Подключение wifi выключателя без нуля
Обновлено: 06.07.2024
Бытовые приборы «умнеют» с каждым годом. Кофеварки варят кофе в нужное время, стиральные машинки сами стирают, пылесосы пылесосят. Коснулись все эти новшества и обычных выключателей освещения. В этой статье мы поговорим про Wi-Fi-выключатель, а заодно узнаем, насколько он «умный» и что умеет.
Что такое «умный» выключатель
Wi-Fi-выключатель света представляет собой прибор, состоящий из:
Силовой модуль.
Это коммутационное устройство, которое по команде микроконтроллера подключает или отключает мощную нагрузку (в нашем случае лампочку). Оно может быть одно- или многоканальным для независимого управления несколькими нагрузками.Модуль Wi-Fi.
Узел, принимающий команды с внешних устройств (смартфон, ПК и пр.) по беспроводному каналу Wi-Fi и передающий их для обработки микроконтроллеру.Кнопочный модуль.
Одна или несколько (по числу каналов) кнопок на корпусе, передающих свое состояние микроконтроллеру. Кнопки могут быть как механическими (клавиши), так и сенсорными.Микроконтроллер.
«Мозг» выключателя. Он контролирует все остальные блоки и принимает решения для управления силовым и Wi-Fi-модулями. В его же задачу входит выполнение некоторых «умных» функций. Как правило, это управление силовым модулем по расписанию, заданному пользователем.
Работают с выключателем так: загружаете на смартфон приложение (указано в документации к прибору). Запускаете его, регистрируетесь на сайте. Находите в сети свой выключатель, подключаетесь. Теперь вы можете:
- управлять нагрузкой или нагрузками, если выключатель многоканальный;
- посмотреть состояние каждой из нагрузок, получить отчет о расходе энергии и т. д (опция);
- запрограммировать таймер (таймеры) автоматического включения/выключения той или иной нагрузки в нужное время (эта функция, как и количество таймеров, – опция);
- менять яркость освещения (опция).
- получить доступ ко всем вышеперечисленным функциям из любой точки земного шара.
Управление выключателем производится через облачный сервер и доступно из любой точки планеты при условии, что у вас в доме стоит Wi-Fi-маршрутизатор (роутер), подключенный к сети Интернет.
Если у модели собственный кнопочный модуль, то дополнительно включать и выключать свет вы можете обычным образом, подойдя к самому устройству и нажав соответствующую клавишу. Но программировать таймеры этими кнопками нельзя.
Чем такие выключатели отличаются от радиовыключателей? Обычные радиовыключатели управляются маленьким радиопередатчиком – беспроводным пультом с несколькими кнопками включения/выключения нагрузки (или нагрузок в многоканальных моделях). Для управления таким устройством нужно находиться на относительно небольшом (обычно не более нескольких десятков метров) расстоянии от него.
Беспроводной трехканальный выключатель с радиопультом
Наше же устройство управляется по каналу Wi-Fi, а пультом его управления является прибор, поддерживающий соответствующую технологию. К примеру, смартфон или планшетный ПК. Это расширяет возможности пользователя, хотя и незначительно. Вы, к примеру, будучи на работе, можете связаться с выключателем и выяснить, не забыли ли погасить свет в доме, при необходимости включить его или выключить. И это, пожалуй, все преимущество Wi-Fi перед радиовыключателем.
Управление светом со смартфона при помощи приложения
Еще одно преимущество – возможность дистанционной проверки состояния выключателя (включено/выключено). Радиовыключатели этого не умеют.
Сегодня у нас пойдет речь об автоматизации освещения. Для этого есть масса вариантов, я же остановился на замене выключателей. Очень мне приглянулись вот такие выключателе с сенсорными кнопками. Основным аргументов в выборе послужил симпатичный внешний вид, но самым главным было отсутствие нулевой линии. В моих выключателях ее нет, поэтому при установке могут быть нюансы. Получится управлять выключателем со смартфона – главная интрига для меня.
Умный сенсорный выключатель Girer — УЗНАТЬ ЦЕНУ
Прямоугольная версия выключателя Girer — УЗНАТЬ ЦЕНУ
Содержание
Внешний вид
Поставляется выключатель в простой картонной коробке. На задней части должны быть отметки о цвете, протоколе работы и количестве кнопочек на передней панели.
