Доброго времени суток, уважаемый читатель.

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.

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

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.

Пара нюансов при использовании Arduino Uno:

• 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:

Показать код

#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 = {0x00, 0xA3, 0xA0, 0x1C, 0x8C, 0x45}; wifi_set_macaddr(STATION_IF, &mac); } 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

Я использовал для этих целей

Технический прогресс принес новые, более продвинутые способы управления светом. На смену выключателям старого образца пришли беспроводные технологии. Наиболее современный способ передачи сигналов - по Wi-Fi. Технология подразумевает передачу цифровых данных по радиоканалам. Для передачи команд используется Wi-Fi выключатель.

Достоинства и недостатки

Wi-Fi устройства характеризуются следующими положительными качествами:

1. Отсутствует необходимость в прокладке выделенной ветки электрических проводов.
2. Управлять осветительными приборами можно централизованно - из одного командного пункта. В качестве контролирующего устройства используют смартфоны, компьютеры, планшеты или пульты дистанционного управления. Для смартфонов и других электронных устройств необходимо специальное программное обеспечение, которое можно скачать в интернете или инсталлировать с установочного диска.
3. Обширная площадь покрытия. Цифровой радиосигнал проникает даже через стены.
4. Безопасность системы. В случае повреждения конструкции человеку не грозит сильный удар током. Сила тока слишком мала, чтобы причинить вред человеческому организму.

Разновидности приборов и производители

Ассортимент Wi-Fi выключателей света не слишком разнообразен. Тем не менее, продукция классифицируется по ряду признаков:

1. Выключатель управляется механическими или электронными клавишами. В последнем случае речь идет о сенсорном мониторе. Клавиши расположены на пульте дистанционного управления.
2. Имеются выключатели как с диммерами, так и без них. Данное устройство позволяет регулировать яркость света, меняя его интенсивность. Настройку осуществляют удерживанием или прокручиванием соответствующей кнопки.
3. Выключатель может обеспечивать контроль за одной, двумя или тремя группами осветительных приборов. Цены на оборудование, способное управлять группами приборов, непропорционально высоки.

На рынке есть несколько доминирующих производителей беспроводной техники для управления светом:

1. Legrand (Франция). В ассортименте компании имеется, в частности, линейка продуктов под названием Celian.
2. Vitrum (Италия). Итальянская компания использует технологию Z-Wave, позволяющую автоматизировать процессы контроля за светом в «умном доме».
3. Delumo. Продукция от российской фирмы, производящей выключатели, диммеры и термостаты.
4. Noolite. Выключатели белорусского производства.
5. Livolo (Китай). Китайская компания производит специализированные устройства для автоматизации, в том числе для «умного дома». В ассортименте присутствует продукция на одноместные и двухместные рамки для выключателей.
6. Broadlink. Компания из Китая производит широкий спектр товаров для управления осветительными приборами.
7. Kopou. Еще одна компания из Китая предлагает диммер в виде брелока.

Схема подключения

Умные выключатели света отличаются простотой установки. При желании их можно смонтировать своими руками. Нужно лишь четко придерживаться требований инструкции. Установка займет буквально несколько минут.

Процесс монтажа включает два этапа:

1. Установку приемника сигналов.
2. Установку управляющей кнопки (то есть самого выключателя).

В приемнике имеется от двух до четырех проводов. Чтобы определить, какой из проводов - вход, следует прочитать инструкцию. Другие проводники являются выходами (в двойном выключателе будет пара таких проводов). Монтаж подразумевает разрывание фазы, подающей электропитание на осветительный прибор. Далее следует подключение к электроцепи.

Если имеется больше одной группы освещения, действия будут такими:

1. Подаем нулевые провода на освещение.
2. Разветвляем фазу на Wi-Fi.
3. Направляем фазу по отдельности к каждой группе светильников.

Выключатель устанавливается рядом последовательных операций. Вначале высверливаем отверстие в стене. Далее устанавливаем пластиковый подрозетник в выемку. Установочный процесс здесь ничем не отличается от монтажа обычного выключателя света. Единственное существенное отличие - нет необходимости в прокладке электропроводки. Достаточно закрепить кнопку в коробке.

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

В прошлых своих публикациях я знакомил Вас с и сенсорным , управляемых, как в ручную, так и с пульта управления.

Но сегодня Ваше внимание я хотел бы обратить на реле (переключатель) Sonoff версии Basic с возможностью управления прямо c мобильного телефона через сеть Wi-Fi или Интернет.

Реле Sonoff Basic представляет из себя небольшое по габаритам устройство (88х38х23 мм), которое без проблем можно разместить за потолочным пространством, в строительной нише, или чаше люстры или светильника.

Его стоимость на момент выхода статьи составляет чуть меньше 300 рублей. Как Вы понимаете, это вполне приемлемые деньги, к тому же за такой современный девайс. Приобрел я его на всем известной торговой площадке АлиЭкспресс (ссылочка будет в конце статьи).

В комплекте прилагались две защитные крышки с крепежными шурупами, а вот инструкции, к сожалению, не было.

Реле Sonoff имеет следующие технические характеристики, часть которых отображена прямо на его корпусе:

• максимальный ток управляемой нагрузки 10 (А)
• напряжение питания от 90 (В) до 250 (В)
• стандарт беспроводной связи 802.11 b/g/n
• протокол безопасности WPA-PSK/WPA2-PSK
• температура эксплуатации от 0°С до 40°С
• масса около 50 г

Возможности реле Sonoff Basic:

• управление нагрузкой через Wi-Fi
• управление нагрузкой через Интернет
• управление нагрузкой по заданному таймеру, как с прямым, так и с обратным отсчетом
• управление нагрузкой с нескольких мобильных телефонов

Вот такие вот возможности имеет реле Sonoff. Его можно смело применять в системах умного дома и для прочих различных нужд и потребностей.

Сначала я Вам расскажу о том, как подключить Sonoff, а затем проверим все его заявленные способы управления на практике.

Итак, поехали.

Установка и подключение реле Sonoff

Для работы реле Sonoff ему необходимо напряжение питания 220 (В), а значит его без проблем можно установить в удобном для Вас месте, например, в чаше люстры или прямо под натяжным потолком, а также непосредственно в распределительной коробке, если там предостаточно места.

Для крепления реле к поверхности у него имеются два крепежных отверстия.

Схема подключения реле Sonoff очень простая.

На клеммы (L) и (N) со стороны (Input-Вход) подключается, соответственно, фаза и ноль питающего напряжения 220 (В). Естественно, что при подключении не забываем про .

Обратите внимание, что подключаемые жилы должны быть сечением не больше 1,5 кв.мм. Но я все же попробовал подключить жилы сечением 2,5 кв.мм. В результате, жесткий (однопроволочный) провод еще можно подключить без проблем, а вот гибкий (многопроволочный) со уже с большим трудом вставляется в клемму, так что пришлось его даже не много сплющить и деформировать.

Для примера я использовал питающий кабель марки ПВС, который как раз таки имеет сечение 2,5 кв.мм. На другом конце кабеля имеется вилка, которую в дальнейшем я подключу в любую розетку с напряжением 220 (В).

На клеммы (L) и (N) со стороны (Output-Выход) подключается, соответственно, фаза и ноль нагрузки.

Для удобства подключения нагрузки, на выход реле я подключил розетку.

Кстати, клеммные крышки несут не только защитную функцию, но и играют роль зажимов питающих проводов или кабеля.

Вот так получается все красиво и аккуратно. Реле Sonoff подключено.

В качестве нагрузки я подключил светодиодную лампу, про в одной из своих статей.

Вот простенький пример схемы подключения реле Sonoff для группы светильников.

Кстати, в качестве нагрузки не обязательно использовать только лишь лампу или группу ламп. На выходные клеммы можно смело подключать любую другую нагрузку, не превышающую номинальный ток 10 (А). А если Вам все же необходимо управлять нагрузкой, имеющей значение тока выше 10 (А), то ее можно подключить к контактору, а с помощью реле уже управлять катушкой этого контактора.

В связи с этим можно добавить, что при использовании контактором можно управлять, хоть однофазной нагрузкой, хоть трехфазной, хоть переменным током, хоть постоянным.

Будет это выглядеть примерно вот так.

Таким образом, сфера применения реле Sonoff очень широкая и разнообразная. Им можно управлять, хоть одной лампочкой, хоть мощным однофазным электронагревателем, хоть трехфазным электродвигателем и т.д. Все зависит только от Ваших нужд и потребностей.

А теперь рассмотрим все возможности управления реле Sonoff более подробнее.

Вскрывать реле и смотреть его устройство я не буду, на этот счет уже предостаточно информации в Интернете — посмотрите соответствующие ресурсы по электронике. И судя по отзывам, исполнение у реле вполне достойное. Кстати, кому интересно знать, то реле собрано на базе известного китайского микроконтроллера ESP8266.

Управление нагрузкой через телефон по сети Wi-Fi

Прежде чем рассказать про управление реле через Wi-Fi, скажу, что им можно управлять и в ручную. Для этого на его корпусе имеется небольшая утопленная кнопочка черного цвета. Так вот при одном кратковременном ее нажатии реле включается, а при повторном нажатии, соответственно, отключается. Причем для этого не обязательно, чтобы реле было подключено к сети Wi-Fi — управление будет осуществлять и в Offline режиме.

Но помимо этого кнопочка несет в себе и другой функционал, о котором я расскажу чуть ниже.

Для реализации возможности управления нагрузкой через Wi-Fi и Интернет необходимо установить на телефон мобильное приложение eWeLink. Это приложение можно найти, как для устройств с Android, так и с iOS. Для облегчения поиска приложения можно воспользоваться необходимыми QR-кодами на упаковке.

Для устройств с Android приложение eWeLink можно бесплатно скачать с Google Play и без особых проблем установить себе на телефон. Интерфейс программы поддерживает русский язык.

Для устройств с iOS данное приложение доступно в App Store. Скачивать и устанавливать данное приложение на iPhone или iPAD я не пробовал, поэтому, кто опробовал данное приложение на устройствах с iOS, отпишитесь пожалуйста в комментариях о результатах.

После установки приложения eWeLink необходимо будет сразу пройти регистрацию, указав страну и свой электронный адрес. При этом телефон должен обязательно быть подключен к Интернету.

После этого на почту придет проверочный код (действителен 30 минут), который необходимо ввести в соответствующей строке «Email код». На этой же страничке необходимо ввести пароль для входа в свой будущий аккаунт (не менее 8 символов).

Кстати, на почтовые сервисы Mail.ru и Mail.yandex.ru (Яндекс-почта) письма доходят без проблем. Но насколько я осведомлен, то на почтовый сервис Gmail.ru (Гугл-почта) письма с проверочным кодом доходят не всегда, так что учтите данный момент.

Затем необходимо выполнить сопряжение реле и роутера путем длительного удержания (в течение 5 секунд) той самой кнопки на корпусе выключателя, после чего на реле заморгает зеленый светодиод. Ставим галочку на первом режиме подключения и нажимаем «Далее».

Теперь необходимо выбрать из списка нашу Wi-Fi сеть и ввести от нее пароль. Чтобы каждый раз не вводить пароль, то можно поставить галочку «Запомнить пароль». Нажимаем «Далее», после чего начнется поиск нашего устройства и его регистрация (по времени это заняло у меня не более 2-3 минут).

После успешного сопряжения, реле автоматически передает данные на китайское облако (Amazon AWS или Coolkit), что дает возможность управлять им через Интернет. Но к этому я еще вернусь чуть позже.

Как видите, наше реле теперь отображается в списке всех устройств (пока оно единственное в списке, но совсем в ближайшее время появятся и другие).

Когда реле находится в Online (в сети), то на его корпусе всегда горит зеленый светодиод. Как только светодиод начинает моргать, то значит связь с роутером или Интернетом утеряна. Как раз по этом индикатору и удобно определять, находится реле в сети (Online) или нет (Offline).

Пока я тестировал данное устройство, проблем с потерей сети я не замечал. Устройство всегда находится в сети и стабильно реагирует на команды управления.

Теперь можно попробовать включить реле через телефон. Для этого нажимаем на «Реле 1». Тут же появилась красная надпись о том, что необходимо обновить приложение eWeLink, хотя в Google Play обновление не отображается.

Заходим в настройку устройства (три точки в правом углу) и видим, что приложение имеет текущую версию 1.5.2, а доступна более новая версия 1.5.5. Нажимаем на иконку «Скачать» и начинается обновление приложения. После обновления красная надпись исчезает, а в настройках мы можем увидеть новую актуальную версию 1.5.5.

Запомните!!! Главное условие работы реле — это наличие доступа в Интернет.

Если вдруг пропадет доступ в Интернет, то на корпусе реле начнет мигать зеленый светодиод, а в приложении на его вкладке отобразится режим Offline (Офлайн), т.е. не доступен для управления.

Итак, чтобы включить наше «Реле 1», необходимо войти в него и нажать на круглую виртуальную кнопку в центре экрана. Причем управлять реле можно и из общего списка всех устройств, нажимая на соответствующую маленькую кнопку (слева). В общем, кому как понравится.

При отключенном положении реле кнопка имеет белый цвет с заливкой вокруг нее серого фона. При включенном положении реле — кнопка изменяет свой цвет на зеленый, а фон вокруг нее становится синим.

Помимо банальных принципов управления можно задать время включения или отключения реле по таймеру, настроив соответствующую дату и время его управления.

Причем удивило то, что реле срабатывает по заданному таймеру даже тогда, когда находится вне сети (Offline), а значит все заданные программы таймера хранятся непосредственно в памяти реле.

Нажимаем на кнопку «Добавить таймер» и переходим на страницу настройки таймеров. Каждый таймер настраивается, либо на включение реле, либо на отключение. Всего имеется два варианта настройки таймера:

• однократный (разовое срабатывание по заданной дате и времени)
• повторный (периодические срабатывания по заданной дате и времени, в том числе с указанием конкретных дней недели)

Помимо таймера прямого отсчета, имеется таймер обратного отсчета. Очень нужный функционал для определенных целей. Настраивается он аналогично прямому таймеру, только с возможностью однократного срабатывания.

Помимо прямого и обратного таймеров, во вкладке «Настройки» (три точки в правом углу) имеется цикличный таймер.

В этой вкладке можно настроить различные варианты циклов срабатывания реле. Об этом я подробно рассказывать не буду, т.к. здесь все просто и интуитивно понятно.

Общее количество настроенных таймеров, включая цикличный таймер, может быть не более 8. И будьте внимательны, т.к. при наложении друг на друга времени различных таймеров ни один из них может не сработать!!!

Также в настройках можно указать, в каком положении будет оставаться реле, если вдруг с него будет отключено питание 220 (В). Здесь есть три варианта. Устанавливая соответствующие галочки можно выбрать, что при повторном появлении питания 220 (В) реле может, либо включиться, либо отключиться, либо остаться в исходном состоянии.

Кстати, это очень удобная функция. Вот даже вспомните про нюанс , который при исчезновении и повторном появлении питания 220 (В), почему-то всегда включается, причем даже находясь в отключенном исходном состоянии. А представьте себе, что Вас нет дома, чуть «моргнуло» напряжение в сети и контроллер самостоятельно включил люстру. Здесь такого инцидента не произойдет, т.к. в подобном случае все можно настроить под Ваши потребности.

Помимо сказанного выше, все подключенные у Вас устройства в приложении eWeLink можно группировать между собой и объединять различными сценариями.

А можно ли управлять реле сразу с нескольких телефонов?

Можно! Естественно, что при этом на каждый телефон необходимо установить приложение eWeLink.

Здесь есть два варианта. Первый вариант, это заходить в приложение eWeLink под одинаковым именем и паролем с разных телефонов и управлять реле.

Правда вот, если на одном телефоне войти в приложение, а затем в это же время войти в приложение под этим же логином и паролем, но уже на другом телефоне, то на первом телефоне возникнет ошибка и происходит автоматический выход из приложения. При этом второй телефон остается в приложении и с помощью него можно управлять устройствами.

При этом хотелось бы отметить, что при управлении реле с одного телефона, его статус отображается практически мгновенно сразу же на всех телефонах, которые к нему подключены.

Управление нагрузкой через Интернет

Помимо управления реле через телефон по сети Wi-Fi, им также можно управлять и через Интернет из любой точки Вашего местонахождения, т.е. абсолютно из любой точки Мира, где есть доступ в Интернет.

Итак, для управления выключателем через Интернет, необходимо войти в это же приложение eWeLink под своим именем и паролем, которые Вы указали при регистрации. А дальше все по аналогии. Это же приложение, эти же настройки, эти же кнопки управления, и т.п., разница лишь в том, что Вы находитесь не дома в зоне действия Вашей Wi-Fi сети, а на расстоянии сотни и тысяч километров от дома.

Немного об облаке.

Но все же без Интернета управлять реле Вы не сможете, т.к. управление идет не через локальную сеть, а через сеть Интернет, т.е. то самое китайское облако, про которое я упоминал выше. И не важно, управление идет через Wi-Fi или через Интернет, обращение при управлении всегда идет через облако, а для доступа к облаку нужен доступ в Интернет.

В связи с этим различные умельцы уже придумали как отвязать данное устройство от китайского облака или сделать управление только через локальную домашнюю сеть. Кому интересно, то данную информацию можно найти на определенных ресурсах.

Кстати, если Вам необходимо аналогичное устройство, но с дополнительной функцией радиоуправления с пульта, то можно заказать реле Sonoff версии RF.

Если Вы хотите управлять нагрузкой там, где нет вообще сети Интернет, то можно воспользоваться реле Sonoff версии G1 (GSM/GPRS с поддержкой SIM-карты). Также у данного производителя имеются в наличии реле с датчиками температур и влажности Sonoff ТН10/ТН16 и двухканальные (для управления двумя независимыми нагрузками) реле Sonoff Dual.

А вообще, у производителя Sonoff имеется много различных устройств, о некоторых наиболее интересных и значимых я расскажу Вам на страницах своего сайта, так что подписывайтесь на рассылку, чтобы не пропустить интересные выпуски.

Купить реле Sonoff можно здесь:

1. Sonoff Basic: https://goo.gl/jXyNm3
2. Sonoff RF (с радиоуправлением): https://goo.gl/TRPqN6
3. Sonoff G1(GSM/GPRS с поддержкой SIM-карты): https://goo.gl/EkpTdp
4. Sonoff ТН10/ТН16 (датчик температуры и влажности): https://goo.gl/MWAL5p
5. Sonoff Dual (двухканальный): https://goo.gl/a7rV56

И уже по традиции, видеоролик по материалам статьи, где более наглядно можно посмотреть настройку и управление реле Sonoff:

Из статьи вы узнаете для чего нужен беспроводной выключатель, область применения и разновидности, устройство и принцип работы, преимущества и недостатки, критерии выбора, как подключить своими руками, схемы.

Выключатели беспроводной сети в корне меняют представление об управлении осветительными устройствами, упрощают нашу жизнь и делают ее более комфортной.

Еще недавно такие технологии были недоступны из-за высокой цены и ограниченности производства.

На современном этапе идет тенденция к их удешевлению. Вот почему радиовыключатели и другие их аналоги все чаще воспринимаются с позиции альтернативы классическим выключателям.

Для чего нужен беспроводной выключатель?

Дистанционные системы, обеспечивающие управление теми или иными устройствами на расстоянии, получают все большее распространение. Беспроводный настенный выключатель не исключение.

Он создан для повышения комфорта, а для пожилых граждан и людей с ограниченными возможностями он и вовсе необходим.

С помощью такого устройства можно с легкостью управлять освещением в доме, изменять яркость, включать и отключать лампы.

Кроме того, благодаря особой конструкции, нет необходимости портить стены и проделывать большие отверстия для монтажа.

Сфера применения

Традиционные выключатели постепенно отходят в прошлое из-за неудобства применения, сложности подключения и установки, а также небольшому ресурсу. Беспроводные же аналоги обладают лучшими качествами.

Они отличаются стильным внешним видом и устанавливаются в течение нескольких минут.

Применение таких изделий актуально в следующих случаях:

Разновидности

Беспроводные выключатели не отличаются многообразием, но определенный выбор все-таки имеется.

Они классифицируются по трем основным признакам:

• По типу управления;
• По возможности регулирования уровня освещенности;
• По числу осветительных устройств, которыми они управляют.

С учетом упомянутой выше классификации, можно выделить следующие виды беспроводных выключателей:

Устройство и принцип работы основных элементов устройства

Беспроводный выключатель состоит из следующих элементов:

Электрическая проводка необходима только для светильника и подвода питания к приемнику изделия. Как отмечалось выше, сигнал передается с помощью инфракрасного импульса или радиоволн.

Второй вариант управления более предпочтителен, ведь управление возможно на большом расстоянии и даже из другой комнаты.

Монтаж изделия производится по простой схеме, для реализации которой не нужно иметь глубоких знаний в сфере электротехники.

Старый выключатель можно оставить в качестве дополнительного источника включения/отключения при разряде батарейки в пульте управления.

Управление светом производится следующими способами:

• Путем прикосновения к специальной сенсорной панели;
• Нажатием на механическую кнопку;
• Подачей сигнала с пульта ДУ или телефона.

