智能家居之旅：如何使用HA交流通断器来控制家里的电器？

2024-08-20 安信可科技公众号
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项目想法

前两天开源的USB小夜灯控制器，真的让笔者体验到了智能家居的乐趣，特别是朋友说出门又忘了关灯的时候！这时候直接拿出手机远程关闭了家里的小夜灯，可以说，只要在 "种花家"，我就能在任何有网络的地方远程控制家里的小夜灯。


正所谓人都是有追求的，小夜灯毕竟只是个小灯，要是能控制家里的照明灯，甚至是热水器，电磁炉，电饭锅这种电器的开关，那就更好了！


所以，今天分享一个能控制220V通断的设备——交流通断器


01 控制原理

想要使用WiFi或者蓝牙等低电压直流设备，就必须要使用一个重要器件——继电器。


为什么继电器能控制220V甚至更高电压？下面是一个继电器的内部示意结构图



可以看到，接口里面有：线圈、铁芯、铁棒、弹簧和两个触点。


其实它利用了我们中学物理课中学过的，电生磁原理：当给线圈通电（一般是直流电）之后，线圈中间的铁芯会产生磁力，把铁芯上方的铁棒吸下来，这时候铁棒的触点就会接触到下方触点，交流电导通，灯泡会亮。给线圈断电之后，弹簧会把铁棒拉上去，触点接到了上面，灯泡电路断开，灯泡熄灭。


02 继电器的选择

市面上的继电器五花八门，种类繁多，怎么选择适合自己的继电器呢？一般优先考虑以下参数：


最大转换电压

最大转换电流

额定驱动电压：3.3V\5V\12V\24V

开关类型一般有：常开、常闭、转换

体积大小


最大转换电压和最大转换电流决定了继电器能控制的电器，实际生活中，我见过最大功率的电器就是热水器3500W（220V 16A）,所以项目当中，继电器至少选择16A转换电流的。


因为继电器的功耗都比较高（几十到200mA不等），为了WiFi模块能够正常工作，继电器不能使用3.3V，所以就选择5V的，考虑通断器只有断开和闭合功能，所以开关类型就用常开就行。


体积越小越好，推荐一个比较适合的继电器：HF115F/005-1HS3AF。

特性：250V 16A控制能力，5V驱动，29*12.7*15.7mm



03 继电器驱动电路

因为继电器是5V驱动，所以使用PMOS管来控制5V通断最合适不过，然后为了保护模组IO，加入光耦直接实现电源隔离：



04 电源供电选择

既然是控制220V交流，那么供电也直接使用220V交流好了，就不需要外接电源适配器提供5V。项目直接使用 AC-DC转换模块，直接由220V转5V 700mA电流，满足模组+继电器所需了。



05 接线接口选择

项目的接线想法是不需要拧螺丝，快速接线，当年做灯的控制器的时候，发现了一种快速接线的接头：


插针式固定，容易焊接

额定电流32A，电压400V

不需要拧螺丝



06 模组电路和烧录接口预留



烧录接口（串口）的预留是直接在PCB添加测试点的方式放置，测试点大小：1mm



打板完成之后焊线或者用烧录针来完成程序烧录和调试


07 网络指示灯


08 继电器测试按键

为了没有焊模组的情况下测试继电器是否正常通断。


09 PCB绘制

元件布局

因为涉及到220V高压，所以布局的时候必须把直流元件和交流元件分开（距离越大越安全）：


布线

同样的，布线的时候交流线电流和直流电路尽量分开：

因为可能接入大功率电器，所以零线和火线的线宽尽量加大，这里直接使用铺铜的方式走线。


特别说明：

为了防止雷击损坏，在百度上抄了个防雷电路，不要参考这个防雷布局，因为笔者也不懂其中要点，如果有懂友，希望给个建议。

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Y-P,UEZ3L-63/D101NDA-Y-P,UEZ3

选型指南  -  宏发  - 2023年05月 PDF 中文 下载

安信可科技（Ai-Thinker）物联网专用模组&天线选型指南

目录- LoRa product    Radar product    WiFi+Bluetooth products    2.4G Series Module    GPS Series Module    UWB & 4G series module    GPRS series module    Offline Voice Module Series    Antenna   

型号- RA-01SH,PB-02-KIT,RTL8720 SERIES,AI-WB1,AI-WB2,AI-WB2-M1,HI-07S-KIT,TB-02-KIT,AI-WB2-12F-KIT,AI-WB2-13-KIT,AI-WB2-13U,AI-WB2-01S,A9,SX1268,RA-01SC,TG-02-KIT,PB SERIES,RTL8710BX SERIES,GPS SERIES,AI-WB2-01M,VC-01-KIT,HI-12F,TB SERIES,HI-12F-KIT,BW16,AI-WB2 SERIES,BW15,BW14,TG-12F-KIT,BW12,RTL8710BX,A9G,HI SERIES,AI-WB2-12S,PB-03,SX126X,AI-WB1-32S,HI-07S,HI-07SL-KIT,PB-01,PB-02,RG-02,AI-WB1-32S-KIT,RTL8720DN,AI-WB2-12F,TG-01M,AI-WB1SERIES,NF-05,NF-02-PA,NF-04,NF-03,BW16-KIT,NF-01-S,SX127X,TB-03F-KIT,LLCC68,TG-02,AI-WB2-07S,NF-01-N,NF-02-PE,AI-WB1-32S-CAM,GP-02-KIT,AI-WB2-M1-I,TG-02M-KIT,TG-02M,RA-08-KIT,GP-01,GP-02,CA-01-KITC,CA-01,2.4G SERIES,AI-WB2-13,PB-03F,PB-03M,TG SERIES,TB-04-KIT,TB-05,GPRS SERIES,TB-04,TG-02F,TB-02,RTL8720DN SERIES,TG-02F-KIT,4G SERIES,PB-03M-KIT,AI-WB2-32S-KIT,BU01,RA-01,PB-03-KIT,ESP32-G,RTL8720,RA-08H,NF-04-MI,VC-02-KIT,NF-05-S,RA-01S,HI-12FL,RA-01H,HI-07SL,AI-WB2-32S,RA-01SCH,PB-01-KIT,RTL8720CF,TG-01M-KIT,TG-12F,AI-WB1-A1S,AI-WB1-12F,TB-03F,BW15-KIT,GPRS,UWB SERIES,GP-01-KIT,AI-WB1-12F-KIT,NODEMCU-BU01,RA-08H-KIT,RD-01,RA-02,RTL8720CF SERIES,RA-08,VC-02,VC-01,HI-12FL-KIT,PB-03F-KIT

选型指南  -  安信可科技  - 2023/09/19 PDF 中文 下载

安信可科技(Ai-Thinker)是国内领先的物联网无线通信模组供应商，公司集研发、生产、销售于一体，专注于物联网通信应用，致力于为全球物联网终端提供WiFi、蓝牙、LoRa、雷达、离线语音、UWB、NB-IoT、GPS/GPRS等稳定可靠的物联网软硬件无线连接方案。

WiFi模组 蓝牙模组 LoRa模组 雷达模组 离线语音模组 UWB模组 NB-IoT模组 2.4G模组 GPS模组 GPRS模组 胶棒天线 吸盘天线 羊角天线 陶瓷天线 GPS天线 FPC天线 PCB天线 弹簧天线 弹片天线 NB天线 转接线 射频接头
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浙江美硕（MEISHUO）电气科技股份有限公司，中国继电器行业的高成长型企业，国家高新技术企业，综合经济效益和社会效益跻身国内继电器行业前列。公司成立于2007年，秉承“品质是获得信任的砝码，是竞争致胜的关键，是永无止境的追求，是价值和尊严的起点”的经营理念，

通用继电器 汽车继电器 电力继电器 通讯继电器 工业继电器 新能源继电器 智能家居继电器 储能熔断器 光伏熔断器 风电熔断器 充电桩熔断器 电动汽车熔断器 水家电电磁阀 集成水路电磁阀 智能卫浴电磁阀 高低压开关电磁阀 开水机太阳能电磁阀
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安信可科技上线的LoRa模块Ra-01SCH-P，抗干扰性强，可支持长达10km的远距离传输

Ra-01SCH-P是安信可科技设计开发的LoRa系列模组。该模组用于超长距离扩频通信，其射频芯片LLCC68+主要采用 LoRa™远程调制解调器，用于超长距离扩频通信，抗干扰性强，能够最大限度降低电流消耗。

产品    发布时间 : 2024-08-22

安信可科技无线模组选型表

提供安信可科技无线模组选型,封装:DIP/SMD,尺寸:10.3mm*9.9mm*2.4(±0.2)mm-120.0mm*120.0mm*30.0mm,通信接口:UART/GPIO/ADC/PWM/I?C/SPI/Touch senser/PSRAM/SDIO/Duplex I²S/麦克风/扬声器,最大速率:2.5mW-100mW,参考距离:80m-5km,供电电压:1.9V-5.25V

产品型号
品类
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尺寸(mm)
参考距离(m/km)
供电电压(V)
通信接口
天线形式
工作温度(℃)
最大速率(mW)
封装
NF-01-S
2.4G模组
250Kbps-2Mbps
28.6mm*15.3mm
240m
1.9V-3.6V
SPI
板载天线
-20℃～70℃
5mW
DIP-8

选型表  -  安信可科技 立即选型

【产品】安信可科技WIFI蓝牙二合一模块Ai-WB2系列通过各项性能测试，实测400-500米传输距离

天线作为无线信号辐射和接收的重要器件，有着不可替代的作用。一款天线设计完成后需要经过测试才能确定其性能是否符合设计要求。那么天线性能需要进行哪些性能测试呢？本文以安信可的Ai-WB2-12F模块为例，看看如何测试PCB天线的性能。

产品    发布时间 : 2023-09-20

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提供是德(Keysight)，罗德(R&S)测试测量仪器租赁服务，包括网络分析仪、无线通讯综测仪、信号发生器、频谱分析仪、信号分析仪、电源等仪器租赁服务；租赁费用按月计算，租赁价格按仪器配置而定。

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