进行智能电灯开关


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我想制作一个家庭自动化系统,并且需要一些计算机可控的开关。我不能使用继电器的原因是,我还需要手动而不是通过编程来切换开关(因为我不希望在控制开关的程序运行时,灯光陷入任何状态)坠毁)。但是,我不确定做这样的事情的规范方法是什么。

到目前为止,我想到的选项是:

  • 常规开关,背面带有伺服导管
  • 连接到微控制器(例如Arduino)的开关,每次切换开关时都会反转信号
  • 一个开关,它向连接到灯的微控制器发送消息,告诉其反转输出状态

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第一种选择似乎是最酷的选择。
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Answers:


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到目前为止,最简单的方法是在这里购买现有产品,该产品足够开放,您可以使用标准RF模块进行控制。

这等同于集成了MCU和开关(因此具有良好的自治性),并且还避免了外观或结果安全性方面的任何问题。除非您尝试在交换机上对它们的固件进行反向工程,否则您当然会陷入制造商的广播协议中(这可能会大大降低成本)。

如果您使用LightWaveRF开关,则只需要一个£1 433 MHz的发射模块和一个arduino或类似设备即可发送此处描述协议。这些开关处理所有电源隔离,并在开关上提供电容式触摸控制。如果使用接收模块,您还可以使用标准遥控器向控制中心提供输入。由于有多个可用通道,因此您可以使用遥控器向集线器提供输入,并使用集线器在第二个通道上中继命令。

433 MHz模块易于重新利用,因为RF协议不安全。除非打开固件,否则任何更复杂的操作都将由制造商摆布


这是个好主意,但我更喜欢使用双向通讯,以便可以通过编程方式更改获取开关的状态。
Danya02年

最好编辑问题,我认为这确实在很大程度上限制了当前组件。
肖恩·霍利哈内

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考虑更多,如果您通常将请求发送到集线器并进行中继,则可以执行此操作。编辑了答案(我已经看过R-pi了)
Sean Houlihane

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如果要在微控制器发生故障的情况下实现完全独立的开关,则可以为两个输入连接XOR门。当两个输入相同时,继电器将关闭;如果输入不同,则继电器将打开。这两个输入是:

  1. 常规开关用于手动控制。
  2. 来自MCU的输出,用于自动或远程控制。

电路:

在此处输入图片说明

正常情况下,开关应处于断开状态(输入B为低电平,如上图所示),并且N-FET由MCU引脚驱动。当MCU引脚为低电平时,由于输入匹配(均为低电平),因此异或门输出为低电平,并且继电器将关闭。当MCU引脚为高电平时,由于输入不同,继电器将打开。

现在,如果MCU崩溃并且其引脚卡在一种状态,那么有两种情况:

  1. MCU引脚处于高电平状态,继电器保持打开状态。在这种情况下,开关将使您能够按以下方式控制继电器。如果开关断开,则继电器将打开;如果开关闭合,则继电器将关闭。
  2. MCU引脚卡在低电平状态。在这种情况下,断开开关将关闭继电器,而闭合开关将其打开。

这是一个模拟,因此您可以自己检查机制。MCU的GPIO引脚可以通过蓝牙,WiFi或已经提到的433 MHz模块或其他合适的技术进行远程控制。


OP要求的更新:

例如,Farnell提供2个输入XOR门的列表是得克萨斯仪器公司(Texas Instruments)的特殊产品,也可在Farnell获得。


关于安全的一些评论。如果决定切换电源电压,则建议切换电源线,而不是中性线。

最好的方法是使用SPDT继电器来确保并同时切换火线和零线。

在此处输入图片说明

代替MOSFET,您可以使用光隔离器将数字电路和手动开关与继电器和电源隔离。

始终使用适当的密封,请勿打开裸露的金属表面。请记住,处理电源电压始终非常危险。


我认为这可能行得通,因为它更省电,更省电。不过,我仍然需要对此进行测试。对于初学者来说,弄清楚从何处获得XOR门作为物理封装,而不是作为电气CAD程序中的隐喻概念会很好。
Danya02年

@ Danya02好点了,我已经更新了问题,并添加了Farnell的XOR门列表。同样,通过Digikey或Mouser的逻辑IC /门进行搜索也会得到类似的列表。
Bence Kaulics,2013年

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该电路的主要问题是可用性。开关必须是物理拨动开关,但是设备的电气状态不遵循物理位置。因此,走进黑暗的房间,您可能希望将开关“向上”拨动以打开照明灯,但实际情况并非如此。这就是为什么家庭自动化开关通常是瞬时接触设备,并且具有物理返回中立位置的开关的原因。Leviton使用推上/推下切换方案,Jasco使用推上/下推式翘板,Lutron使用推上/下推式平板等
John阻止

@John Deters是的,这是一个缺点,也存在问题。例如,您有一个楼梯照明,底部和顶部都有一个开关,您必须进行切换。同样,这只是一个简单的解决方案,如果花时间的话,可以创建更多的compex和复杂的解决方案。
Bence Kaulics,2013年

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我相信您的原始声明可能有缺陷。

我不能使用继电器的原因是我还需要手动切换开关

为什么不仅仅获得带有手动操作的继电器?

这是霍尼韦尔提供的一种


这是我最初的想法,但我找不到附近的任何人。另外,我不想在完成使用手动继电器后将继电器手动切换到自动模式。
Danya02年

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但是手动超控将完全禁用继电器。
leon.valencia

@ lynx0123是OP正在寻找的功能”,我还需要手动而不是通过编程来切换开关(因为我不希望灯光在控制开关的程序停留在任何状态下)将会崩溃)”。今天晚些时候,我将提出一些替代方案。
肖恩·J 2013年
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