При дистанционном управлении от ДУ сигнал подается на радиочастотах, что исключает наличие помех и повышает надежность работы устройства.

Стены, мебель и прочие элементы интерьера не будут мешать прохождению команды на включение или отключение источника света.

С помощью пульта ДУ можно управлять одновременно группой беспроводных выключателей (до 8 штук). Благодаря этому, можно не ходить по квартире или дому для отключения света где-то в туалете или ванной комнате.

Радиус действия пульта ДУ зависит от многих факторов - модели изделия, особенностей конструкции здания, применяемых материалов при изготовлении перегородок.

Чаще всего сигнал передается на расстояние от двадцати до двадцати пяти метров. Передатчик питается от батареек.

Недостаток пульта управления в том, что он постоянно теряется и управление освещением приходится осуществлять вручную.

Вот почему все большую популярность получают сенсорные беспроводные выключатели, которые реагируют на обычное прикосновение и применяются в системах «Умный дом».

Некоторые радиовыключатели способны не только включать и отключать лампу, но и регулировать уровень освещенности. В этом случае схема дополняется еще одним элементом - .

Процесс регулирования производится с помощью беспроводного выключателя. Для изменения уровня освещенности необходимо нажать и удерживать палец на кнопке или клавише.

Преимущества и недостатки беспроводных выключателей

Несмотря на удобство применения, беспроводные выключатели нагрузки (в нашем случае освещения) имеют не только преимущества, но и недостатки. Но обо всем подобнее.

• Легкость монтажа. Для установки и подключения не требуется долбить стены и прокладывать отдельную «ветвь» электрической проводки.
• Возможность управления сразу несколькими источниками света с пульта ДУ или через смартфон.
• Большой диапазон действия. Сигнал управления на открытом участке может достигать приемника на расстоянии до 30 метров. При этом стены или предметы мебели не являются препятствием.
• Безопасность для взрослых и детей. Даже случайное повреждение конструкции не несет рисков для здоровья. Рабочий ток в беспроводных дистанционных выключателях минимален и не опасен для здоровья.

• Стоимость таких изделий выше, чем классических «проводных» выключателей. Приверженцы экономии и консерваторы отдают предпочтение привычным изделиям.
• Невозможность управления из-за разряда батарейки в пульте ДУ или невозможность управления по причине слабой Wi-Fi связи.

Особенности и принцип работы дистанционного выключателя света

Более подробно остановимся на беспроводной системе управления. Она включает в себя комплект оборудования, который применяется для управления уровнем освещенности в квартире или доме.

Для управления используется не стандартный выключатель, а специальный пульт ДУ или телефон (про это частично упоминалось выше).

Пульт управления (в зависимости от модели) может быть рассчитан на различное число каналов. Он может действовать на одно или целую группу светильников (до нескольких десятков).

В наиболее продвинутых системах включение производится с помощью датчика движения, подающего сигнал о необходимости включения света в случае приближения человека к контролируемой зоне.

Если правильно настроить датчик движения, он будет реагировать только на человека.

В основе дистанционного выключателя лежит радиопередатчик. Именно он передает сигнал о включении/отключении на осветительные устройства.

Дальность действия, как отмечалось выше, в большинстве устройств составляет до 30 метров. Но в продаже можно найти модели, способные передавать сигнал на расстояние до 300 метров.

Радиопередатчик получает сигнал с пульта ДУ, а далее передает его на источники света. Пульт ДУ, как правило, имеет два канала, но бывают и восьмиканальные модели.

Управление может осуществляться и с помощью выключателя, в который встроен передатчик.

В комплект с беспроводным дистанционным устройством часто включается радиолокатор. Он применяется для подключения пульта и розеток. С его помощью управление может производиться через мобильный телефон. Такие устройства получили название GSM-выключателей.

Управление может производиться одним из следующих способов:

Характеристики, на которые стоит обращать внимание при выборе

При покупке беспроводного дистанционного выключателя стоит обращать внимание на следующие параметры:

• Тип лампочек, которым управляет устройство;
• Материал, цвет и внешний вид корпуса;
• Рабочее напряжение;
• Число каналов;
• Радиус действия;
• Габариты;
• Номинальный ток;
• Комплектация.

Также стоит уделить внимание следующим критериям:

• Рабочий диапазон частот;
• Способ передачи сигнала;
• Наличие кодировки;
• Тип питания передатчика;
• Расчетное время замены батареи;
• Способ крепежа;
• Рабочий диапазон температур;
• Цена.

Что предлагает рынок?

Широкий ассортимент беспроводных дистанционных выключателей позволяет выбрать изделие с учетом цены, характеристик и внешнего вида.

Ниже рассмотрим лишь несколько моделей, которые предлагает рынок:

• Fenon TM-75 - выключатель с дистанционным управлением, выполненный из пластика и рассчитанный на напряжение 220 В. К особенностям устройства стоит отнести наличие двух каналов, 30-метровый радиус действия, наличие пульта ДУ и функцию включения с задержкой.
  К каждому каналу можно подключить по группе осветительных приборов и управлять ими. Беспроводный выключатель Fenon TM-75 можно использовать с люстрами, точечными, светодиодными и , а также другими приборами, работающими от 220 Вольт.
  
• Inted 220V - беспроводный радиовыключатель, предназначенный для крепления на стене. Он имеет одну клавишу и устанавливается в комплексе с приемным блоком. Рабочее напряжение изделия составляет 220 Вольт, а радиус действия 10-50 метров. Крепление беспроводного выключателя света производится с помощью саморезов или на двухсторонний скотч. Корпус выполнен из пластика.
  
• INTED-1-CH - выключатель света с дистанционным управлением от ДУ. С помощью этой модели можно управлять источниками света дистанционно. Мощность ламп может составлять до 900 Вт, а рабочее напряжение изделия равно220 В. С помощью радиовыключателя можно управлять оборудованием, включать и отключать свет или сигнализацию. В основе изделия лежит приемник и передатчик. Последний имеет вид брелока, имеющего небольшой размер и передающего сигнал на расстояние до 100 м. Корпус изделия не имеет защиты от влаги, поэтому при монтаже на улице необходимо предусмотреть дополнительную защиту.
  
• Беспроводный сенсорный выключатель с управлением через пульт ДУ. Изделие крепится на стене, отличается небольшими габаритами и выполнено из закаленного стекла и ПВХ. Рабочее напряжение составляет от 110 до 220В, а номинальная мощность - до 300 Вт. В комплектацию входит выключатель, пульт ДУ и болты для крепления аксессуара. Средний цикл жизни составляет 1000 нажатий.
  
• Inted 220 В на 2 приемника - беспроводный выключатель освещения для крепления на стене. Управление производится с помощью двух клавиш. Корпус выполняется из пластика. Рабочее напряжение составляет 220 В. Количество независимых каналов - 2.
• BAS-IP SH-74 - беспроводный радиовыключатель, имеющий два независимых канала. Управление производится с помощью мобильного телефона на операционной системе Андроид. Для работы необходимо установить приложение BAS. Модель SH-74 применяется для управления лампами накаливания, имеющими мощность до 500 Вт, а также лампочками дневного света (ограничение по мощности - 200 Вт).
  
• Feron TM72 - беспроводный выключатель, управляющий освещением на расстоянии до 30 метров. Источники света объединяются на приемный блок, а включение и отключение производится с помощью пульта. В модели TM72 предусмотрено два канала, к каждому из которых можно подключить определенную группу устройств. Изделие имеет большой запас по мощности на один канал (до 1 кВт), что позволяет подключать различные типы источника света. Большим плюсом модели является наличие задержки, равной от 10 до 60 секунд.
  
• Беспроводный 3-канальный выключатель на 220В Smartbuy предназначен для подключения источников света на три канала с ограничением по мощности до 280 Вт. Номинальное напряжение питания составляет 220 В. Управление производится от пульта ДУ, имеющего диапазон действия, равный 30 метрам.
  
• Z-Wave CH-408 - радиовыключатель настенного типа, позволяющий программировать различные сценарии управления световыми приборами. При необходимости к нему можно подключить до восьми выключателей. Из дополнительных возможностей стоит выделить управление Z-Wave устройствами (до 80-ти) и удобство настройки вне зависимости от главного контроллера. Устройство питается от двух батареек, при разряде которых подается соответствующий сигнал. Обновление прошивки производится по сети Z-Wave. Максимальное расстояние до контроллера не должно превышать 75 метров. Класс защиты - IP-30.
  
• Feron TM-76 - беспроводный выключатель освещения, который управляется дистанционно с помощью радиосигнала. Приемник соединяется с источниками света, а пульт ДУ управляет приемным блоком на расстоянии до 30 метров. Модель Feron TM-76 имеет три независимых канала, к каждому из которых можно подключить свою группу осветительных приборов. Управление в этом случае будет производиться раздельно, с помощью пульта. Максимальный запас мощности составляет до 1 кВт, что позволяет подключать лампы различных типов (в том числе и накаливания). Рабочее напряжение составляет 220 В.
  

Как подключить беспроводный дистанционный выключатель своими руками

Рассмотрим порядок подключения беспроводного выключателя на примере Zamel RZB-04.

В комплект поставки модели входят следующие элементы:

• 2-канальный радиоприемник небольших размеров (тип ROP-02);
• 2-канальный 4-х режимный радиовыключатель (тип RNK-04);
• Крепление для установки изделия (дюбели с саморезами, а также вспененный двухсторонний скотч).

Приемник может работать в пяти разных режимах:

• Включение. При включении клавиши происходит зажигание одного или нескольких светильников. Настроить включение можно на любое из положений клавиш.
• Отключение. Принцип аналогичен тому, что рассмотрен выше. Разница в том, что при нажатии на клавишу происходит выключение света.
• Моностабильный. В этом режиме свет будет гореть только в период нажатия кнопки. После его отпускания происходит отключение лампы.
• Бистабильный. В этом случае каждое нажатие приводит к изменению состояния - включение и отключение происходит циклически.
• Временный. Здесь после нажатия на клавишу свет будет гореть определенное время. Эта опция полезна при установке беспроводного выключателя в подъезде, спальне или длинном коридоре. При входе можно зажечь свет, пройти определенное расстояние (дойти до кровати), после чего свет отключится.

Чтобы правильно подключить приемник, внимательно изучите схему. Для начала подайте напряжение (подключить фазу и ноль). К выключателю прокладывается только фазный провод, без нуля, поэтому его монтаж производится в месте установки светильника (люстры).

При наличии монолитного потолка, в который невозможно установить приемник, скройте изделие в подрозетнике. В иных случаях контроллер устанавливается в основании люстры, что считается наиболее удобным вариантом.

Для получения фазы, которая будет идти безразрывно и постоянно подавать напряжение на приемное устройство, требуется включить выключатель или соединить провода напрямую.

Второму варианту и отдается предпочтение. Перед выполнением этой работы рекомендуется отключить подачу электрической энергии с помощью автомата и проверить отсутствие напряжения.

Теперь необходимо сделать безразрывную фазу, для чего фаза соединяется с одним из проводов, направляющихся к люстре. Для обеспечения максимальной надежности используйте клеммники ВАГО.

При выполнении работ под рукой должна быть схема подключения дистанционного выключателя.

По ней видно, как подключить устройство:

• К контакту «L» необходимо подвести фазный провод. При этом проводить его через выключатель не нужно - изделие работает в постоянном режиме.
• К клемме «N» подключите нулевой проводник, который берется из распределительной коробки.
• К контакту «OUT1» подсоединяется фаза, которая идет на группу или один светильник. Здесь потребуется 0-ой проводник, который можно взять с распредкоробки или приемника (клемма N).
• К «OUT2» подключите фаза, которая идет ко второй группе или одному светильнику. Как и в прошлом случае, ноль берется из распредкоробки или с клеммника N приемника.
• К «INT1» подведите импульсный выключатель. Особенность в том, что при нажатии он отправляет только кратковременный сигнал. После срабатывания меняется режим работы 1-й группы светильников. Благодаря этой особенности, приемником ROP-02 можно управлять с применением пульта или стационарного импульсного выключателя.
• К «INT2» требуется подключить импульсный выключатель (один или группу). После нажатия на него будет меняться режим работы 2-й группы. Принцип здесь такой же, как описан выше.

Теперь необходимо объединить дистанционный выключатель света вместе с приемным устройством, связать их друг с другом и определиться с режимом работы. Для этого требуется сначала подать электричество.

Теперь выберите подходящий режим работы выключателя. Чаще всего подходит стандартный вариант - при переводе выключателя вверх происходит включения, а вниз - отключение.

Для программирования такого режима сделайте следующее:

Перепрограммирование второй кнопки производится по аналогичному принципу. Разница в том, что все манипуляции будут производиться со второй (незапрограммированной) клавишей.

Как только работа завершена, приступайте к монтажу изделия на стену. Для этого в комплекте предусмотрен скотч с двусторонним липким основанием, а также дюбели с саморезами.

Самый простой путь - применение двустороннего скотча, ведь для этого не требуется никакого инструмента. Кроме того, при необходимости можно изменить положение выключателя.

Для удобства пользования двухсторонний скотч поделен на четыре небольших квадрата, которые приклеиваются по периметру изделия, предварительно необходимо снять защитный слой. Остается поставить выключатель в выбранном месте по уровню.

Монтаж беспроводного дистанционного выключателя завершен, и можно ставить контрольную лампу, после чего проверять работоспособность системы.

Для этого переключите клавишу вверх - свет должен загореться, а вниз - погаснуть. При срабатывании выключателя зажигается индикатор.

Беспроводные дистанционные выключатели еще недавно относились к разряду новых и недоступных технологий. С ростом производства и конкуренции снижается цена, что делает покупку доступной каждому человеку.

Главное - внимательно подойти к выбору изделия, разобраться с основными параметрами и отдавать предпочтение моделям проверенных производителей.

Примерно года три назад я пробовал реализовать выключатель по 1-wire шине. Как все работало мне очень не понравилось.

• Единая точка отказа т.к. вся логика на сервере;
• Медленная скорость;
• К каждому выключателю придется тянуть от 2х проводов(идеально «витуху»).

В следствии чего все это было удачно заброшено, другие беспроводные решения рассматривались, но были исключены в виду дороговизны, небезопасного протокола и сложности реализации. Хотелось чего то простого с минимумом компонентов, со своей логикой и дешёвого. Не давно заказал 2 штуки esp8266 просто для забавы, не зная, чего конкретного с ними можно сделать. После 2-х вечеров разборок с чипом вспомнил незавершённое дело с кнопкой и решил довести до логического конца.

На данный модуль уже существует некоторое количество прошивок, так же вы можете писать прошивку под себя, используя SDK, но не стал вникать в подробности написания, т.к. после изучения API nodeMCU понял, что данного функционала мне хватает с запасом и прошил оба модуля.

Железо

Себестоимость важный фактор для простого выключателя, так что пытался использовать как можно меньше частей. Решил сделать из того что было дома, но пришлось купить твердотельное реле. Кстати, «релюшка» стоит дороже wifi модуля и ее можно заменить на оптопару, симистор и обвязку, схемы включения легко ищутся в интернете. Был случай, когда плохой контакт в патроне лампочки выбил симистор на коротко. Посмотрим, как покажет себя оптореле, ведь раньше с ними не работал. Стоит учесть для большой нагрузки установка радиатора обязательна.

Тут сразу столкнулся с проблемой, если на gpio при включении он уходил на землю, плата переходила или в режим прошивки или в непонятный режим, т.к кнопка у нас нормально разомкнута, с ней переделывать нечего не стал и так и оставил замыкаться на землю, а оптореле повесил на плюс через резистор и включал подачей 0, выключал подачей 1, соответственно. В итоге получилась такая схема:

Внимание схему стоит улучшить! Выход на реле стоит подать через транзистор, а кнопку подтянуть через резистор от плюса. Ингредиенты получились такие:

• выключатель;
• пружинка(для переделки выключателя в кнопку);
• сам esp8266;
• твердотельное реле использовал(S202T02);
• платка для конструирования;
• резистор 470 Ом;
• провода;
• разъемы по вкусу;
• зарядка от телефона 400мА 5v;
• стабилизатор 1117 3.3v;
• пара конденсаторов.

Переделка выключателя не заняла много времени, выкинул стандартный светодиод. Протянул провода от модуля в центре выключателя, сам модуль расположил снаружи под пластмассовой кнопкой, а силовая часть внутри. Не много фотографий процесса (фото с телефона):

nodeMCU

Прошивка использует Lua язык программирования, данный язык похож чем то на Javascript. Версия ещё сыроватая, но уже базовый функционал вполне не плохо реализован. Сразу после загрузки модуль начинает исполнять файл скрипт init.lua , в чистой прошивке этого файла нет, вам приходиться его создать руками. Все операции можно осуществлять через консоль подключенным к «com» порту, для упрощения заливки файлов в модуль есть скрипт luatool . Заливка работает следующим образом и данный код полностью показывает процесс записи в файл.

File.open("init.lua","w") file.writeline([]) file.writeline([[--comment]]) file.close()

Пример чтения конфигурационного файла. Выглядит не очень. Может есть и другой вариант сериализованных данных.

File.open("config") c_wifi_ssid = string.gsub(file.readline(), "n", "") c_wifi_key = file.readline() file.close()

Пример цикла с использованием API с паузой в 1000 миллисекунд представлен ниже:

Tmr.alarm(1000, 1, function() if wifi.sta.getip()=="0.0.0.0" then --текущий ip print("connecting to AP..."..c_wifi_ssid.."/"..c_wifi_key) else print("ip: ",wifi.sta.getip()) tmr.stop() -- alarm stop end end)

Работа с GPIO

Если у вас модель модуля ESP-01 новой ревизии, то вам доступно всего 2 gpio, не прибегая к грязному хаку.

Решил отказаться от такого хака и воспользоваться тем, что есть.

Один gpio кнопка и второй выход на твердотельное реле. Есть еще Tx, но заставить работать как gpio у меня не получилось, и для индикации я просто передаю сообщения в консоль print() . Пока закостылил именно так. Чем длиннее сообщение, тем дольше и ярче вспыхивает светодиод. Владельцы данной модификации пролетают лесом и с такими функциями как (node.key, node.led), т.к. они могут использовать только GPIO16, который тоже не разведен на плате.

Все gpio могут работать в нескольких режимах (OUTPUT, INPUT, INT), но интересно то, что функция gpio.read() , прежде чем считать, подает низкий уровень, даже если установлен режим OUTPUT. То есть, чтобы получить текущее состояние выхода, это не подходит. Пришлось использовать внешнюю переменную и писать две функции для удобства, а уже через переменную определять активность.

Function on() gpio.write(8,gpio.LOW) oo=1 end function off() gpio.write(8,gpio.HIGH) oo=0 end

В качестве событий можно использовать callback gpio.trig(pin, type, function(level)) , второй параметр может принимать следующие значения «up», «down», «both», «low», «high». Тут, кажется, все ясно. Если у вас вывод находится в состоянии 1 и мы его опускаем на землю, срабатывает down, потом при поднятии срабатывает up, но, к моему сожалению, такого не происходило, в консоли я видел только down в зависимости от скорости нажатия кнопки событие срабатывало 1 или 2 раза. Решил поставить цикл с паузой и бряк по 1 на gpio.

For i=1,1000 do print(i) tmr.delay(10) tmr.wdclr() -- сбрасывает счетчик и предотвращая авто перезагрузку end

Но пауза не отработала, а без паузы устройство уходило в перезагрузку. Зато print(i) вносил хорошую задержку. Сделал через tmr.alarm , но в текущий момент активный цикл может быть только один, что не очень подходит.

Function down() tmr.alarm(100, 1, function() timer = timer + 1 -- ok if gpio.read(9) == 1 then print(timer) tmr.stop() if timer < 20 then switch() else -- ... end timer = 0 end tmr.wdclr() end) end gpio.trig(9, "down", function (gp) if timer == 0 then timer = 1 down() end end)

HTTP сервер

Сервер запускается как 2 пальца, но никакого массива параметров запроса не получите. Пока непонятно, как оптимальнее: или писать свой велосипед, или find по подстроке. Согласитесь, выглядит ужасно. В данном примере ищется 2 параметра key и mode=off,on,party. Последний режим – это простое мигание лампочкой каждые 200мс, можно поставить и побыстрее, но побоялся за лампочку и отпореле.

Function HTTPd() print("start http serv") srv=net.createServer(net.TCP, 5) srv:listen(80,function(conn) conn:on("receive",function(conn,payload) print(payload) if string.find(payload, "key="..c_api_key) then msg = "key_ok" if string.find(payload,"mode=on") then on() else if string.find(payload,"mode=off") then tmr.stop() off() else if string.find(payload, "mode=party") then party(200) end end end else msg = "error_key" end conn:send("

mode= key="api_key"

Не так сложно написать простенький веб-интерфейс, а скрипты и стили расположить на внешних серверах. С модуля забирать только index страницу и общаться с ним, допустим, по json, так не будет большой нагрузки и все влезет в файловую систему, но мы становимся зависимыми от наличия интернета.