Sakelar dan colokan pintar berbasis Wi-Fi yang dapat Anda beli berisi relai mekanis yang aktif saat mikrokontroler menerima input biner, seperti 0 atau 1, biasanya dikirim melalui aplikasi. Perangkat ini hanya memungkinkan Anda untuk mengontrol status on/off perangkat, seperti kipas, motor, atau lampu. Jika Anda juga ingin mengontrol kecepatan atau kecerahan peralatan atau beban listrik AC yang terhubung, Anda memerlukan sakelar relai solid-state berbasis TRIAC.

Dalam panduan DIY ini, kami akan membuat modul dimmer dengan detektor zero-crossing dari awal dan menggunakannya untuk mengontrol status hidup/mati, kecepatan, dan kecerahan beban AC yang terhubung.

Apa itu Detektor Zero-Crossing?

Zero-crossing detector (ZCD) adalah komparator tegangan atau rangkaian detektor op-amp yang digunakan untuk mendeteksi tegangan berubah dari positif ke level negatif dari sinyal gelombang sinus arus bolak-balik saat melintasi nol volt. Singkatnya, rangkaian digunakan untuk mendeteksi zero-crossing dari sinyal input AC.

instagram viewer

ZCD digunakan untuk membangun sirkuit elektronik untuk switching, penghitung frekuensi, pengukur fase, dll. Anda juga dapat menggunakan sirkuit detektor zero-cross dan relai solid-state berbasis TRIAC dengan papan Wi-Fi berbasis Arduino atau ESP8266 untuk mengontrol fase tegangan AC.

Di sebagian besar negara, frekuensi AC 50Hz (50 siklus/detik) digunakan dengan suplai 220-240V. Namun, beberapa negara, seperti Amerika Serikat, menggunakan listrik utama 120V 60Hz (60 siklus/detik). Dengan setiap siklus, gelombang menjadi nol, di mana mikrokontroler mendeteksinya dan kemudian mengaktifkan atau memicu solid-state relay (TRIAC) sesuai kebutuhan.

Tidak seperti relai mekanis, relai keadaan padat berbasis TRIAC adalah perangkat elektronik daya yang beralih cepat dan karenanya paling cocok untuk membuat sirkuit dimmer.

Hal-hal yang Anda Butuhkan

Kumpulkan komponen berikut untuk membuat modul peredup AC DIY dengan detektor zero-crossing terisolasi.

  • NodeMCU atau D1 Mini
  • BT136 4A atau BT139 16A TRIAC (berdasarkan beban Anda)
  • Optocoupler MOC3021
  • Optocoupler MCT2E atau 4N35
  • Penyearah jembatan DB107
  • 220Ω W resistor
  • 2 x 10kΩ W resistor
  • 2 x 100kΩ W resistor
  • 2 x terminal sekrup 2-pin
  • Strip berg pria (opsional)
  • PCB tujuan umum
  • Besi solder dan solder
  • Kabel jumper (opsional, Anda dapat menyolder kabel langsung ke PCB)

Komponen ini untuk modul peredup DIY saluran tunggal. Untuk mengontrol lebih banyak beban, Anda dapat buat lebih banyak relai solid-state DIY dan antarmuka dengan mikrokontroler.

Hubungkan Komponen

Lihat diagram sirkuit berikut untuk menghubungkan dan menghubungkan semua komponen pada papan PCB tujuan umum untuk membangun detektor zero-crossing. Gunakan besi solder dan solder untuk mengamankan semua koneksi, seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini. Jika Anda belum pernah menyolder sebelumnya, pelajari cara menyolder dengan proyek sederhana sebelum memulai ini.

Lihat diagram berikut untuk membangun modul relai solid-state tempat beban akan dihubungkan.

Sirkuit ini menunjukkan kepada Anda modul dimmer saluran tunggal. Dengan meningkatkan relai solid-state, Anda dapat menambah dan mengontrol lebih banyak jumlah peralatan atau beban AC. Secara keseluruhan, hasil akhirnya akan tampak seperti berikut ini. Ini adalah modul peredup 3 saluran dengan detektor zero-crossing.