Внутри находится сам выключатель, инструкция по эксплуатации и конденсатор.
В инструкцию я очень рекомендую заглянуть, для понимания всех схем подключения и прочих возможностях нашего выключателя.
В отдельном кульке находится конденсатор, который будет «эмулировать» нулевую линию для нашего умного выключателя. В целом, если вы дома не используете LED лампы, в чем я очень сомневаюсь, то работать будет и без этого конденсатора.
Сам выключатель бывает как с одной, так и с тремя сенсорными клавишами, а также, черного или белого цвета. Передняя панель пластиковая, чем-то напоминает акрил. Сенсорные кнопки обладают подсветкой, когда свет горит кнопка подсвечивается красным светом, когда свет выключен – синим светом.
Дополнительный плюс в том, что нет необходимости менять подрозетник на квадратный, как в случае работы с выключателями от Xiaomi. На задней части колодка с винтами, для подключения проводки.
Если рядом с выключателем установлены другие, или группа розеток, то перед покупкой проверьте «встанет» ли этот выключатель. Так как размеры корпуса у него немного больше, чем у стандартных. 86 миллиметров. Толщина составляет 9,5 миллиметров, глубина в подрозетнике 25,5 миллиметров.
Внутренности
Аккуратно отщелкиваем верхнюю часть выключатели и откладываем ее в сторону. Все равно для монтажа ее пришлось бы снимать.
Далее аккуратно вытаскиваем внутренности нашего выключателя.
Выкручиваем 3 винта и достаем «силовой модуль» реле и контактной группой.
На каждый канал установлено релеGOLDEN GH-1A-12L с током 10А.Не знаю, почему писали про 500W в инструкции, реле позволяет коммутировать до 2,2 кВт.
Обратная сторона платы.
Мозги устройства опознать сложно, так как вся информация на чипах тщательно затерта.
Монтаж
Всегда работы с электричеством проводите без его присутствия. Не забывайте выключить автомат этой группы освещения или центральный автомат в квартире. Проверяем какой светильник из двух/трех подключен ближе всего к выключателю. Именно туда нам предстоит установить конденсатор. Если светильник 1, то этот шаг пропускаем.
Демонтируем старый выключатель, не забывая схему подключения проводки.
Теперь необходимо снять ближний светильник, и в параллель двух проводов закрепить конденсатор из комплекта. В моем случае я просто сажаю его на клемник, рядом с проводкой от светильника.
Подключаем фазу на L, провод от ближнего светильника, там, где установлен конденсатор, на L1, остатки на L2 и L3, соответственно.
Закрепляем выключатель в подрозетники идущими в комплекте винтами, я, правда, закрепил их выкрученными из прошлого выключателя. Экономия должна быть экономной =)
Проверяем работу, предварительно включив автомат.
По умолчанию выключатель сразу переход в режим сопряжения. Но если этого не произошло, зажимаем на 5-7 секунд любую сенсорную кнопку, пока она не начнет моргать.
Открываем приложение Smart Life или Tuya Smart, нажимаем плюсик для добавления нового устройства. В открывшемся окне выбираем любой девайс с поддержкой Wifi. Указываем свою WiFi сеть и пароль к ней. Спустя 30-40 секунд произойдет добавление нового устройство в экосистему умного дома. Сразу рекомендую переименовать девайс.
В основном меню сразу видно статус выключателей, и так же можно ими управлять. Удобно, что по бокам вынесены две кнопки одновременного включения или выключения светильников.
Тут же можно задать таймер обратного отсчета для каждой линии светильников. Интересная функция, для детской. Говоришь ребенку, у тебя 15 минут, и все 15 минут прошло свет потух =). По сути изменяет состояние устройства на противоположное, было выключено — станет включено, и наоборот.
Дополнительно для каждой линии можно создавать свой таймер включения или выключения, может вполне пригодится для имитации присутствия дома, или для создания различных автоматизаций по времени.
В настройках можно создать аж целую ассоциацию, для мультиконтроля. Причем для каждой клавиши выключателя можно добавить сработку другого прибора. Как пример включили свет в ванной и сразу, с помощью умного реле, включилась вытяжка.
