Как проходной переключатель сделать умным?

[alexmjdm]

Как существующие проходные переключатели сделать умными?
Добрый день, коллеги.

Дано:
Коридор с четыремя переключателями длиной 12 метров. В нем четыре переключателя. Два трехконтактных и два перекрестных. Паралельно проведена линия нуля для работы светильников на всем протяжении коридора.
Хочу сделать умным данную линию.

Ремонт сделан и всю проводку менять нецелесообразно.

Первое что приходит в голову: Поставить китайское реле с фиксацией (импульсное, бистабильное) вместо концевого (трехконтактного) переключателя. В этом случае добавляем ESP, блок питания, вместо переключателя ставлю кнопку без фиксации. Все это не помещается в стандартный подрозетник. Есть возможность разместить это под потолок.
Возникают вопросы:
1. Линию к выключателю приходится тянуть около 2 (двух) метров.
2. Сигнал управляющий от ESP 3.3v будет затухать на линии 2м? Какие есть решения?
3. Как узнать текущее состояние света?

Знаю о существовании Sonoff mini, в который можно завести кабель от проходных переключателей. В принципе наверно можно использовать этот способ, НО: Паралельно ( в той же оплетке) идет питание 220в, что скорее всего породит наводки на управляющую линию. Склоняюсь к тому, что это нежизнеспособный вариант.
Вопрос:
4. Есть пути решения?

Ну и самые главные вопросы к гуру:
5. Может есть готовые умные ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ (которые можно скомбинровать с механическим прохзодным переключателем) с индикацией текущего состояния нагрузки (без разницы напряжения или тока)?
6. Вероятно я не вижу простого решения. Может есть DIY решения?

[ZyaK]

Сигнал затухать не будет если правильно организовывать схему. Должна быть Токовая Петля, управлять ЕСПи надо не 3.3 вольта а массой, тогда никаких проблем не будет. У меня в доме ЕСПи и релейные модули живут в щитке, самое большое расстояние от выключателя до ЕСПи 15 метров ничего не затухает и работает стабильно, токовая петля исключает возникновение помех.

[ZyaK]

Вот по такой схеме сделано у меня. Все пины ЕСПи задействованы, 8 пинов на вход и 3 пина на выход для управления сдвиговым регистром. даже от УАРта пришлось отказаться, нужен был пин.
работает уже примерно полтора а может 2 года, проблем нет.
в качестве выключателей использую сенсорные на микросхеме ТТР223
на фотографии не видно, справа за разъемом с питой парой на плате распаяны резисторы на каждый пин и конденсаторы.
Если брать готовые решения такие как nodemcu и тому подобные, то конечно оно не поместится, а если брать отдельно модуль ЕСПи то всё залетит в подрозетник и даже место останется. например размеры модуля ЕСПи04 14,7мм * 12,1мм

[zoz]

Есть еще вариант поставить реле zigbee(или wifi) с rf433 например:SONOFF RF R3 Wifi DIY, (или выключатель zigbee(или wifi) в подрозетник c rf433) к нему привязать плоские, которые можно на стену клеить выключатели с 433 передатчиком (их можно сделать и самому из пульта 433 рамки и клавиши) и развесить их в нужных местах.

[alexmjdm]

Вот по такой схеме сделано у меня. Все пины ЕСПи задействованы, 8 пинов на вход и 3 пина на выход для управления сдвиговым регистром. даже от УАРта пришлось отказаться, нужен был пин.
работает уже примерно полтора а может 2 года, проблем нет.
в качестве выключателей использую сенсорные на микросхеме ТТР223
на фотографии не видно, справа за разъемом с питой парой на плате распаяны резисторы на каждый пин и конденсаторы.
Если брать готовые решения такие как nodemcu и тому подобные, то конечно оно не поместится, а если брать отдельно модуль ЕСПи то всё залетит в подрозетник и даже место останется. например размеры модуля ЕСПи04 14,7мм * 12,1мм

Спасибо за ответ, коллега. Подскажи номинал диода шотки точно подходящего под параметры схемы. А его или аналог я уже сам искать буду.

[ZyaK]

Спасибо за ответ, коллега. Подскажи номинал диода шотки точно подходящего под параметры схемы. А его или аналог я уже сам искать буду.

я ставил диодную сборку BAV70, ноги в параллель не помню сколько падение получилось, но для ЕСПи его вполне хватало, чтоб контроллер понял, что это логический ноль

[alexmjdm]

Вот по такой схеме сделано у меня. Все пины ЕСПи задействованы, 8 пинов на вход и 3 пина на выход для управления сдвиговым регистром.

