HomeAtionRemotePower – zdalnie sterowana listwa zasilająca

HomeAtionRemotePower – zdalnie sterowana listwa zasilająca

Witam ponownie!

W pierwszej części (HomeAtionMain) obiecałem, że będą kolejne. Zatem nie będąc gołosłownym oto i dalszy ciąg. Tematem dzisiejszym jest zdalnie sterowana listwa zasilająca 230 V. Inspirację do projektu czerpałem z wpisu na Instructables – Web Controlled 8-Channel Powerstrip. Autorowi wpisu chciałem podziękować za inspirację i ciekawe rozwiązania. Nie jest to oczywiście dokładna kopia tego projektu – w swoim nie używam Raspberry Pi oraz WiFi tylko Atmegę 328 oraz wcześniej już wykorzystywane radio NRF24L01+. Komunikacja z listwą odbywa się poprzez moduł HomeAtionMain (opisany w poprzednim artykule).

Na wstępie ostrzeżenie! Projekt dotyka elementów powiązanych z napięciem sieciowym 230 V. Osoby nie posiadające doświadczenia w pracy z takimi napięciami nie powinny wykonywać takich elementów samodzielnie. Zostaliście ostrzeżeni, a zatem bierzemy się do pracy.

Na rysunku 1 przedstawiam architekturę całego systemu prezentującą połączenia między wszystkimi elementami.

Opublikuj swój projekt i odbierz 50% rabatu do wykorzystania w sklepie Nettigo.pl

Architektura HomeAtion

Rys.1. Architektura systemu HomeAtionMain

Lista elementów:

Czynności przygotowawcze:

Po pierwsze musimy przygotować pudełko do montażu elementów naszego modułu. W wieczku pudełka wycinamy dwa prostokątne otwory, w które wpasujemy nasze gniazdka. Wielkość otworów musi być dopasowana rozmiarów wewnętrznych części naszych gniazd. Widać to dobrze na rys.2. Dodatkowo w pudełku musimy nawiercić otwór, przez który wprowadzimy przewód zasilający – lewa strona na dole rysunku 3. Ja dorobiłem jeszcze zamknięcie, gdyż pudełko takiego nie posiadało. Przymocowałem na jednym brzegu pudełka (po drugiej stronie niż zawiasy) rzep, który dosyć dobrze trzyma pudełko zamknięte i umożliwia jego proste otwieranie. Rzep jest widoczny na rys.3, na lewej krawędzi pudełka.

 RemotePower-osadzenie gniazd w pudełku

Rys.2. Osadzenie gniazd w pudełku

Osadzenie przewodu zasilającego

 Rys.3. Miejsce wyprowadzenia przewodu zasilającego

Drugi etap przygotowawczy dotyczy samych gniazdek. Gniazdko elektryczne podwójne ma odpowiadające zaciski połączone za pomocą blaszek (te zaciski, do których podłączamy przewód fazowy i neutralny). Jeśli chcemy sterować oddzielnie 4 gniazdami musimy te blaszki przeciąć. Szczegóły na rys.4.

Budowa gniazdka elektrycznego

Rys.4. Przecięcie blaszek zwierających odpowiadające sobie zaciski w gniazdkach elektrycznych

Budowa (elektronika):

Na początek elektronika. Moduł ten to właściwie odrobinę zmodyfikowana wersja modułu dla HomeAtionMain. Nie posiada on wyprowadzeń do podłączenia modułu Ethernetowego poprzez SPI, tylko 4 wyprowadzenia do modułu z przekaźnikami, połączone z cyfrowymi wyjściami mikrokontrolera. Na rysunku 5 schemat elektryczny modułu.

HomeAtion_RemotePower_Schematic

 Rys.5. Schemat elektryczny modułu HomeAtion RemotePower

Numeracja pinów dla modułu NRF24:

  1. GND
  2. 3V3
  3. CENRF24L01
  4. CSN
  5. SCK
  6. MOSI
  7. MISO
  8. IRQ

Numeracja pinów dla modułu z przekaźnikami

  1. GND
  2. D5 <-> IN1
  3. D6 <-> IN2
  4. D7 <-> IN3
  5. D8 <-> IN4
  6. 5v

Na rysunku numer 6 przedstawiam schemat połączeń wykonanych za pomocą kynaru  i cyny na płytce uniwersalnej.

HomeAtion_RemotePower_BreadboardRys.6. Schemat modułu wykonany na płytce uniwersalnej

Budowa(montaż w obudowie i podłączenie do gniazd):

Zacznę od schematu obrazującego wszystkie połączenia, które musimy wykonać. Schemat przedstawiony na rys. 7. Na rys. 8 zmontowane i podłączone elementy rzeczywistego urządzenia. Poniżej będzie opis, który odnosi się do elementów na rysunku 7.

Schemat urządzenia HomeAtionRemotePower

Rys.7. Schemat podłączenia elementów HomeAtionRemotePower

Połączenia elementów

Rys.8. Połączenia elementów w HomeAtionRemotePower

Przewody od wtyczki zasilającej (1) wprowadzamy przez otwór z boku naszej obudowy. Z pomocą listwy zaciskowej rozwidlamy przewody: neutralny (N) i fazowy(L). Z jednego rozwidlenia prowadzimy przewody do gniazda płaskiego (2), do którego podłączymy zasilacz 5V (3), stanowiący zasilanie dla naszej płytki (4). Z drugiego rozwidlenia przewód N, razem z przewodem PE (przewód ochronny) prowadzimy bezpośrednio do gniazd (7). Natomiast przewód L prowadzimy do modułu z przekaźnikami (6), rozwidlając go do każdego przekaźnika i podłączamy do zacisku otwartego (bez sterowania z mikrokontrolera gniazdko będzie domyślnie wyłączone). Moduł z przekaźnikami z jednej strony jest połączony z naszą płytką, z elektroniką (5), a z drugiej strony każdy z przekaźników połączony jest z odrębnym gniazdem (7) (środkowy zacisk wyjściowy przekaźnika). Na rysunku zaznaczono, że jedna para otworów w gniazdach podwójnych jest zwarta za pomocą oryginalnej blaszki (7a), a drugą parę musimy rozewrzeć przecinając blaszkę (7b). Jeśli chcemy mieć gniazdka sterowane parami z dwóch przekaźników to nie musimy oczywiście tego przecięcia wykonywać. Moduł z przekaźnikami i płytkę z mikrokontrolerem do pudełka mocujemy za pomocą wkrętów do drewna. Jako elementów dystansujących płytki od pudełka możemy użyć kawałków słomki do napojów. Aby gniazda dobrze trzymały się w wieczku pudełka można użyć standardowe „skrzydełka”, które pozwalają na montaż gniazdek w puszkach, w ścianie. Trzeba jednak zastosować elementy dystansujące między „skrzydełkami”, a wieczkiem obudowy. Można je wykonać je z wyciętych kawałków wieczka obudowy (pełne wykorzystanie materiału ;-)). Przedstawia to rys.9.

Zaczepy mocujące gniazdka elektryczne

Rys.9. Zaczepy mocujące gniazdka w obudowie

Oprogramowanie wbudowane:

No to czas na oprogramowanie. Tak jak i w przypadku HomeAtionMain użyłem dwóch zewnętrznych bibliotek do komunikacji i szyfrowania:

Oprogramowanie modułu nie jest jakoś specjalnie skomplikowane. Całość kodu znajdziecie na moim githubie – https://github.com/mariusz-pazur/arduino/blob/master/HomeAtion/homeation_remotepower/homeation_remotepower.ino. Poniżej opiszę elementy specyficzne dla tego modułu, czyli samą interakcję mikrokontrolera z przekaźnikami.

Na listingu 1 przedstawiam zmienne odpowiedzialne za przechowywanie stanu przekaźników oraz numerów odpowiednich pinów sterujących. Aktywacja przekaźnika odbywa się poprzez ustawienie na danym pinie stanu niskiego. Ponieważ chcemy, aby przekaźniki domyślnie, na starcie, były wyłączone, na początku programu ustawiamy wszystkie piny w stan wysoki.

Listing numer 2 przedstawia główną pętlę programu, która odpowiedzialna jest za odbieranie komend przez radio oraz ich odpowiednią interpretację. Komendy mają długość 4 bajtów. Pierwsze dwa bajty porządkują komunikację między HomeAtionMain i HomeAtionRemotePower i zawierają odpowiednio: unikalny identyfikator urządzenia komunikującego się z HomeAtionMain oraz typ urządzenia (1 dla RemotePower). Następne dwa bajty zawierają właściwą komendę i parametr. Każda komenda po wykonaniu odsyła przez moduł radiowy odpowiedź, składającą się z 4 bajtów określających stan każdego z gniazdek. Wartość 0 w danym bajcie oznacza gniazdko włączone, a wartość 1 wyłączone. Możliwe komendy:

  • command[2] = 0 – enable, command[3] = 0 -> 3 – komenda włącza dane gniazdko, w parametrze numer gniazdka liczony od 0
  • command[2] = 1 – disable, command[3] = 0 -> 3 – komenda wyłącza dane gniazdko, w parametrze numer gniazdka liczony od 0
  • command[2] = 2 – switch, command[3] = 0 -> 3 – komenda przełącza dane gniazdko w stan przeciwny (włączone wyłącza, wyłączone włącza), w parametrze numer gniazdka
  • command[2] = 3 – read – komenda odczytuje stan gniazdek
  • command[2] = 4 – enable all – komenda przełącza wszystkie gniazdka w stan włączony
  • command[2] = 5 – disable all – komenda przełącza wszystkie gniazdka w stan wyłączony
  • command[2] = 6 – set state, command[3] = 0 -> 15 – komenda ustawia stan na gniazdkach według flag zawartych w parametrze, najmniej znaczące 4 bity parametru określają stan kolejnych gniazdek, gdzie 0 na pozycji bitowej X oznacza włącz gniazdko numer X (licząc od zera), a 1 na pozycji X oznacza wyłącz gniazdko numer X

Podsumowanie

Pierwszy artykuł przedstawiał moduł, który pozwalał na połączenie światów sieci IP i radiowej sieci NRF24. W tym artykule prezentuję pierwszy moduł wykonawczy. Filmik z prezentacją działania umieściłem już w poprzednim artykule (zachęcam do oglądania – https://majsterkowo.pl/homeationmain-integrator-konwerter-enc28j60nrf24l01/). Jak zwykle jestem otwarty na krytykę i pomysły usprawniające. Dalszy ciąg oczywiście nastąpi. Postaram się pokazać jak do systemu HomeAtion podłączyć czujniki i sterowniki LED – oczywiście wszystko sterowane poprzez sieć IP <-> HomeAtionMain <-> NRF24.

Ocena: 4.3/5 (głosów: 66)
Nettigo - patron działu Elektronika

Podobne posty

14 komentarzy do “HomeAtionRemotePower – zdalnie sterowana listwa zasilająca

  • Taka sterowana listwa zasilająca to bardzo fajna i przydatna rzecz, która w każdym domu na pewno znajdzie wiele zastosowań. Ogólnie rzecz biorąc projekt został dość starannie wykonany. Niestety rzuciła mi się w oczy jedna fuszerka, otóż chodzi mi o podłączenie samych gniazdek sieciowych. Stosując wtyczkę i gniazda z uziemieniem, mniemam iż w mieszkaniu posiadasz instalację z zabezpieczeniem różnicowo-pradowym, a samą listwą chcesz sterować urządzeniami w I klasie ochronności (metalowa obudowa urządzenia) Jeżeli tak jest to w gniazdku powinny zostać przecięte obie blaszki mostkujące, zarówno 7a i 7b. A samo połączenie wykonane w sposób pokazany na dołączonym zdjęciu. Co prawda ten sposób podłączenia jest tylko umowny, ale stosują się do niego elektrycy oraz przemysł produkujący urządzenia zasilane z sieci 230V.(przewód fazowy L jest zawsze z lewej strony wtyczki a uziemienie na górze) Ale rozumiem że urządzenie wykonałeś dla własnego użytku i nie musisz się stosować do tej zasady- ale pomyśl tylko, przypuśćmy że w twojej listwie przypadkiem się urwał przewód PE, a podłączasz do niej jakieś fabryczne urządzenie w I klasie ochronności – a na obudowie pojawia się pełne napięcie sieci!
    Natomiast jeżeli listwa będzie służyć wyłącznie do zasilania urządzeń w wyższej klasie ochronności , (obudowy są wykonane z materiałów izolacyjnych) to uziemienie jest zbędne.
    Należało by jeszcze zwrócić uwagę na kolory przewodów, raz przewód fazowy jest niebieski , raz brązowy, nie wspominając o przewodzie ochronnym który też jest brązowy – przewody po prostu są podłączone przypadkowo, kiedyś sam się w tym pogubisz i a następstwa porażenia prądem elektrycznym mogą być bardzo poważne. Dlatego dla własnego bezpieczeństwa to popraw, niestety za tą fuszerkę daję tylko 4*.

    Odpowiedz
    • Dzięki wielkie za wgłębienie się w temat i konstruktywną krytykę. Jeśli chodzi o pierwsze zagadnienie to oczywiście masz rację, ale wydaje mi się, że nie do końca rozwiąże to problem. U siebie w domu mam w wielu miejscach zamontowane gniazdka podwójne, które nie mają oczywiście przeciętych blaszek. Powoduje to, że gniazdko dolne rzeczywiście jest podłączone zgodnie z dobrą praktyką instalatorską, ale gniazdko górne już nie (szczegóły na rysunku). Wydaje się, że ideałem byłoby sterowanie na raz dwoma przekaźnikami dla każdego gniazdka (oddzielny dla przewodu L i N).
      Jeśli chodzi zaś o drugi temat związany z kolorem przewodów to oczywiście mea culpa i zgadzam się, że tak nie powinno być.
      Tak czy siak, mając względy bezpieczeństwa na myśli, listwa zostanie poprawiona, gdyż uważam te zalecenia za bardzo sensowne.
      Pozdrawiam i dzięki jeszcze raz.

      Odpowiedz
  • Cytat: „Na wstępie ostrzeżenie! Projekt dotyka elementów powiązanych z napięciem sieciowym 230 V. Osoby nie posiadające doświadczenia w pracy z takimi napięciami nie powinny wykonywać takich elementów samodzielnie. Zostaliście ostrzeżeni, a zatem bierzemy się do pracy.”

    Innych ostrzegasz, a sam się za bardzo nie popisałeś. Tak jak napisałeś, osoby bez doświadczenia z takimi napięciami nie powinny wykonywać nic podłączać samodzielnie…

    Odpowiedz
  • Od razu przyznam, że nie przeczytałem artykułu, ale poraziły mnie te zdjęcia !!!

    Po pierwsze – drewniana obudowa z taniej sklejki jest niesamowicie łatwopalna i pięknie nasiąka wodą.
    Po drugie – otwory pod gniazda puszkowe piwinny być okrągłe, a nie jakieś nieokreślone i na „ścisk”.

    Te dwie wady powodują to, że urządzenie nie posiada absolutnie żadnej klasy bezpieczeństwa !

    Zauważyłem ostrzeżenie na początku tekstu… Ale uważam, że tego typu projekty łączące drewno, prąd i „fuszerę” powinny być publikowane bardziej w dziale „Czego i jak nie należy robić”.

    Samo działanie urządzenia i pomysł – hmmm
    No, dość interesujące.

    Ale na Boga, nie róbcie takich projektów w nieimpregnowanym drewnie !

    Odpowiedz
    • Witam! Jeśli chodzi o zarzut doboru materiału na obudowę to przyznaję, że wybór niezbyt fortunny. Na swoją obronę mogę tylko napisać, że w najbliższym czasie zamierzam to pudełko zaimpregnować i polakierować. Natomiast drugi zarzut nie bardzo rozumiem i jeśli można to prośba o rozwinięcie – czemu otwory pod gniazda powinny być okrągłe i jak się to ma do bezpieczeństwa? Pozdrawiam.

      Odpowiedz
      • Ze względu na ewentualne iskrzenie, które może spowodować zapalenie sklejki dotykającej niemalże styków w gniazdkach, oraz od temperatury jaka może się wytwarzać jeśli wtyczki nie będą miały dobrego kontaktu.

        Odpowiedz
  • Jedna rzecz, w zależności od charakteru obciążenia możesz mieć problem z czasem ze stykami przekaźników. U mnie zbliżeniowy włącznik załączający przetwornicę 30W do zasilania taśmy LEDowej spowodował że już po około 9 miesiącach styki się sklejały. Wymieniłem przekaźnik i po kilku miesiącach to samo. Dopiero zamiana na triaka i transoptor wyeliminowała problem na wieki wieków

    Odpowiedz
  • Rozumiem że w takiej wersji projektu można go łatwo rozszerzyć o kolejne listwy zasilające w różnych miejscach w domu. Jednak można by pomyśleć o uproszczeniu całego schematu. Zachowując funkcjonalność, można zamienić sieć radiową NRF24 na wifi łącząc się do rutera nawet bezpośrednio z HomeationRemotePower. Inną metodą byłoby zastosowanie bluetooth i łączenie się do HomeationRemotePower bezpośrednio ze smartphone – już bez możliwości sterowania z internetu.

    Odpowiedz

Odpowiedz

anuluj

HomeAtionRemotePower - zdalnie sterowana listwa zasilająca

Nie przegap nowych projektów!

Zapisując się na nasz Newsletter będziesz miał pewność, że nie przegapisz żadnego nowego projektu opublikowanego w Majsterkowie!

Od teraz nie przegapisz żadnego projektu!

Masz uwagi?