Кроме этого, можно создать группу устройств, как светильников, так и реле и прочих девайсов, и управлять ими одновременно. После создания появится отдельное, виртуальное устройство для управления. Быстро включать или выключать светильники или группу светильников можно прямо из меню приложения Smart Life.
В умных сценариях можно заставить включаться/выключаться наши светильники не только по сработке любого из датчиков, но и, например, при наступлении темноты, или спустя несколько минут, включать освещение. Данные про восход/заход солнца программа берет относительно нашего местоположения.
Получается вот такой пример автоматизации.
В роутере определяются как на базе чипа esp8266.
Видеообзор
Вывод
Действительно сделать любой светильник умным, повесить на него различные сценарии или банальное управление со смартфона стало намного проще. Большим плюсом является возможность подключению выключателя к проводке без нулевой линии. Да и внешний вид мне в целом нравиться. Покупкой доволен, могу рекомендовать.
Именно с управления светом многие начинают свой Умный Дом.
Действительно, заменить лампочку это ведь так просто. Стоимость умных ламп начинается от 500 рублей. Для Wi-Fi ламп не нужны хабы - они сразу готовы к работе после настройки.
Но если для управления такими лампами вы продолжаете использовать старый глупый выключатель - их смысл теряется.
Кто-то решается строить управление светом на полностью беспроводном управлении, кто-то вместо умных ламп выбирает умные выключатели. У каждого варианта есть свои плюсы, минусы и нюансы.
Например, беспроводное управление надёжнее строить на технологиях без посредников, где пульт будет напрямую посылать команду лампе без всяких посредников вроде роутеров и хабов. Таким образом в случае отказа роутера или хаба управление светом продолжит работать и вы избежите много нелестных отзывов в свой адрес от домочадцев. Часто при этом подходе выбирают лампы и выключатели Philips Hue.
Умные выключатели не требуют для своей работы роутеры или хабы. В случае отказа роутера или хаба пропадёт только возможность удалённого управления. Управление светом продолжит работать практически так же, как и с глупым выключателем. Но большинство умных выключателей или реле требуют для своей работы электропитание (что логично). А на месте старых глупых выключатлей как правило этого электропитания нет.
Чтоб не приходилось портить ремонт и вести новые провода к месту установки старого выключателя, некоторые производители выпустили "безнулевые выключатели" (он же Single Fire Line ). Такие выключатели для своей работы пропускают небольшое количество тока через потребитель (люстру или лампочку).
Самым популярным представителем безнулевых выключателей является Aqara Smart Wall Switch (No Neutral). К сожалению он разработан под китайские квадратные подрозетники и для его установки необходимо основательно расковырять стену в месте старого подрозетника. Зато эти выключатели работают на столь любимом протоколе умнодомостроителей - ZigBee.
Совсем недавно популярный производитель "народных" Wi-Fi реле добавил в свою линейку безнулевой выключатель в круглый подрозетник - SONOFF T4EU1C.
Но если хорошо поискать на AliExpress - можно найти безнулевые выключатели и других никому неизвестных китайских копаний. Ещё до выхода Sonoff я для теста заказал себе несколько таких выключателей - ссылка.
При цене в 750 рублей вы получаете:
- выключатели 3х цветов
- как с нулём, так и без
- прошивка eWeLink или Tuya
- на 1 или 2 канала (на момент покупки был вариант и на 3 канала)
Сразу начну с минусов:
- Тач выключателями пользоваться менее удобно, чем нажимными. Если одноканальный выключатель можно легко нажать ладонью, то в двухканальный нужно целиться. Включить два канала одновременно у вас не получится!
- При работе с некоторыми типами ламп, необходимо параллельно им подключать конденсатор. Он идёт в комплекте. Это проблема всех безнулевых Wi-Fi выключателей.
- Для умного дома на технологии Wi-Fi желателен хороший небюджетный роутер.
- При первой настройке один из выключателей не хотел подключаться к моему домашнему Wi-Fi. Пришлось настраивать и обновлять прошивку в офисе (на точно таком же роутере). После чего он нормально заработал и дома.
- Я встречал много жалоб на самостоятельное срабатывание тач выключателей (в том числе Sonoff). И сам с этим столкнулся, когда долго не ставил лицевую накладку на один из своих выключателей. После установки крышки выключатель работает стабильно.