Kompilasi Firmware Peredup AC

Untuk mengkompilasi firmware untuk modul kontrol nirkabel, Anda memerlukan a Penyiapan Asisten Rumah di Raspberry Pi (atau Docker) dengan add-on ESPHome. Setelah Anda mengatur Home Assistant dan ESPHome, ikuti langkah-langkah berikut untuk mengkompilasi firmware:

  1. Di Home Assistant, buka ESPHome dan klik +Perangkat Baru > Melanjutkan.
  2. Ketik nama perangkat peredup. Kami menamai milik kami simfoni-pendingin karena kita akan menggunakannya untuk mengontrol kipas pendingin dan kecepatan pompa. Klik Lanjut.
  3. Pilih ESP8266 atau Pilih papan tertentu > D1 Mini dan klik Lanjut > Melewati.
  4. Temukan perangkat peredup yang baru dibuat dan klik Sunting.
  5. Di jendela editor YAML, masukkan kredensial Wi-Fi Anda: 
Wifi:
 ssd: "WIFiSSID Anda"
 kata sandi: "Pasword Wifi"

Kemudian paste kode berikut tepat di bawah portal tawanan:

keluaran:
 - platform: ac_dimmer
 id: symphony_cooler
 gerbang_pin: D0
 zero_cross_pin:
 nomor: D2
 min_power: 70%
lampu:
 - platform: monokromatik
 keluaran: symphony_cooler
 nama: Symphony Cooler

Mengubah Indo: dan nama: dalam kode sesuai perangkat yang akan Anda kendalikan. Seperti disebutkan sebelumnya, Anda juga dapat menambahkan lebih banyak relai keadaan padat untuk mengontrol kecerahan atau kecepatan beban AC. Kode akan terlihat seperti ini:

Modul yang kami buat mengontrol dua motor, untuk pompa pendingin dan kipas pendingin, sehingga kami menamakannya sesuai. Setelah kode siap, klik Menyimpan > Install> Sambungkan ke komputer ini dan kemudian tunggu sampai firmware selesai dikompilasi. Setelah dikompilasi, klik Unduh proyek untuk mengunduh firmware yang dikompilasi.

Flash Firmware Peredup AC

Untuk mem-flash firmware, unduh dan luncurkan alat ESPHome Flasher. Kemudian ikuti langkah-langkah ini:

  1. Hubungkan NodeMCU atau D1 Mini ke PC atau Mac Anda menggunakan kabel micro USB.
  2. Klik Jelajahi untuk memilih file firmware (.bin).
  3. Pilih COM port tempat mikrokontroler terhubung dan klik Flash ESP.
  4. Setelah mem-flash firmware, perangkat akan restart dan terhubung ke jaringan WI-Fi dan akan ditampilkan sebagai on line di dasbor ESPHome.

Tambahkan Kontrol ke Dasbor Asisten Rumah

Di Asisten Rumah (HA), buka Pengaturan > Perangkat & Integrasi dan ikuti langkah-langkah ini untuk menambahkan kontrol ke dasbor HA untuk mengontrol perangkat AC.

  1. Dibawah Integrasi, temukan perangkat yang ditemukan dan klik KONFIGURASI > KIRIMKAN.
  2. Setelah menambahkan perangkat, perangkat akan terdaftar di bawah ESPHome. Klik pada perangkat dan kemudian klik 1 perangkat.
  3. Klik TAMBAHKAN KE DASBOR, lalu pilih Melihat dan klik TAMBAHKAN KE DASBOR lagi. Perangkat akan ditambahkan ke dasbor.

Anda sekarang dapat mengontrol hidup/mati dan kecepatan/kecerahan perangkat AC yang terhubung.

Anda selanjutnya dapat menggunakan integrasi kartu jamur untuk menambahkan kartu yang tampak cantik untuk modul peredup Anda.

Jadikan Rumah Anda Lebih Cerdas

Tidak seperti sakelar pintar tradisional, Anda dapat menggunakan sakelar pintar yang dapat diredupkan dalam banyak cara. Misalnya, Anda dapat mengatur otomatisasi di Asisten Rumah untuk mengubah kecerahan cahaya berdasarkan waktu dalam sehari atau mulai meredup saat Anda menyalakan TV pintar atau sistem home theater.

Selain itu, Anda dapat menggunakan sirkuit peredup DIY ini untuk membuat lampu tradisional atau perangkat AC menjadi lebih pintar. Lebih penting lagi, lebih murah dan lebih nyaman untuk membuatnya. Anda dapat membuat sakelar ini untuk mengontrol beban 15W atau 4000W berdasarkan kebutuhan Anda. Yang perlu Anda lakukan hanyalah mengubah beberapa komponen, seperti TRIAC.