Умный дом за копейки — wi-fi реле на примере SonOff
Сегодня в технике популярно направление автоматизации быта: умные дома, умная бытовая техника, которая управляется со смартфона и прочее. Но что делать если радикальная переделка электросети и замена всей бытовой техники на «умную» вам не по карману, или вы просто хотите сделать своими руками то, что нельзя купить? Решить такую задачу помогут Wi-Fi реле.
Sonoff — яркий представитель такого типа устройств. Это целое семейство Wi-Fi реле, разработанное компанией ITEAD Studio, которая кроме этого предлагает нам целую линейку разнообразной продукции — Wi-Fi-розетки, «Смарт» светодиодные ленты, «умные» патроны для ламп (Slampher) и прочее.
Что это такое
Wi-fi реле Sonoff – это реле с дистанционным управлением от компании ITEAD с интеграцией в разные экосистемы умного дома. В базовых версиях этого устройства управление осуществляется только по Wi-Fi, но есть модели и с поддержкой управления по радиоканалу, сигналами на частоте 433 мГц.
Реле Sonoff могут управляться как со смартфона в ручном режиме, так и автоматически — по расписанию (поддерживает до 8 таймеров) или сигналу с датчиков. При этом они интегрируются и взаимодействуют с другими устройствами от компании ITEAD, формируя свою целую экосистему умного дома ITEAD IoT System и работают с:
Для управления со смартфона нужно скачать с Play Market’а или App Store приложение eWeLink для устройств на базе Android и IOS соответственно.
Внешний вид и схема подключения
Устройство выглядит просто, нет лишних элементов. Это небольшой белый прямоугольный блок, клеммы подключения которого прикрыты крышками, каждая из которых держится на паре винтов, на средней части есть кнопка переключения состояния (местное включение или отключение контактов реле).
Провода питания и нагрузки к нему подключаются винтовыми или зажимными (рычажными) клеммниками, в зависимости от модели. Схема подключения крайне проста — слева подключаем питания (фазу и ноль), а справа нагрузку.
Внутри установлено малогабаритное реле для печатного монтажа. Его контакты способны коммутировать ток до 10-16А (также зависит от конкретной модели), таким образом, базовая модель способна включать нагрузку до 2.2 кВт, а продвинутые до 3.5 кВт (подробнее о моделях мы расскажем далее).
Как это работает
Устройства построены на базе микроконтроллера ESP8266. Он отвечает за подключение к Wi-Fi и он же отвечает за обработку команд и управление силовым реле. В сети можно найти инструкции, схемы и прошивки для самостоятельной сборки такого реле, но при условии низкой стоимости Sonoff (от 4$) это не рационально, разве что будет интересным для электронщиков-энтузиастов.
Работа устройства организована не в пределах вашей домашней сети, а через облачный сервер. То есть вам нужно подключится к интернету со смартфона для управления электроприборами. При отсутствии интернета, даже если будет работать Wi-Fi, не все устройства из линейки будут работать, например, беспроводное управление без доступа к интернету возможно на моделях RF и Basic. Но если ваше реле не работает без интернета — вы можете управлять подключенными приборами, нажав на кнопку, расположенную на его корпусе.
Чтобы связать это Wi-Fi реле со смартфоном нужно:
- Скачать приложение eWeLink и пройти регистрацию в приложении.
- Подключить реле, нажать и держать кнопку на его корпусе.
- Отпустить клавишу, когда заморгает светодиодный индикатор.
- После этого в приложении нужно нажать на «поиск устройств» и задать параметры подключения к сети.
- Далее придумываем имя устройства.
- Теперь можно приступить к полноценному использованию устройства.
Возможность управления вашими приборами с любой точки мира — это основное преимущества работы Sonoff через интернет, а не локальную Wi-Fi сеть. Такой подход позволяет организовать дистанционное включение отопления перед поездкой в загородный дом или автоматизировать полив растений.
Отличия моделей
Прежде чем рассмотреть модельный ряд Wi-Fi реле Sonoff, отметим, что на рынке РФ можно встретить их в оранжевый и синих упаковках. Фактически это одно и то же изделие, но модели в оранжевом дизайне не что иное, как адаптация для отечественного рынка, реализуемая под брендом World On, более подробную информацию и отличия мне так и не удалось найти. Но отмечу, что кроме «соноффа» World on предлагают и дополнительные товары такие, как герметичный бокс-чехол с защитой IP66, например, для использования изделия под водой или на улице. В то же время светло-синие упаковки — оригинал от ITEAD.