- В отличии от безнулевых выключателей ZigBee - отрабатывают команды мгновенно
- В отличии от технологии ZigBee - работают без дополнительных хабов
- Легко ставится на место старых глупых выключателей
- Прошивка eWeLink "из коробки" подключается в множество систем умного дома
- Внутри ESP, а значит, при желании, прошивку выключателя можно заменить на свою
Выключатели eWeLink версии настраиваются через стандартное приложение (как и остальные устройства Sonoff) . Все они обновились до версии прошивки 3.3.0 .
Начиная с 3й версии прошивки устройства Sonoff поддерживают одновременное управление как через свои китайские сервера, так и по локальному протоколу. А это значит:
- без перепрошивки их можно добавить в экосистему Google и Яндекс
- без перепрошивки и при отсутствии интернета ими можно управлять через Home Assistant, Node Red и Sprut.Hub
- с перепрошивкой их можно нативно добавить в экосистему Apple HomeKit
Для Home Assistant я написал компонент работы с Sonoff с прошивкой 3й версии по локальному протоколу (без зависимости от китайских серверов). Сейчас активно его тестирую и после выложу на портал.
Началось все с того, что на карту эльдорадо, после покупки телевизора, упало много бонусов и я решил поехать их тратить.
По сути, покупать ничего не собирался, просто думал набрать себе безделушек всяких, типа аккумуляторов литий-ионных, да капсул для стиралки.
Но, увидев Я.Станцию, решил начать делать себе умный дом.
Так как сильно в этом не шарю, купил колонку, купил умный чайник Redmond, приехал домой, всё распаковал, настроил и жидко обосрался, так как для управления чайником с колонки нужен ещё хаб от редмонда.
В приложении Яндекса написано, что для чайника нужен отдельный хабНачал подробно изучать этот вопрос и понял, что для чайника нужен свой хаб, для некоторых устройств — свой, для xiaomi — свой.
И тут я понял, что это немного затратное для меня удовольствие. Ладно Сяоми, у них выпускается всё подряд, от батона до гандона, но вот брать отдельный хаб для чайника — это бред.
Встал вопрос о покупке выключателя света, но, как я понял, для них тоже нужен свой хаб, хотя, наткнулся на один вариант на Озоне, где написано большими буквами, мол, ШЛЮЗ НИКАКОЙ НЕ НУЖОН, ТОЛЬКО ВАЙ-ФАЙ.
А вот при добавлении умного дома от Сяоми ни о каком хабе речи не идётСобственно, хотелось спросить у вас, пользуется ли кто-нибудь умными выключателями?
Если да, посоветуйте недорогую модель, чтобы управлять вкл/выкл домашнего света через колонку без всяких прочих хабов/шлюзов и прочей ерунды?
И ещё вопрос по скринам выше: действительно ли для управления устройствами Xiaomi достаточно просто выполнить настройку в приложении MiHome и Яндекс? Или тоже нужно покупать отдельный хаб?
Прошу прощения за глупые (может быть) вопросы, просто столкнулся с системой умного дома первый раз.
Если разобраться в устройстве связи умных устройств, то станет понятно, что хаб присутствует в схеме всегда. Он либо локальный в виде отдельного устройства или встроенный в одно из умных устройств, всегда подключенных к электросети, либо облачный вариант - когда все команды от устройства или между ними ходят через интернет.
С точки зрения безопасности и быстродействия гораздо лучше иметь локальный хаб, когда одно устройство обрабатывает все сигналы между всеми подключенными к нему устройствами. Он может быть подключен к интернету, чтобы он был доступен извне и иметь возможность управления устрйоствами снаружи (через интернет).
Облачные хабы - это всегда задержка в реакции в секунду как минимум - потому что сигнал идет от устройства через роутер и через интернет до какого-нибудь китайского сервера, там обрабатывается, сервер дает обратный сигнал, который проходит тот же обратный путь. Сетевые задержки тут очень велики.
Хаб - это грубо говоря компьютер, который принимает команды и раздает команды для подключенных устройств. На нем можно настроить сценарии, автоматизацию и т.д.
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.
Программировании ESP8266-01
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.
- 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:
- 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.
Читайте также: