智能家居之旅：如何使用HA交流通断器来控制家里的电器？

时间： 2024-08-20 来源：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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型号- CHAR-112A100T,CHDC-148D500SL,CHDC-124D400AS,CH03-S-1120A2,A1-S-124HA2,CHZ02-S-112LA2,A1-S-112HA2F,CHS01-V-112HA2(50G),CHI03系列,CHAR- 112A165C,CHZ03-V-124LA2,CHP5-112BNB2-B60,CHDC-112D200/400SL,CHAR-112A250C,A2-S-124DC2,CHEV-P150D,CH202-S-112LA2,CHDR-112D100H,A1-V-112HAF,A1-V-112DA,A16,CHPV-S150,CHPV-S20,CHEV-H400,A16-V-105DA2F,CHS01-V-112HA2(43G),CHSR6-S-4A2BD2F,CHE-V-112DA2,CHI03-S-105DA2,CHI03L-S-105DA2,CHEV-H250,CHI03L-S-105HA2,CHW-S-112DA2,CHDC-124D200AS,CHI05-V-212H1A2(10A),CHEV-P250,CHAR-112A90C,CHS02-S-112LA2,CHI05-S-212HA4(10A),CHDR-112D100,CHF-S-112DA2,CHSR2-S-AB24D2F,CHDR1-112DO50,CHW-S-112DC,CHEV-P200,CHF-V-112DA2,CHI03,CHI03L-S-112HA2,OTN-V-112DA2,CHEV-112EA120,A1-S-112HA,A2-S-124DA2,CHI03L-S-112DA2,CHAR-112A75C,CHZ03-S-112LA2,CHAR-112A200C,CHZ03-V-112LA2,CHF-V-1120A2,CHS01-S-124LA2,CHI05-S-212HA2,A2-S-112DC2,CHDC-148D200BS,CHDC-148D400AS,CHDR-112D150H,CHEV-H300,CHW-S-1120C2,CHZ01-S-112LA2,A2-S-1120C2,CHAR-112A120C,CHM-V-112DA3,CHEV-112EA250,CHW-S-112DC2,CHDC-148D200SL,CHDC-148D200AS,CHDR1-124DV20,CHDC-112D400ADH,CHDC-148D400BS,A1-S-105HA2,CHI03-S-124DA2,CHAR-112A130,CHFN-V-112DA2,CHFN-S-112DA2,CHDR1-112DV20T,CHEV-P100,CHS01-S-112LA2,CHAR-112A270C,A16系列,CHFN-S-1120A2,CHS01-V-112LA2,CHDC-148D400SL,CHEV-112EA300,CHSR6-S-4A2B24D2F,A1系列,A1-S-112IA2F,CHSR4-S-3A1B24D2F,A1-V-112HA,CHS01-V-112HA2(60G),CHSR4-S-3A1BD2F,CHFN-V-112HA2F(35A),CH902-S-112LA2,CHEV-112S60,A2-S-112DA2,CHEN-V-112DA2,CHPV-S350,CHP8-112DB2-S90,CHM-S-112DA3,CHEV-112EA150,CHP8-112DB2-D90, P200,CHDR1-112DV20,CHEN-V-1120A2,CHI05-S-212H1A2,CHI03-S-112DA2,CHAR-112A150,OCN-S-112DA2,CHFN-V-112HA2F(31A）,CHI03L,A16-V-112DA2F,A1-S-112DA,A1-S-112HA2,A1-V-112HA2,CHEV-112EA200,CHI05-V-212HA2(10A),CHDR1-124DV20T,CHDR1-124DV50,CHS01-V-112HA(35A),CHAR-112A200,CHS01-V-112HA2(35A),CHDC-112D200ADH,CHI03L系列,CHPV-S250,CHI05-S-212HA2(10A),CHE-S-112DA2,CHAR1-112AM70,CHS01-V-112HA2(43A),CHEN-S-112DA2,CHP8-112MA2-DF120, W003G,CHP5-1A12BNB2-B60,A1-S-112HAF,A1-S-105IA2F,CHP8-112DB2-D90, P400A

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选型指南 - 宏发 - 2023年05月 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。

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开发环境(软件/固件) - 安信可科技 - 2024/8/7 PDF 中文下载

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，

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

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技术探讨发布时间 : 2024-09-17