Solutie Smart Switch 2-wire (sau fara nul prin doza)

[gsabac]

Am scos schema, am simulat circuitul si am ajuns la concluzia ca montajul absoarbe un curent constant de circa 1mA (eficaace),

pe alternanta pozitiva (are o diode in serie) si astfel sunteaza becul ca sa nu mai dea flasuri. Cind intrerupatorul este activat,

consuma acelas current, dar tensiunea pe el este 230V.

Ca idee, face la fel ca condensatorul pus in paralel cu becul.

 

@gsabac

Editat Martie 13, 2017 de gsabac

[The Stressmaker]

Nu cred ca este doar o sursa de curent constant pentru ca acelasi lucru se obtine si cu o rezistenta de 230kohm. Ar putea sa aiba o functionare neliniara gen curent mare de 10-20mA, sa zicem ( poate ajunge si la 200-300mA), pana atinge sinusoida 20V sau un timp de, sa zicem, 5ms. Asa, la atingerea acestei tensiuni trece automat in regimul de curent scazut care se mentine pana tensiunea masurata scade la tensiunea de prag. Avantajul metodei ar fi ca, in prima parte a sinusoidei, cand becul cu led nu se activeaza, se incarca doar condensatorul din bec fara a lumina ledurile dar tensiunea catre intrerupatorul "smart" este maxima.

Cam asa as vedea montajul acela cu mosfet.

[gsabac]

Circuitele sunt urmatoarele:

Schema de principiu ridicata de mine (poate fi cu greseli) este urmatoarea:

Este o schema activa ce actioneaza pe o singura alternanta si rezista si la tensiunea de 330V.

Puterea suplimentara consumata este de circa 0,2W.

 

@gsabac

[digix]

Un smart switch si mai mult:

 

Aplicatii instalate pe serverul linux:

-Mosquitto
-Node-red
-Emoncms

 

Toate comunica intre ele si se pot crea diverse scenarii
de monitoarizare si automatizari in reteaua locala sau pe internet.

 

Am finalizat primul prototip de senzor wireless capabil sa transmita
serverului din orice locatie de pe internet temperatura si umiditatea.

In plus, poate primi comanda de pornire/oprire pentru doua dispozitive
de pe un telefon mobil sau un calculator aflat la distanta.

 

Senzorul la prima pornire intra in modul access point daca nu se poate conecta
la o retea wireless memorata.

 

Tot ce aveti de facut este sa va conectati la el cu telefonul mobil, sa incarcati pagina sa de configurare.
Va scana retelele wireless si va face o lista cu ce puncte de acces gasesite/puterea semnalului.

Alegeti reteaua wireless la care doriti sa se conecteze, introduceti parola si salvati.
Asta e tot, senzorul memoreaza acesta retea si trece in modul client wireless incepand sa comunice
cu serverul.

 

In partea inferioara se afla un led bicolor de stare si un buton de reset.

 

Puteti diagnostica foarte usor senzorul folosind led-ul bicolor de stare:

- 1 puls rousu/albastru la fiecare minut = transmisie ok de date la server.
- 3 pulsuri led rosu = nu se poate conecta la reteau wireless, dupa un timp mai indelungat trece in modul configurare cu 180 secunde timeout.
- 3 pulsuri led albastru = este conectat wireless dar nu poate transmite date catre brokerul Mosquitto.
- 2 pulsuri led albastru = nu poate citi datele de la senzorul de temperatura si umiditate.

Serverul monitorizeaza permanent senzorii si poate transmite avertizari pe e-mail sau notify my android la depasirea unor valori admise sau la pierderea comunicatiei cu unul sau mai multi senzori.

 

Asta este o aplicatie putin mai industriala pentru acasa merge un raspberry pi3 cu ssd cu rol de server si automatizari fara limite.

 

Un mic filmutet demo:

[Vizitator i2r]

@gsabac Multumesc pentru efortul descifrarii schemei

@digix Proiectul prezentat este asemanator (high-level vorbind) cu ceea ce ma astept de la un smart-swich; este pana la urma abordarea clasica din piata, insa ma bucur ca exista un prototip functional realizat de un membru al acestui forum, intrucat sunt centralizate si interconectate multe puncte de interes; Personal as gasi oportun un topic dedicat pentru detalierea unui astfel de proiect care imbina electronica clasica cu microcontrollere, soft embedded, protocoale, servicii IoT etc.

@All

As reveni putin la ideea electronicii mutata langa bec, nu in intrerupator. O vad fezabila daca simultan se interpune si in doza de intrerupator "o piesa" (Item2) cat mai simpla dpdv electronic si cu un consum foarte mic, care sa:

1. tina circuitul inchis pentru a permite alimentarea electronicii de langa bec (Item1) si inclusiv propria alimentare

2. sa poata "interpreta" un semnal de la intrerupatorul mecanic pe care sa-l "transmita" (de preferat prin linia circuitului electric ca un impuls, nu prin alte protocoale wireless) catre Item1, pentru a fi aici interpretat ca o comanda de pornire/oprire.

Exista vreo solutie simplista pentru aceasta componenta Item2?

Editat Martie 16, 2017 de i2r

[UDAR]

Pentru ”item2” știu că se folosește - sau cel puțin e vehiculat ca posibilitate - chiar întrerupătorul propriu zis , prin acționări rapide .

Exemplu , ai lumina stinsă de la electronică și nu găsești telefonul/telecomanda . Deschizi-închizi rapid și se aprinde lumina la ultimul nivel memorat ( de pildă ). Repeți figura , se stinge .

Sigur , nu trebuie folosit prea des un astfel de sistem .

Am în vedere așa ceva pentru un proiect viitor - dar nu cu atâtea funcții ca al tău . Doresc doar o telecomandă ( probabil IR ) pentru stins, aprins, dimming , stingere întârziată și ce-o mai fi .

 

Evident că se poate dezvolta.

Editat Martie 16, 2017 de UDAR

[Vizitator i2r]

Eu ma gandeam ca in aceasta configuratie intrerupatorul mecanic sa functioneze in toggle-mode (adica sa inchida lumina daca este aprinsa sau sa o aprinda daca e stinsa). Deci cu 1 singura comutatie a intrerupatorului, care sa transmita un impuls pe linia electrica detectat (doar) de Item1 care mai departe stie ce are de facut.

Ce componente concrete ar putea fi folosite in Item2 (cu input de la intrerupatorul mecanic) ca sa ofere un astfel de comportament?

 

LE: Se poate face o analogie (exagerata) cu BPL (Broadband over power lines) dar redusa la cel mai simplist mod posibil de a transmite/receptiona un semnal.

Editat Martie 16, 2017 de i2r

[UDAR]

Se poate și așa dar în acest caz revenim la problema inițială - doar cu niște cerințe mai relaxate :

 

1. Avem un consum cât de cât garantat datorită electronicii ( deci chiar când becul e stins )

2. Avem o necesitate mai mică de putere pentru ”item2” .

 

Mai departe ai o plajă largă de opțiuni - de exemplu transmiterea unui semnal într-o gamă de frecvențe corect aleasă modulat într-un cod simplu .

Nu dezvolt pentru că am senzația că oricum soluția nu te-ar mulțumi.

[digix]

Cred ca mai eficient ar fi ca Item1 sa fie inversat cu Item2.

 

In situatia asta, Item2, aflat langa bec acum, ar avea o singura sarcina, sa asigure alimentarea

a tot ce exista in doza intrerupatorului in orice situatie.

[Vizitator i2r]

@digix Ce sta langa bec trebuie sa contina SSR-ul

 

@UDAR Problema principala era sa treaca zero curent prin bec cand il vreau in stare OFF si configuratia ma ajuta, garantand simultan si alimentare "la discretie". Eu zic ca s-au rezolvat problemele initiale, insa s-a introdus cea noua: cum comutarea mecanica a intrerupatorului sa notifice Item1, cu ajutorul Item2.

M-am gandit la modulatie (conceptual, ca mai mult nu ma pricep) dar speram la ceva mai simplu, care sa nu implice procesare intensa - daca am o perceptie gresita si e ceva simplu, rog sa fiu corectat.

Se poate genera un spike (de tensiune sau curent) care sa fie apoi simplu de detectat? Mentionez ca eu inteleg simplicitatea intr-o configuratie de piese electronice care sa poata genera (doar) la momentul spike-ului o tensiune pe care s-o detectez intr-un pin GPIO de input al uC... sper sa nu fiu iar pretentios

[UDAR]

Păi nu era vorba de zero curent prin bec + item1 , tocmai subliniam asta la #53. E posibil zero prin becul propriu zis , dacă asta are relevanță.

 

Notificarea de către item2 - redus la instanța de banal întrerupător - se poate face sesizând scăderea tensiunii de alimentare . Ne asigurăm , evident , că aceasta nu scade sub nivelul minim ( Nu provoacă brown out detection ) .

Dacă aceasta totuși se întâmplă suntem în situația inițială - adică dacă nu ne-am mișcat destul de rapid , e ca și cum nu ne-am fi mișcat de loc .

 

O schemă concretă la momentul acesta e prematură - depinde în principal de cum realizăm alimentarea ”item1” ca să vedem cum transmitem informația de scădere a tensiunii către µC.

 

 

EDIT . O posibilă soluție . Presupunem alimentarea ”item1” printr-un mic transformator . În loc să generez , să zicem 9V pe care să-l stabilizez la 5V , generez 12-15V . Pun și un filtraj generos astfel încât tensiunea la intrarea stabilizatorului va scădea sub limita admisibilă în sute de milisecunde . Sute de milisecunde voi avea deci asigurat +5V pentru µC . Pe de altă parte tensiunea de la bornele condensatorului de filtraj va incepea să scadă imediat , lucru ce se poate sesiza cu o intrare a µC - comparator , logică , etc

Dacă fac manevra cu întrerupătorul în acest interval de sute de ms - OK, am transmis comanda . Dacă nu , µC se oprește și se resetează la power on - am revenit în situația de dinainte de tentativa eșuată. Mai încerc o dată . .

Editat Martie 16, 2017 de UDAR

[The Stressmaker]

Daca nu vreti sa intrerupeti alimentarea si vreti sa lucrati cu nivele diferite de tensiune atunci se pot folosi siruri de diode pentru fiecare comanda, montate in paralel pe intrerupator. Asa se realizeaza o cadere de tensiune de, sa zicem, 20V (este cam 10% din tensiunea de alimentare, fiind usor sesizabila, obtinuta cam cu 25 de diode inseriate), tensiune detectata de montaj si perceputa ca si comanda. Conditia este ca sa existe ori doua siruri identice de diode in antiparalel ori o punte redresoare la care se conecteaza sirul de diode, legat in polarizare directa.

Daca se doresc doua comenzi (comutator), atunci fiecare contact va avea inseriat dioda lui, dar fiecare dioda sa fie in antiparalel. Asa, se poate selecta cate o semialternanta pentru fiecare comanda si caderea de tensiune maxima nu va depasi 20V. Avantajul este ca se poate folosi comutatorul existent iar montajul cu diode se poate masca in doza acestuia plus ca acea cadere de tensiune nu este sesizabila vizual la becurile moderne.

Subscriu si eu la mutarea elementelor de comanda "inteligente" in corpul lampii pentru ca asa vor putea avea alimentarea necesara nedepinzand de modelul becului din fasung.

Singurul dezavantaj pe care il vad ar fi caderea de tensiune de pe sirul de diode care poate afecta functionarea la nivele mici ale tensiunii de alimentare.

[digix]

Am inteles ca nu se doreste o solutie wireless dar totusi vin cu un scenariu.

 

Pe un router wireless OpenWRT se poate instala un broker mqtt.

 

Item1 si Item2 dotate cu cate un modul ESP8266.

 

Item1 subscrie la un topic in care publica Item2

 

In acest fel Item1 poate prelua o comanda de la Item2 sau un eventual Item3 daca dorim mai multe intrerupatoare pentru acelasi bec.

 

Comanda primita de Item1 va fi totdeauna de inversare de stare, comutatoarele de la Item2,3 pot fi niste simple butoane push cu revenire.

 

Daca facem ca Item1 sa-si publice starea intr-un topic la care sa subscrie Item2,Intem3 se pot face scenarii mai complexe de

genul aprinde lumina daca cobor din pat sau am intrat pe usa.

 

Cred ca cea mai mare problema ar fi sursele de alimentare care trebuie sa fie mici si fiabile.

Poate ceva de acest gen:

 

https://www.optimusdigital.ro/alte-surse-ac-dc/621-sursa-de-tensiune-ultra-compacta-hlk-pm01-ac-220-v-dc-5-v.html?search_query=sursa&results=179

[Vizitator i2r]

@UDAR incerc sa asimilez solutia propusa. Poate am inteles eu ceva gresit, dar alimentarea Item1 trebuie sa fie obligatoriu stabila si continua (la 3.3V cel mai probabil), intr-adevar printr-un mic transformator urmat de un regulator de tensiune. µC nu trebuie oprit (up-time-ul trebuie sa tinda spre 100%), ci sa detecteze un semnal trimis cumva de Item2 (care poate fi mai mult decat un intrerupator mecanic, dar as prefera sa nu contina si el un alt µC)

 

@The Stressmaker Am nevoie de un singur (acelasi) semnal indiferent de pozitia de comutatie a intrerupatorului mecanic, Item1 stie starea curenta a becului si il va inchide/deschide dupa caz. M-ar interesa detalierea tehnica a ideii, daca am garantia ca spike-ul de tensiune nu afecteaza starea/luminozitatea becului (vorbim de U retea atat 110V cat si 220V, becuri LED, CFL sau incandescente - la acestea din urma imi rezerv oarece dubii). De asemena, daca apare a fluctuatie accidentala de tensiune in retea, sa nu fie interpretata de Item1 ca si comanda trimisa de Item2.

 

@digix Este evident ca daca am accepta o solutie cu µC atat in Item1 cat si in Item2, se deschide o infinitate de noi posibilitati in abordare. Dar ce propui este o solutie exagerat de complicata pentru o astfel de problema, mai ales sa interpun si un server MQQT accesat WiFi (nici nu intru in detalii de overhead si noi posibile probleme generate de asta). In cel mai rau caz m-as fi limitat la un simplu Tx/Rx pe 433MHz; mai mult de atat transforma solutia in ceva absolut nepractic, poate doar cu scop educativ...

[UDAR]

OK . Atunci întrerupătorul clasic dispare din circuit . Folosim soluția cu punte de diode + Zener ( de exemplu) înseriată în circuit sugerată de @The Stressmaker dar doar pentru alimentarea ”item2” care este , de exemplu , un mic generator pe frecvența de câțiva kHz - zeci de kHz comandat de taste , butoane , ce-o mai fi în acest ”item2” . Semnalul se transmite prin firul existent.

 

 

Ceva de genul :

 

 

 

 

PS Desigur , transformatoarele au o impedanță neglijabilă la frecvența rețelei.

Editat Martie 17, 2017 de UDAR