

#include #include #include #include #include extern "C" < // эта часть обязательна чтобы получить доступ к функции initVariant #include "user_interface.h" >const char* ssid = "WIFISSID"; // Имя WiFi const char* password = "***************"; // Пароль WiFi const String self_token = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"; // токен для минимальной безопасности связи const String serv_token = "xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx"; // токен для минимальной безопасности связи const String name = "IOT_lamp"; // имя выключателя, читай лампочки const String serverIP = "192.168.1.111"; // внутренний IP WEB сервера bool lamp_on = false; bool can_toggle = false; int button_state; ESP8266WebServer server(80); // веб сервер HTTPClient http; // веб клиент const int lamp = 2; // Управляем реле через GPIO2 const int button = 0; // "Ловим" выключатель через GPIO0 // функция для пинга лампочки void handleRoot() < server.send(200, "text/plain", "Hello! I am " + name); >// функция для недействительных запросов void handleNotFound() < String message = "not found"; server.send(404, "text/plain", message); >// Да будет свет void turnOnLamp() < digitalWrite(lamp, LOW); lamp_on = true; >// Да будет тьма void turnOffLamp() < digitalWrite(lamp, HIGH); lamp_on = false; >// Отправляем серверу события ручного вкл./выкл. void sendServer(bool state) < http.begin("http://"+serverIP+"/iapi/setstate"); String post = "token="+self_token+"&state="+(state?"on":"off"); // По токену сервер будет определять что это за устройство http.addHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded"); int httpCode = http.POST(post); http.end(); >// Изменяем состояние лампы void toggleLamp() < if(lamp_on == true) < turnOffLamp(); sendServer(false); >else < turnOnLamp(); sendServer(true); >> // Получаем от сервера команду включить void handleOn() < String token = server.arg("token"); if(serv_token != token) < String message = "access denied"; server.send(401, "text/plain", message); return; >turnOnLamp(); String message = "success"; server.send(200, "text/plain", message); > // Получаем от сервера команду выключить void handleOff() < String token = server.arg("token"); if(serv_token != token) < String message = "access denied"; server.send(401, "text/plain", message); return; >turnOffLamp(); String message = "success"; server.send(200, "text/plain", message); > // Устанавливаем MAC чтобы давать одинаковый IP void initVariant() < uint8_t mac[6] = ; wifi_set_macaddr(STATION_IF, &mac[0]); > void setup(void) < pinMode(lamp, OUTPUT); pinMode(button, INPUT_PULLUP); // Важно сделать INPUT_PULLUP turnOffLamp(); WiFi.hostname(name); WiFi.begin(ssid, password); // Ждем пока подключимся к WiFi while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) < delay(500); >// Назначем функции на запросы server.on("/", handleRoot); server.on("/on", HTTP_POST, handleOn); server.on("/off", HTTP_POST, handleOff); server.onNotFound(handleNotFound); // Стартуем сервер server.begin(); > void loop(void) < server.handleClient(); // Проверяем нажатие выключателя button_state = digitalRead(button); if (button_state == HIGH && can_toggle) < toggleLamp(); can_toggle = false; delay(500); >else if(button_state == LOW) < can_toggle = true; >> 

• Очень важно объявить пин GPIO0 как pinMode(button, INPUT_PULLUP), т.к. в схеме мы не используем резистор для этой кнопки. А у ESP есть свои «вшитые» для этих самых целей.
• При отлове состояния кнопки желательно установить задержку при считывании чтобы избежать ложного срабатывания в момент нажатия.

Программировании WEB сервера

Тут можно дать волю своей фантазии и использовать любые доступные средства для создания сервиса который будет обрабатывать запросы присылаемые выключателем и отправлять запросы на включение/выключение.

Я использовал для этих целей Yii. Я выбрал этот фреймворк по нескольким причинам, мне нужна была авторазация (т.к. портал доступен в Интернете) и управление ролями (для будущих экспериментов), а еще он мне просто нравится. И теперь мой портал управления выглядит так:

Для управления лампочкой в зоне досегаемости сети, хватило бы и самого сервера на ESP. Но хочется ведь иметь логи, логику и другие устройства в будущем, поэтому лушче все же использовать отдельный серер для управления.

Это всё что касается портала, думаю нет смысла писать о нем больше, но если возникнут вопросы, то с радостью отвечу на них в комментариях.

Вместо заключение

Спасибо, если дочитали статью до конца и, возможно, нашли в ней что либо для себя полезное. Буду рад советам и критике. В целом, мне до сих пор кажется, что узкое место в цепи это Адаптер на 5В и буду рад, если Вы поделитесь своим опытом решения подобных задач. Что касается ESP8266-01, то пока он не вызвал у меня никаких нареканий кроме как особого использования пинов GPIO. Работает пока стабильно вторую неделю. Успехов в проектах.

Источник