1. Правильно ли я понимаю, что управление идет низким уровнем сигнала и как следствие на пине ардуино надо детектировать 0?
2. Какая длина до дальнего переключателя? Не затухает ли 5в питания при "путешествии" до сенсорной кнопки?

[alexmjdm]

Сигнал затухать не будет если правильно организовывать схему. Должна быть Токовая Петля, управлять ЕСПи надо не 3.3 вольта а массой, тогда никаких проблем не будет. У меня в доме ЕСПи и релейные модули живут в щитке, самое большое расстояние от выключателя до ЕСПи 15 метров ничего не затухает и работает стабильно, токовая петля исключает возникновение помех.

Коллега, неделю читаю про токовые петли и не могу понять как применить это для ESP. Нужен задатчик тока, нужен анализатор.
Не могли бы вы для наглядности накидать хотя бы карандашом и сфотографировать схему для примера как это можно использовать. И очень желательно кусок кода для ESP (ведь на ESP надо мониторить не 1 и 0, а 20 и 50 мА).

[ZyaK]

сенсорная кнопка потребляет если мне память не изменяет 25 миллиампер из них 15 жрет светодиод подсветки, при таком потреблении ничего затухать не будет.
схему я кидал выше. токовая петля организована резистором подтяжки к 3.3 вольта питания ЕСПи.
не понимаю как связана 1 или 0 с 20 и 50 мА что то вы путаете.

Код: Выделить всё

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <PubSubClient.h>
const char* ssid = ""; //Название сети
const char* password = "";           //пароль
const char* Smart_Home = "";    //ip брокера mqtt
#define BUTTON_1 3 
#define BUTTON_2 5                           //Кнопка
#define BUTTON_3 4  
#define BUTTON_4 0  
#define BUTTON_5 2  
#define BUTTON_6 14  
#define BUTTON_7 12  
#define BUTTON_8 13

#define relays_topic "ESP02/#"
#define relays_topic1 "ESP02/r_1"
#define relays_topic2 "ESP02/r_2"
#define relays_topic3 "ESP02/r_3"
#define relays_topic4 "ESP02/r_4"
#define relays_topic5 "ESP02/r_5"
#define relays_topic6 "ESP02/r_6"
#define relays_topic7 "ESP02/r_7"
#define relays_topic8 "ESP02/r_8"

#define clk 15
#define data 16
#define latch 1

WiFiClient espClient;                        //инициализация WiFi клиента
PubSubClient client(espClient);              //инициализация MQTT клиента
long last_mls = millis();                    //функция времени в милисекундах

boolean Status1 = false;                       //объявляем статус реле в 0
boolean btnPress1 = false;                    //объявляем что кнопка не нажата 0
boolean lastbtnStat1 = false;                 //временная переменная для хранения статуса
boolean Status2 = false;
boolean btnPress2 = false;                    //объявляем что кнопка не нажата 0
boolean lastbtnStat2 = false; 
boolean Status3 = false;
boolean btnPress3 = false;                    //объявляем что кнопка не нажата 0
boolean lastbtnStat3 = false; 
boolean Status4 = false;
boolean btnPress4 = false;                    //объявляем что кнопка не нажата 0
boolean lastbtnStat4 = false; 
boolean Status5 = false;
boolean btnPress5 = false;                    //объявляем что кнопка не нажата 0
boolean lastbtnStat5 = false; 
boolean Status6 = false;
boolean btnPress6 = false;                    //объявляем что кнопка не нажата 0
boolean lastbtnStat6 = false; 
boolean Status7 = false;
boolean btnPress7 = false;                    //объявляем что кнопка не нажата 0
boolean lastbtnStat7 = false; 
boolean Status8 = false;
boolean btnPress8 = false;                    //объявляем что кнопка не нажата 0
boolean lastbtnStat8 = false; 

int regim1 = 0;                               //режим по умолчанию при включении
int regim2 = 0; 
int regim3 = 0; 
int regim4 = 0; 
int regim5 = 0;
int regim6 = 0;
int regim7 = 0;
int regim8 = 0;

int Dannie = 0;

int temp = 0;

void setup(){

  pinMode(clk, OUTPUT);
  pinMode(data, OUTPUT);
  pinMode(latch, OUTPUT);
  digitalWrite(latch, HIGH);

  digitalWrite(latch, LOW);
  shiftOut(data, clk, LSBFIRST, 0b11111111);
  digitalWrite(latch, HIGH);
     
  pinMode(BUTTON_1, INPUT);
  pinMode(BUTTON_2, INPUT);
  pinMode(BUTTON_3, INPUT);
  pinMode(BUTTON_4, INPUT);
  pinMode(BUTTON_5, INPUT);
  pinMode(BUTTON_6, INPUT);
  pinMode(BUTTON_7, INPUT);
  pinMode(BUTTON_8, INPUT);
  //Кнопка
    
  //Serial.begin(115200);
  
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);                //подключаемся к WiFi
  delay(6000);

  client.setServer(Smart_Home, 1883);       //подключаемся к MQTT
  client.setCallback(callback);              //функция получения топиков с брокера
  delay(100);
   
  //Serial.println("");
  //Serial.println("WiFi connected");
  //Serial.println("IP address: ");
  //Serial.println(WiFi.localIP()); 

    client.connect("ESP02Client");
    delay (100);//конектимся с брокером как клиент

    
    client.subscribe(relays_topic);
    client.loop();
    client.publish(relays_topic1, String(regim1).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic2, String(regim2).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic3, String(regim3).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic4, String(regim4).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic5, String(regim5).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic6, String(regim6).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic7, String(regim7).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic8, String(regim8).c_str());
    client.loop();
  
 
}

void callback(char* topic, uint8_t* payload, unsigned int length){
  //Serial.print("Message arrived [");
  //Serial.print(topic);
  //Serial.print("  ");
  String strTopic = String(topic);
  String strPayload = String((char*)payload);
  for (unsigned int i = 0; i < length; i++) {
  //Serial.print((char)payload[i]);
  }
  //Serial.println();
  if (strTopic == "ESP02/r_1") {
    if ((char)payload[0] == '0') {
      Status1 = false;
      regim1 = 0;
    }
    else if ((char)payload[0] == '1') {
      Status1 = true;
      regim1 = 1;
    }
  }
  
  if (strTopic == "ESP02/r_2") {
    if ((char)payload[0] == '0') {
      Status2 = false;
      regim2 = 0;
    }
    else if ((char)payload[0] == '1') {
      Status2 = true;
      regim2 = 1;
    } 
  }
  if (strTopic == "ESP02/r_3") {
    if ((char)payload[0] == '0') {
      Status3 = false;
      regim3 = 0;
    }
    else if ((char)payload[0] == '1') {
      Status3 = true;
      regim3 = 1;
    }
  }
  if (strTopic == "ESP02/r_4") {
    if ((char)payload[0] == '0') {
      Status4 = true;
      regim4 = 0;
    }
    else if ((char)payload[0] == '1') {
      Status4 = false;
      regim4 = 1;
    }
  }
  if (strTopic == "ESP02/r_5") {
    if ((char)payload[0] == '0') {
      Status5 = false;
      regim5 = 0;
    }
    else if ((char)payload[0] == '1') {
      Status5 = true;
      regim5 = 1;
    }
  }
  if (strTopic == "ESP02/r_6") {
    if ((char)payload[0] == '0') {
      Status6 = false;
      regim6 = 0;
    }
    else if ((char)payload[0] == '1') {
      Status6 = true;
      regim6 = 1;
    }
  }
  if (strTopic == "ESP02/r_7") {
    if ((char)payload[0] == '0') {
      Status7 = false;
      regim7 = 0;
    }
    else if ((char)payload[0] == '1') {
      Status7 = true;
      regim7 = 1;
    }
  }
  if (strTopic == "ESP02/r_8") {
    if ((char)payload[0] == '0') {
      Status8 = false;
      regim8 = 0;
    }
    else if ((char)payload[0] == '1') {
      Status8 = true;
      regim8 = 1;
    }
  }
  Dannie = (regim1<<7)|(regim2<<6)|(regim3<<5)|(regim4<<4)|(regim5<<3)|(regim6<<2)|(regim7<<1)|(regim8);
  client.loop();
 
}

void button1() 
{
  btnPress1 = digitalRead(BUTTON_1);
  if (btnPress1 == LOW && lastbtnStat1 == false) 
  {
    delay(100); // защита от дребезга
    btnPress1 = digitalRead(BUTTON_1);
    if (btnPress1 == LOW && lastbtnStat1 == false) 
  {
    regim1++;
    lastbtnStat1 = true;
    if (regim1 > 1) 
    {
      regim1 = 0;
    }
    client.publish(relays_topic1, String(regim1).c_str());
    