Перейдем к обзору основных моделей в линейке:
- Basic 10A — базовая модель в линейке. Как видно из названия, выдерживает ток до 10А, или мощность до 2.2 кВт. Диапазон рабочих напряжений 90-250В. Диапазон допустимых температур при эксплуатации температура эксплуатации от 0°С до 40°С. Стандарт беспроводной связи — 802.11 b/g/n, Размеры корпуса: 88*38*23мм.
- RF — аналогична предыдущей, но может управляться с помощью радиопульта, работающего на частоте 433MHz. Он не входит в комплект поставки, но эти пульты распространены в различных устройствах и есть возможность привязать любой.
- Dual — двухканальное, то есть можно подключить не одну, а две нагрузки. есть два каналов. Удобно если нужно независимо друг от друга включать разные электроприборы и не нужно устанавливать два Sonoff Basic. Однако есть нюанс — максимальный ток для 1 потребителя 10А, а для двух потребителей не 20, как можно подумать, а лишь 16 ампер. Учтите это при выборе. Размеры несколько возросли — 114*52*32мм.
- TH10/TH16 — к этим моделям можно подключить датчики температуры и влажности, а именно: DHT11, AM2301, DS18B20. Последний может измерять только температуру. Датчики подключаются к реле с помощью разъёма 3.5 мм (стандартный для наушников), расположенного на боковой панели. Отличия TH10 от TH16 в максимальном токе нагрузки — 10А и 16А.
- POW 16А — особенность этой модели — возможность наблюдения потреблённой нагрузкой мощности (ежедневные и ежемесячные отчеты), что может быть полезно, если вы будете управлять работой обогревателей, например. Есть и продвинутая версия — POW R2, которая «умеет» показывать величину напряжения в сети и какой ток потребляется нагрузкой в текущий момент. Размеры корпуса: 114*52*32мм.
- 4ch PRO — самая крупная модель в линейке, предназначена для установки на DIN-рейку в электрощите, где занимает целых 8 модулей (размер корпуса — 145*90*40мм). С помощью Sonoff 4ch можно управлять 4 электроприборами мощность по 2.2 кВт каждый (10 А/канал).
- амый большой по размерам вариант в линейке. Основной особенностью в характеристиках управлять 4-мя каналами потребителей с мощностью 2200Вт, то есть 10А на канал.
Заключение
Wi-Fi реле Sonoff позволяет дешево и с минимумом навыков и знаний о работе с электроникой сделать малую автоматизацию своими руками. Цена устройств на официальном в зависимости от модели начинает от 3,9$ (за Basic) и заканчивается на 22,9$ (за 4ch PRO). С их помощью можно сделать не только автоматизацию, но и применять их для дистанционного управления мощной нагрузкой, подключив её через контактор. Как это можно сделать мы рассматривали в статье «как подключить освещение через контактор», но в приведенных схемах светильники нужно заменить нагрузкой.
Приложение с одной кнопкой для управления Wi-Fi реле
Управлять нагрузкой с помощью реле достаточно просто. Можно сделать автоматизацию данного процесса. Или даже сделать Wi-Fi реле на базе NodeMCU. Об этом подробно рассказываю в своем предыдущем проекте: Wi-Fi реле на NodeMCU. Управление Android приложением
Управлять одним реле с помощью двух кнопок не очень удобно. Да и место занимает на экране много. Поэтому решил переделать приложения для Android. Прошивка для NodeMCU остается без изменений и останавливаться на ее описании не буду.
Переделаем дизайн Android приложения в MIT App Inventor. У меня получилось вот так.
Объявим глобальную переменную flag в данной переменной будем хранить статус реле. Включен он или нет.
Ip адрес устройства будем хранить в базе данных TinyDB1. Для того, чтобы при отключении приложения не приходилась заново прописывать адрес устройства.
При нажатии кнопку Button2 Мы сохраняем Ip который указан в поле TextBox1.
Кнопка Button1 Это наша кнопка ради которой я пишу данную статью. Включение и выключение реле. При нажатие которой отправляем запрос. Если переменная flag равна 1 на выключения реле и если 0 то на включения реле. У вас может работать на оборот все зависит от типа реле.
Сейчас в веб обработчике Web1 сделаем так, чтобы кнопка меняла цвет и надпись при нажатии на кнопку.
