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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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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