Kereszt és alternatív villanykapcsoló WiFi-s okosítása
2018. január 29. írta: eNeS

Kereszt és alternatív villanykapcsoló WiFi-s okosítása

Mióta megérkezett az első Sonoff Touch-om, azóta foglalkoztat a kérdés, hogyan tudnám a nappalimban levő kereszt és alternatív kapcsolókat kiváltani. De ahogy a neten láttam különböző fórumokon, nem csak engem érdekelne ez. Megnyugtathatok mindenkit: erre semmilyen gyári megoldás nem lesz tökéletes, marad a barkácsolás, vagy a kompromisszumok. Eleddig többféle dolgot ajánlottak, amik valamely szempontomnak nem feleltek meg.

Az én szempontjaim az alábbiak:

  • áram megléte esetén kézzel kapcsolhatónak kell lennie a világításnak, bármi van is (vagyis kiesnek az olyan megoldások, amiknél a kapcsolók egymással kizárólag wifin vagy saját HUB-on keresztül kommunikálnak és nincs köztük vezetékes kapcsolat, hogy tudják egymás állapotát)
  • elemes megoldások szóba sem jöhetnek, miért kellene, miért akarnék 2-6 havonta elemet cserélgetni mindenhol, amikor a falban ott a 230V?
  • ha van kapcsolat, akkor jelentse le az állapotát, bármelyik kapcsolóval is kapcsolták fel a világítást, hogy tudható legyen éppen megy-e a világítás
  • lehetőség szerint minél kevesebb plusz kábelezés a meglévőhöz képest

A csak HUB-ot használó, saját protokollal kommunikáló megoldásokat kirostáltam az első pont alapján, az elemeseket a második alapján, a rádiós 433Mhz-es megoldásokat pedig a harmadik pont alapján.

Az eredeti felállásban a bekötés az alábbi: (gondolom sokaknál van ilyen megoldás)

keresztkapcsolo.jpg

Tehát nullvezeték csak a lámpánál található, a fázis beérkezik az első alternatív kapcsolóhoz, ami vagy az egyik vagy a másik lábán továbbítja azt - így valamelyiken mindig lesz fázis. Ezt egy NO+NC-s wifis relével még csak meg lehetne oldani, de akkor is be kellene ide húzni a nullvezetéket. A keresztkapcsolóba pedig már két ilyen relét kellene belezsúfolni, ráadásul nullvezetéken kívül egy fix fázist is kellene vinni (vagy +1 relét), mert a wifi modul azért csak ne legyen már itt elemes, a vezérlésnek pedig kell áram... ne is boncoljuk tovább, én már itt feladtam. (Megj: Tudok róla, hogy a Livolonak van 106-os típusú alternatív, távirányítható RF kapcsolója, de ezt csak végső esetben alkalmaznám, a harmadik pontommal ütközik)

Merre tovább? A lépcsőházakban használatos impulzus és időzítőrelék jó iránynak tűntek, így megismerkedtem az impulzusrelével. (léptetőrelé)

A léptető relék általában AC tekerccsel kaphatók és nagyon egyszerűen, egy egyszerű nyomógombbal (SPST-NO) vezérelhetők. E relék alapelve az, hogy a vezérlőtekercs mechanikusan mozgat különféle sorrendben egy érintkező szerkezetet. Minden egyes kapcsolás (tápfeszültség kapcsolása a tekercsre) egy lépéssel továbbmozgatja a szerkezetet.
A léptető (vagy impulzus) relék leggyakrabban világítás vezérlésre használatosak, mivel a tekercs vezérlésére használt nyomógombok egyszerűen párhuzamosan kapcsolhatók. Így az áramkör sokkal egyszerűbb, egy vagy két világítási áramkör vezérelhető sok helyről, mindössze 2 vezeték felhasználásával.

Forrás: soselectronic

finder.jpg

A képen látható Finder 26.01.8.230-ra esett a választásom, ami kompakt mérete miatt (45x46.6x22mm) befér egy szabvány kötődobozba. Nyomógombból először glimmlámpás (éjjeli-jelzőfényes) változatra gondoltam, még arra is gondoltam, hogy egyszerű érintős kapcsolót használok.. szintén a Livolónál találtam csengőkapcsolót, de mivel a jelzőfényhez hasonlóan ez is fogyasztó, így feltehetőleg az impulzusrelére kellene egy kondenzátor, de ezt a megoldást hiányos villanyszerelési ismereteim miatt egyelőre mellőzöm. E helyett egy egyszerű, olcsó Schneider Asfora N101L egypólusú lámpajeles nyomókapcsolót vettem, tesztre. (Bármilyen 101-es sima nyomógomb jó lehet természetesen) Párhuzamosan bármennyit be lehet kötni egyszerű nyomógombból az alábbi bekötési rajz szerint:

finder_bekot.jpg

Ezen az ajánlott bekötésen az látható, hogy az impulzusrelé 1-es lábára érkezik a fázis, amit a 2-es lábán ad ki a fogyasztó felé. (A 3 és 4 ezúttal nincs játékban, ezen a modellen nincs is) Az A1 lábra szintén a fázis kerül, az A2-re pedig a nyomógombok (bármelyik nyomógomb) lenyomásakor kerül rá a nulla, ekkor vált az impulzusrelé egy szolíd kattanással, amitől a gyengébb idegzetűek fedezékbe vetődnek. A nyomógomb elengedésekor vált állapotot a 2-es kimenet, magyará fel vagy lekapcsol a világítás, tehát nem érdemes hosszasan nyomva tartani. (adatlap szerint 0.1mp-től 1 óráig terjedő folyamatos impulzust bír a relé, én még nem próbáltam 61 percig nyomva tartani, hogy meglássam mi lesz)

A fentiek alapján nyilvánvaló, hogy valamelyik kapcsolónál le kell majd vinni a nullvezetéket, akármennyire is nemszeretem dolog a kábelezés. Viszont ezzel a megoldással a nullát kell kapcsolgatni, nekem viszont a fázis áll rendelkezésre a legelső alternatív kapcsolónál bemenetként, továbbá a Sonoff Touch is fázist tud kapcsolni a beépített reléjével, így úgy döntöttem az A1 és A2 funkcióját megcserélve az A1-re kötöm a nullát, és a nyomógombok a fázist fogják továbbítani az A2-be. (a jelenleg falban levő régi megoldás is a fázist kapcsolja...)

Nem állítom és soha nem is állítottam, hogy komoly elektronikai vagy villanyszerelési szakértelemmel bírnék, úgyhogy kockázatok és mellékhatások tekintetében mindenki kérdezze meg előbb villanyszerelő ismerősét, de sok utánajárás után íme az én megoldási javaslatom a fenti probléma barkács-megoldására: (amíg nem akad használható gyári megoldás)

Kereszt és váltókapcsoló kiváltásának bekötési rajza:

impulzusrele_w.jpg

Ha összehasonlítjuk az 1-es ábrával, látható, hogy az első két kapcsolót, két nyomóra cseréltem le, köztük semmilyen extra vezetékelési probléma nincs, a meglévő két kábel használható, az elsőre bejövő fázis a fekete kábel, amit a nyomókapcsoló felső bekötési pontján lehet közösíteni a másik nyomóra továbbmenő vezetékkel, a másik, barna színnel jelölt kábel (a valóságban persze mindegyik fázisjárta vezeték fekete szokott lenni, tehát érdemes kimérni melyik-melyik.. nekem egy fázisceruza elég volt ehhez) pedig a kapcsolt fázis lesz, ami kizárólag valamely nyomógomb megnyomásakor kerül a végén levő impulzusrelé A2 lábára.
Az A1 lábra kell egy nullvezeték (ez az egyetlen, falba behúzandó kábel az eredeti rajzhoz képest), az 1-es lábra pedig érkezik a nyomógombok felől a fekete fázisvezeték. A lent látható Sonoff Touch közvetlenül az impulzusrelé elé kerül, így itt pár centiméternyi kábelekről van szó, ajánlott valamilyen sorkapocs, wago vagy egyéb rögzítési megoldás ezek összefogására. A Sonoff Touch-nak szintén kell a nullvezeték (N), tehát azt hirtelen levesszük az impulzusrelé A1 lábáról, a fix fázist pedig az 1-es lábáról (Li-re). És itt jön a trükk: mivel a nyomókapcsolókkal a fázist kapcsoljuk (barna), semmi akadálya annak, hogy a Sonoff kimenő, kapcsolt fázisát (Lo) is ide közösítsük, rákötve az impulzusrelé A2 lábára. A megoldás tesztelve és működőképes, az impulzusrelé akkor is kapcsol, ha bármelyik nyomógombot nyomkodjuk, vagy a Sonoff Touch segítségével kapcsolunk, akár kézzel, akár WiFi-n!

Szemfülesek kiszúrhatták a rajzon jobb lent levő Finder 40.52 relét, amiről eddig nem beszéltem. Mire is kellhet ez? Van egy apró hiányosság még az eddig elmondottakban, miszerint a Touch ugyan tud kapcsolni, de halvány sejtelme sincs arról, hogy valamelyik nyomókapcsoló közben nem változtatta-e meg a lámpa állapotát, amit csak úgy tud visszaellenőrizni, ha az impulzusrelé 2-es lábáról kimenő fázist vizsgálja! Ehhez kell még egy plusz alkatrész, mivel az ESP chip DC 3.3V bemeneteivel nem igazán lehet 230VAC-t vizsgálni... hosszas keresgélés után találtam egy "AC 220V Optocoupler Isolation Module Testing Board" nevű ipari alkatrészt, amit pontosan erre találták ki, ha érzékeli a 200V-ot, akkor egy leválasztott gyengeáramú kimenetet ad, 3V3-al is nagyon jól működik.

Egyetlen problémám vele az volt, hogy 70mm hosszú (plusz a kiálló kábelek), így meglehetősen kilóg a fali kötődobozból.. ekkor jött egy kolléga zseniális ötlete, hogy egyszerű 230V-os relét használjak, a FINDER 40.52.8.230.0000 lett a tesztalany (29x25x12,4mm) és be is vált. (bár nincs semmi oka annak, hogy pl az olcsóbb Schrack RT424730 relével ne lehetne helyettesíteni)
Tehát a kisebb Finder 40.52 relé A1 lábára mehet a nullvezeték, ami már úgyis megvan a Touch lábán, valamint az impulzusrelé 2-es lábtól a fogyasztóig menő kapcsolt fázis az A2-re, ha ez utóbbi áram alatt van a kis relé 22-es lábára kapcsolt 3.3V a 24-es (NO) lábon keresztül visszafut a Touch RX lábára (GPIO-3), amivel így érzékeli, hogy megy-e a világítás, vagy sem! Ínyencségként egy 300 ohmos (áramkorlátozó?) ellenállást tettem az RX felé menő vezetékre, illetve ezt lehúztam egy 4.7k ellenállással GND-re, hogy ne lebegjen az értéke, és mihamarabb 0-ra menjen, amikor lekapcsolják a világítást. (ez a lehúzó ellenállás nélkül tesztjeim során több másodperc is volt néha, a 4k7 beillesztése után szinte azonnali a változás)

koto0.jpg

A szükséges három szál 0.22-es kábel a Sonoff Touch oldalán levő szellőzőnyílásain kifér, gondosan ügyeljünk arra, hogy a gyengeáram és erősáramú kábelek megfelelően elkülönüljenek egymástól!

touch_back.jpg

FONTOS: A Sonoff gyári firmware-e nem alkalmas a fenti művelet elvégzésére, mivel senki álmában sem gondolta volna, hogy impulzusüzemre használja majd valaki! Alapállapotban a gomb megnyomásakor mindig úgy marad, ahogy volt, ami nem kívánt működést, és az impulzusrelé gyors halálát fogja okozni!

Milyen firmware kell hát rá?

Természetesen a mindenre is jó ESPEasy, amit soros-USB csatlakozóval tudunk flashelni rá!

Az ESPEasy-be felvett eszközök GPIO számokkal:

valtokapcsolo_esp.jpg

Az RX használatához előbb a Tools-Advancedben le kell tiltani a Serial használatát, ezután a GPIO-3 szabadon használható a Devices részben, ahogy a fenti ábrán is látszik.

Beállítandó ESPEasy szabályok (rules):

on System#Boot do
 gpio,13,[RX#switch]
endon

on touch#switch do
 event,fireswitch
endon

on fireswitch do
 pulse,12,1,200
endon

on RX#switch do
 gpio,13,[RX#switch]
endon

A fenti rövid mintaprogram annyit csinál, hogy a nyomógomb (GPIO-0) kézi megnyomásakor egy 200 milliszekundumos impulzust - logikai 1 - ad ki a relén (Lo), majd visszaállítja  - logikai 0 - a relét. Az RX-en (GPIO-3) levő állapot függvényében pedig állítja a visszajelző LED-et (GPIO-13), irányfényként. Vagyis ha megy a világítás, a LED nem világít, ha le van kapcsolva a világítás, a LED világít. A fenti események bővíthetőek MQTT Publish vagy URL meghívásos megoldásokkal igény szerint, hogy a központi vezérlő is tudomást szerezzen a változásokról, illetve a fireswitch event meghívásával tudjon állapotot váltani távolról, WiFi-n. Vagy akár Dummy változóban is nyilván lehet tartani az állapotokat, ízlés szerint.

A kötődoboz asztalon végzett összerakás-tesztje:

1. lépés, rendezés, tömörítés, kábelek optimalizálása (bekötés a fenti bekötési rajz szerint)koto1.jpg

A képen láthatóval pontosan egyező méretű kötődobozaim vannak a falban a lakásban, minden kapcsoló alatt, ezért vásároltam a teszt kedvéért egy ilyet, hogy ne élesben kelljen.

 2. Betoljuk a helyére, ekkor már sejtjük, hogy a Touch hátulja nem fog beférni az impulzusrelé fölé

koto2.jpg

3. De ilyen apróság nem állíthat meg egy lelkes barkácsolót! Beszerzünk egy Legrand kiemelőkeretet, amit majd a kötődoboz fölé csavarozunk a falra, és erre szereljük a Touch-ot.

koto4.jpg

4. Minden bekötve, jöhet a tesztelés

koto3.jpg

Felhasznált anyagok:

Eszköz Bruttó ár
Sonoff Touch EU WiFi-s villanykapcsoló (*) 2800 Ft
Finder 26.01.8.230 impulzusrelé (*) 3432 Ft
Schneider Asfora N101L egypólusú nyomó, lámpajellel, kerettel fehér EPH0900121 (*) 1257 Ft
FINDER 40.52.8.230.0000 miniatűr relé (*) 1761 Ft
Legrand 776181 Valena kiemelőkeret 1-es (egyes) fehér (*) 1748 Ft

 

Kellhet még: karos wago, illetve egyéb kábeltoldó eszköz, MCU kábel fekete/kék.

Ha felvetődik a kérdés, hogy nem lehetne-e az összes nyomógombot kiváltani egyforma Touch-al a válasz az, hogy de. Csak mindegyikhez húzni kell akkor nullvezetéket. :)

kiemelokeret_s.jpg

UPDATE: A cikk megírása után érkezett egy nagyszerű ötlet ZS.P. kollégától, hogy a Finder impulzusrelé kihagyásával egyszerűsíthető a megoldás olyan módon, hogy a nyomógombok által kapcsolt (barna kábel) fázis a Finder 40.52 A2 lábára érkezzen, így a Touch az RX bemenetén érzékelné, ha megnyomták valamely nyomógombot és maga a Touch kapcsolná a világításra a fázist az Lo kimenetére kötve. Járulékos veszteségként a nyomógombokkal is csak akkor lehet felkapcsolni így a világítást, ha a Touch rendben működik, viszont az egész kisebb helyen elfér! Az ESPEasy szabályt ehhez mérten nagy mértékben módosítani kell persze, hogy normál módon kapcsolja a relét ÉS e mellett az RX#switch változásakor is kapcsoljon.

A bejegyzés trackback címe:

https://bitekmindenhol.blog.hu/api/trackback/id/tr3213608685

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.