  }
  }
  if (btnPress1 == HIGH && lastbtnStat1 == true) 
  {
    lastbtnStat1 = false;
  }

  if (regim1 == 0) 
  {
    Status1 = false;
    
  }
  if (regim1 == 1) 
  {
    Status1 = true;
    
  }
  client.loop();
}
void button2()
{
  btnPress2 = digitalRead(BUTTON_2);
  if (btnPress2 == LOW && lastbtnStat2 == false) 
  {
    delay(100); // защита от дребезга
    btnPress2 = digitalRead(BUTTON_2);
    if (btnPress2 == LOW && lastbtnStat2 == false) 
     {
    regim2++;
    lastbtnStat2 = true;
    if (regim2 > 1) 
    {
      regim2 = 0;
    }
    client.publish(relays_topic2, String(regim2).c_str());
    
    }
    }
  if (btnPress2 == HIGH && lastbtnStat2 == true) 
  {
    lastbtnStat2 = false;
  }

  if (regim2 == 0) 
  {
    Status2 = false;
    
  }
  if (regim2 == 1) 
  {
    Status2 = true;
    
  }
  client.loop();
} 
void button3()
{
  btnPress3 = digitalRead(BUTTON_3);
  
  if (btnPress3 == LOW && lastbtnStat3 == false) 
  {
    delay(100); // защита от дребезга
    btnPress3 = digitalRead(BUTTON_3);
    if (btnPress3 == LOW && lastbtnStat3 == false) 
  {
    regim3++;
    lastbtnStat3 = true;
    if (regim3 > 1) 
    {
      regim3 = 0;
    }
    client.publish(relays_topic3, String(regim3).c_str());
    
  }
  }
  if (btnPress3 == HIGH && lastbtnStat3 == true) 
  {
    lastbtnStat3 = false;
  }

  if (regim3 == 0) 
  {
    Status3 = false;
    
  }
  if (regim3 == 1) 
  {
    Status3 = true;
    
  }
  client.loop();
}
void button4()
{
  btnPress4 = digitalRead(BUTTON_4);
  
  if (btnPress4 == LOW && lastbtnStat4 == false) 
  {
    delay(100); // защита от дребезга
    btnPress4 = digitalRead(BUTTON_4);
    if (btnPress4 == LOW && lastbtnStat4 == false) 
  {
    regim4++;
    lastbtnStat4 = true;
    if (regim4 > 1) 
    {
      regim4 = 0;
    }
    client.publish(relays_topic4, String(regim4).c_str());
    
  }
  }
  if (btnPress4 == HIGH && lastbtnStat4 == true) 
  {
    lastbtnStat4 = false;
  }

  if (regim4 == 0) 
  {
    Status4 = false;
    
  }
  if (regim4 == 1) 
  {
    Status4 = true;
    
  }
  client.loop();
}
void button5()
{
  btnPress5 = digitalRead(BUTTON_5);
  
  if (btnPress5 == LOW && lastbtnStat5 == false) 
  {
    delay(100); // защита от дребезга
    btnPress5 = digitalRead(BUTTON_5);
  
  if (btnPress5 == LOW && lastbtnStat5 == false) 
  {
    regim5++;
    lastbtnStat5 = true;
    if (regim5 > 1) 
    {
      regim5 = 0;
    }
    client.publish(relays_topic5, String(regim5).c_str());
    
  }
  }
  if (btnPress5 == HIGH && lastbtnStat5 == true) 
  {
    lastbtnStat5 = false;
  }

  if (regim5 == 0) 
  {
    Status5 = false;
    
  }
  if (regim5 == 1) 
  {
    Status5 = true;
    
  }
  client.loop();
}
void button6()
{
  btnPress6 = digitalRead(BUTTON_6);
  
  if (btnPress6 == LOW && lastbtnStat6 == false) 
  {
    delay(100); // защита от дребезга
    btnPress6 = digitalRead(BUTTON_6);
  
  if (btnPress6 == LOW && lastbtnStat6 == false) 
  {
    regim6++;
    lastbtnStat6 = true;
    if (regim6 > 1) 
    {
      regim6 = 0;
    }
    client.publish(relays_topic6, String(regim6).c_str());
    
  }
  }
  if (btnPress6 == HIGH && lastbtnStat6 == true) 
  {
    lastbtnStat6 = false;
  }

  if (regim6 == 0) 
  {
    Status6 = false;
    
  }
  if (regim6 == 1) 
  {
    Status6 = true;
    
  }
  client.loop();
}
void button7()
{ 
btnPress7 = digitalRead(BUTTON_7);
  
  if (btnPress7 == LOW && lastbtnStat7 == false) 
  {
    delay(100); // защита от дребезга
    btnPress7 = digitalRead(BUTTON_7);
  
  if (btnPress7 == LOW && lastbtnStat7 == false) 
  {
    regim7++;
    lastbtnStat7 = true;
    if (regim7 > 1) 
    {
      regim7 = 0;
    }
    client.publish(relays_topic7, String(regim7).c_str());
    
   }
  }
  if (btnPress7 == HIGH && lastbtnStat7 == true) 
  {
    lastbtnStat7 = false;
  }

  if (regim7 == 0) 
  {
    Status7 = false;
   
  }
  if (regim7 == 1) 
  {
    Status7 = true;
    
  }
  client.loop();
}
void button8()
{
  btnPress8 = digitalRead(BUTTON_8);
  if (btnPress8 == LOW && lastbtnStat8 == false) 
  {
    delay(100); // защита от дребезга
    btnPress8 = digitalRead(BUTTON_8);
  if (btnPress8 == LOW && lastbtnStat8 == false) 
  {
    regim8++;
    lastbtnStat8 = true;
    if (regim8 > 1) 
    {
      regim8 = 0;
    }
    client.publish(relays_topic8, String(regim8).c_str());
    
  }
  }
  if (btnPress8 == HIGH && lastbtnStat8 == true) 
  {
    lastbtnStat8 = false;
  }

  if (regim8 == 0) 
  {
    Status8 = false;
    
  }
  if (regim8 == 1) 
  {
    Status8 = true;
    
  }
  client.loop();
}
void reconnect_server() //функция проверки подключения
{
    
  if (WiFi.status() != WL_CONNECTED) //если нет подключения с сети
  {
  WiFi.mode(WIFI_STA);
  WiFi.begin(ssid, password);                //подключаемся к WiFi
  delay(6000);
  //Serial.println("");
  //Serial.println("WiFi connect..."); //выводим в монитор порта что пытаемся подключиться
  } 
  if(!client.connected() && WiFi.status() == WL_CONNECTED){ 
    if (client.connect("ESP02Client")) { 
    //Serial.println("Mosquitto connect...");
    client.setServer(Smart_Home, 1883);       //подключаемся к MQTT
    client.setCallback(callback);              //функция получения топиков с брокера
    delay(100);
    client.connect("ESP02Client");
    delay (100);//конектимся с брокером как клиент 
    client.publish(relays_topic1, String(regim1).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic2, String(regim2).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic3, String(regim3).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic4, String(regim4).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic5, String(regim5).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic6, String(regim6).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic7, String(regim7).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic8, String(regim8).c_str());
    client.loop();
    client.subscribe(relays_topic);
    client.loop();
    
    //подписываемся на топики
    }
 }
  Dannie = (regim1<<7)|(regim2<<6)|(regim3<<5)|(regim4<<4)|(regim5<<3)|(regim6<<2)|(regim7<<1)|(regim8);
  Dannie = ~Dannie;
  digitalWrite(latch, LOW);
  shiftOut(data, clk, LSBFIRST, Dannie);
  digitalWrite(latch, HIGH);
}
void loop()
{
  client.loop();
  button1();
  button2();
  button3();
  button4();
  button5();
  button6();
  button7();
  button8();
  

  Dannie = (regim1<<7)|(regim2<<6)|(regim3<<5)|(regim4<<4)|(regim5<<3)|(regim6<<2)|(regim7<<1)|(regim8);
  Dannie = ~Dannie;
  digitalWrite(latch, LOW);
  shiftOut(data, clk, LSBFIRST, Dannie);
  digitalWrite(latch, HIGH);

  //delay(200);
  if (millis() - last_mls > 10000)     //проверка подключений раз в 60 сек
  {
   last_mls = millis();
   reconnect_server();
   temp = temp + 1;
   if(temp == 5)
   {
    client.publish(relays_topic1, String(regim1).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic2, String(regim2).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic3, String(regim3).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic4, String(regim4).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic5, String(regim5).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic6, String(regim6).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic7, String(regim7).c_str());
    client.loop();
    client.publish(relays_topic8, String(regim8).c_str());
    client.loop();
    temp = 0;
   }
    
  }
}