Проверяем, что приложение отвечает и все работает нормально. Это обозначает код 200. Дальше проверяем, что мы получили от приложения. Если получаем значение OFF значит наше устройство выключено и соответственно меняем цвет кнопки на красный и пишем надпись на Выключить. Иначе если получено значение значение On значить наше реле включено, меняем цвет кнопки на зеленый и меняем надпись на Включить.
На телефоне данное приложение выглядит вот так.
Сейчас можно добавить красивые картинки для включения и выключения. К промеру вот такие.
Это будет для вас домашнее задание. Попробуйте самостоятельно это сделать. И напишите получилось у вас или нет.
Понравилась статья пишите в комментарии.Подписывайтесь на мой канал на Youtube и вступайте в группы в Вконтакте и Facebook.
Спасибо за внимание!
Понравилась статья? Поделитесь ею с друзьями:
Универсальное (1-8 каналов) Wi-Fi реле на ESP8266
Это полностью готовый проект — заливай скетч и пользуйся. Имеет несколько ключевых особенностей:
- может быть легко перестроен под любое количество реле (от 1 до 8);
- имеет диспетчер подключения к Wi-Fi (например в случае необходимости замены точки доступа или смены пароля от Wi-Fi);
- управление через WEB интерфейс с любого устройства в локальной сети через браузер (подключение к Интернет не требуется);
- запрос статуса состояния реле и возможность управления с помощью других плат ESP;
- возможность присвоения статического IP адреса;
- возможность работы с разными типами модулей реле.
Общий алгоритм работы показан блок-схеме:
После подачи питания программа ищет в файлах информацию необходимую для подключения к локальной (домашней) сети Wi-Fi. Если информация не найдена (первый запуск устройства) или сменился пароль от сети Wi-Fi — плата ESP82666 запускается как точка доступа.
Подключившись к этой точке доступа, можно открыть браузер, вбить в адресную строку IP 192.168.4.1 и в открывшейся странице задать параметры сети Wi-Fi, к которой необходимо подключиться.
Там же можно присвоить статический IP адрес и прописать шлюз. Перед этим необходимо зайти на домашний роутер и посмотреть, что раздает DHCP сервер и какие IP не заняты.
После нажатия кнопки Submit ESP8266 перезагрузится и будет доступна внутри домашней сети по адресу, который вы укажите. Я выбрал 10.168.0.200
Библиотека ESPAsyncWebServer умеет делать «динамический» HTML — количество отображаемых кнопок будет зависеть от настроек которые вы зададите в скетче. События происходящие при нажатии кнопок обрабатываются с помощью JavaScript — перезагрузка и обновление WEB страницы не требуются!
При запросе страницы — ползунки обновляются в соответствии с последним состоянием GPIO (можно одновременно управлять с нескольких устройств ПК, смартфон через WEB браузер).
Для проверки и отладки кода был собран прототип. (8 светодиодов + 8 резисторов номиналом 330-990 Ом)
Кроме WEB интерфейса, изменить состояние светодиодов можно отправив GET запрос вида:
Можно запросить состояние всех GPIO с помощью запроса:
Английская буква алфавита — номер реле, цифра после неё 1/0 включено/выключено.
Прошивка и настройка платы
Перед использованием необходимо установить в систему Arduino IDE две библиотеки:
В Папке с проектом есть папка DATA.
Файлы из этой папки необходимо разместить в файловой системе ESP (LittleFS).
Как установить загрузчик и загрузить файлы, читайте в этой статье:
После загрузки файлов необходимо откорректировать несколько строк в скетче:
Если устройств планируется несколько — лучше присвоить точке доступа понятное название. Я использую место установки + последняя цифра IP адреса который я планирую задать.
Задать пароль для точки доступа. Если у вас моргнет электричество и возникнет проблема с роутером, все ваши самодельные девайсы перейдут в режим точки доступа — чтобы в этот момент к ней не смог подключиться «замечательный сосед», лучше придумать свой надежный пароль.
Можно задать понятное название устройства — в WEB странице управления GPIO включена поддержка русской кодировки.
Количество реле — именно столько кнопок будет нарисовано в WEB интерфейсе управления. (у меня два реле)
Отредактировать массив к которым будут подключены реле (модули реле). Определиться с выбором GPIO, физических контактов на плате и особенностями подключения Вам поможет эта статья: