Home Automation war für die meisten von uns schon immer ein inspirierendes Projekt. Das Umschalten einer Wechselstromlast bequem von unseren Stühlen oder dem Bett eines Raums aus, ohne in einem anderen Raum nach dem Schalter zu greifen, klingt cool, nicht wahr !! Dank der ESP8266-Module kann diese Idee mit subtilem Wissen über Elektronik einfach umgesetzt werden.

In diesem Projekt erfahren Sie, wie Sie eine Anschlussdose herstellen, deren Schalter mithilfe Ihres Telefons oder Computers mit aktiver Internetverbindung aus der Ferne umgeschaltet werden können. Dieses Projekt kann zwei beliebige Wechselstromlasten umschalten, deren Nennstrom nicht mehr als 5 A oder ~ 800 Watt beträgt. Sobald Sie das Konzept verstanden haben, können Sie die Anzahl oder die Wechselstromlasten mithilfe fortschrittlicher ESP-Module erweitern und die Nennleistung der Lasten mithilfe von Relais mit hoher Nennleistung erhöhen.

In diesem Tutorial wird davon ausgegangen, dass Sie Erfahrung mit der Verwendung von ESP8266-Modulen mit Arduino IDE haben. Wenn nicht, besuchen Sie Erste Schritte mit ESP8266 WiFi Transceiver (Teil 1) und Erste Schritte mit ESP8266 (Teil 3): Programmieren von ESP8266 mit Arduino IDE und Flashen der Speicher-Tutorials, bevor Sie fortfahren.

Erforderliche Hardware:

Die für dieses Projekt erforderliche Hardware ist unten aufgeführt:

ESP8266
FTDI-Modul (zur Programmierung)
Elektromagnetisches Relais 3V 5A (2Nos)
AC / DC-Wandlermodul (5 V / 700 mA oder höher)
BC547 (2Nos)
LM317 Regler
220 Ohm und 360 Ohm Widerstand
0,1 und 10uf Kondensator
IN007 Diode (2Nos)
Anschlussdose
Drähte für den Anschluss

Schematische Erklärung:

Das vollständige Schema dieses Projekts ist unten dargestellt:

Das Schema besteht aus einem AC / DC-Wandlermodul, dessen Ausgang 5 V und 700 mA beträgt. Da unsere ESP8266-Module mit 3,3 V arbeiten, müssen wir die 5 V in 3,3 V umwandeln. Daher wird ein variabler Spannungsregler-IC LM317 verwendet, um 3,3 V für die ESP-Module zu regeln. Um die Wechselstromlasten umzuschalten, haben wir ein elektromagnetisches Relais verwendet. Dieses Relais benötigt 3 V zur Erregung und kann bis zu 5 A aushalten, die durch den gemeinsamen (C) und den normalerweise offenen (NO) Pin des Relais fließen. Zur Ansteuerung der Relais haben wir einen BC547-NPN-Transistor verwendet, der über die GPIO-Pins der ESP-Module geschaltet wird.

Da die ESP8266-Module mit eingebauten GPIO-Pins ausgestattet sind, ist das Projekt recht einfach. Bei der Verwendung der GPIO-Pins eines ESP-Moduls ist jedoch Vorsicht geboten. Diese werden im Folgenden erläutert.

TIPPS ZUR VERWENDUNG VON ESP8266 GPIO-PINS:

Das ESP8266-01-Modul verfügt über zwei GPIO-Pins, nämlich die GPIO0- und GPIO2-Pins.
Der maximale Quellenstrom der GPIO-Pins beträgt 12 mA.
Der maximale Senkenstrom der GPIO-Pins beträgt 20 mA.
Aufgrund dieses geringen Stroms können wir keine anständigen Lasten wie ein Relais direkt von den Pins ansteuern. Eine Treiberschaltung ist obligatorisch.
Beim Einschalten des ESP-Moduls darf keine Last an die GPIO-Pins angeschlossen sein. Andernfalls bleibt das Modul in einer Rücksetzschleife stecken.
Wenn Sie mehr Strom als den empfohlenen Strom senken, werden die GPIO-Pins Ihres ESP8266-Moduls gebraten. Seien Sie also vorsichtig.

Um die oben genannten Mängel des ESP8266-Moduls zu beheben, haben wir einen BC547 zum Ansteuern der Relais verwendet und einen Schalter zwischen Emitter und Masse der BC547-Transistoren verwendet. Diese Verbindung muss offen sein, wenn das ESP-Modul eingeschaltet ist, dann kann sie geschlossen und als solche belassen werden.

Hardware:

Sobald Sie die Schaltpläne verstanden haben, löten Sie die Schaltung einfach auf ein Stück Perf Board. Stellen Sie jedoch sicher, dass Ihr Board auch in die Junction-Box passt.

Der in diesem Projekt verwendete AC / DC-Wandler gibt 5 V mit 700 mA Dauerbetrieb und 800 mA Spitzenstrom aus. Sie können ein ähnliches Produkt ganz einfach online kaufen, da es leicht verfügbar ist. Das Entwerfen eines eigenen Konverters oder die Verwendung einer Batterie ist für unser Projekt weniger effizient. Sobald Sie dieses Modul gekauft haben, löten Sie einfach einen Draht an die Eingangsklemme und Sie sollten bereit sein, mit dem Rest der Schaltung fortzufahren.

Sobald alles gelötet ist, sollte es ungefähr so aussehen.

Wie Sie sehen, habe ich drei 2-polige Klemmenkästen verwendet. Davon wird einer verwendet, um das + V vom AC-DC-Wandlermodul einzuspeisen, und die anderen beiden werden verwendet, um die AC-Lasten mit dem Relais zu verbinden.

Verbinden wir nun die Terminals an der Junction-Box mit unserem Perf-Board.

Sie können feststellen, dass meine Anschlussdose drei Klemmen (Steckpunkte) hat. Von denen eines (ganz rechts) zur Stromversorgung unseres AC-DC-Wandlermoduls verwendet wird, werden die beiden anderen zum Anschluss der AC-Lasten verwendet. Wie Sie sehen können, ist der Neutralleiter (schwarzer Draht) an alle drei Steckpunkte angeschlossen. Aber der Phasendraht ist (gelber Draht) frei. Die Phasenenden der beiden Steckerpunkte (zwei rote Drähte) bleiben ebenfalls frei. Alle diese drei freien Drähte sollten an die Relaisklemmen angeschlossen werden, die wir wie unten gezeigt zu unserer Perf-Platine hinzugefügt haben

Mein Perf-Board passt perfekt in die Anschlussdose. Stellen Sie sicher, dass auch Ihr Board funktioniert. Sobald die Verbindungen hergestellt sind, laden Sie das Programm auf das ESP-Modul hoch, montieren Sie es auf der Perf-Platine und schrauben Sie die Anschlussdose fest.

ESP8266-Programm:

Unser ESP8266-Modul wird mit der Arduino IDE programmiert. Wie bereits erwähnt, besuchen Sie das Tutorial unter dem Link, wenn Sie wissen möchten, wie Sie Ihr ESP mit Arduino IDE programmieren. Das vollständige Programm finden Sie am Ende dieses Tutorials. Das Konzept des Programms ist selbsterklärend, jedoch werden im Folgenden nur wenige wichtige Zeilen erörtert.

const char * ssid = "BPAS home"; // Geben Sie hier Ihre Wifi-SSID ein const char * password = "cracksun"; // Geben Sie hier Ihr Passwort ein

Das ESP-Modul fungiert in unserem Projekt als Station und Zugangspunkt. Es muss also eine Verbindung zu unserem Router herstellen, wenn es als Station fungiert. Die obigen Codezeilen werden verwendet, um die SSID und das Passwort unseres Routers einzugeben. Ändern Sie es entsprechend Ihrem Router.

mainPage + = "

Smart Junction Box

von CircuitDigest

Schalter 1
"; mainPage + ="
Schalter 2
"; feedback ="

Sowohl Schalter 1 als auch Schalter 2 sind AUS

Wenn wir eine Verbindung zur IP-Adresse des Moduls herstellen, wird eine Webseite angezeigt, die unter HTML ausgeführt wird. Dieser HTML-Code muss wie oben gezeigt in unserem Arduino-Programm definiert werden. Dies erfordert nicht, dass Sie HTML vorher kennen. Lesen Sie einfach die HTML-Tags und vergleichen Sie sie mit der Ausgabe. Sie werden verstehen, was jedes Tag darstellt.

Sie können diesen HTML-Code auch kopieren, in eine txt-Datei einfügen und zum Debuggen als HTML-Datei ausführen.

while (WiFi.status ()! = WL_CONNECTED) {delay (500); Serial.print ("."); } Serial.println (""); Serial.print ("Verbunden mit"); Serial.println (ssid); Serial.print ("IP-Adresse:"); Serial.println (WiFi.localIP ());

Wir verwenden auch die Option Serial Monitor zum Debuggen des ESP-Moduls und wissen, welchen Status das Programm derzeit hat. Der serielle Monitor gibt "." Bis der ESP eine Verbindung zum Router hergestellt hat. Sobald die Verbindung hergestellt ist, erhalten Sie die IP-Adresse des Webservers. Der entsprechende Code wird oben angezeigt.

server.on ("/ switch1On", () {feedback = "

Schalter 1 eingeschaltet

"; currentPage = mainPage + feedback; server.send (200," text / html ", currentPage); currentPage =" "; digitalWrite (GPIO_0, HIGH); delay (1000);});

Sobald wir die IP-Adresse kennen, können wir mit dieser IP in unserem Browser auf den HTML-Code zugreifen. Wenn nun jede Taste gedrückt wird, wird eine Anfrage als Client an das ESP-Modul gesendet. Basierend auf dieser Client-Anfrage antwortet das Modul. Wenn der Client beispielsweise "/ switchOn" angefordert hat, aktualisiert das Modul den HTML-Code, sendet ihn an den Client und dreht den GPIO-Pin auf HIGH. Der Code dafür ist oben gezeigt. Ebenso wird für jede Aktion eine server.on () definiert.

Ausgabe:

Wenn Sie mit der Hardware und dem Programm fertig sind, laden Sie das Programm wie in diesem Tutorial gezeigt auf unser ESP8266-Modul hoch. Klicken Sie dann auf den seriellen Monitor der Arduino IDE. Wenn SSID und Kennwort übereinstimmen, sollte dies angezeigt werden

Notieren Sie sich die IP-Adresse, die auf dem seriellen Monitor angezeigt wird. In meinem Fall lautet die IP-Adresse "http://192.168.2.103". Wir müssen diese IP in unserem Browser verwenden, um auf die ESP-Webseite zuzugreifen.

Setzen Sie nun das ESP-Modul in unsere Relaisplatine ein, schließen Sie die Anschlussdose und schalten Sie es ein. Schließen Sie dann die GPIO-Pins mit der Last kurz. Wenn bei der Eingabe der IP-Adresse in Ihrem Browser alles ordnungsgemäß funktioniert hat, sollte der folgende Bildschirm angezeigt werden

Schalten Sie nun einfach den gewünschten Schalter ein / aus und er sollte sich auf der tatsächlichen Hardware widerspiegeln. Das heißt, Leute, Sie können Ihre Lieblings-Wechselstromlast nicht umschalten, indem Sie sie einfach an den Stecker anschließen. Ich hoffe, Ihnen hat das Projekt gefallen und Sie haben es zum Laufen gebracht. Wenn Sie nicht den Kommentarbereich verwenden, helfe ich Ihnen gerne weiter.

Die vollständige Funktionsweise dieses DIY-Projekts für intelligente Anschlusskästen ist im folgenden Video dargestellt.

Intelligente Anschlussdose für die Heimautomation mit esp8266