Fazendo um interruptor de luz inteligente

Quero criar um sistema de automação residencial e preciso de alguns switches controláveis ​​por computador. O motivo pelo qual não posso usar relés é que também preciso que os comutadores sejam comutáveis ​​manualmente e não programaticamente (porque não quero que a luz fique presa em qualquer estado em que esteja no momento em que o programa que controla os comutadores estiver funcionando. falhar). No entanto, não tenho certeza de qual é a maneira canônica de fazer algo assim.

As opções que eu pensei até agora:

• Um interruptor regular com um servo com fita adesiva na parte traseira
• Um comutador conectado a um microcontrolador (como um Arduino) que inverte o sinal toda vez que o comutador é alternado
• Um comutador que envia mensagens para o microcontrolador conectado à lâmpada, informando a inversão do estado da saída

De longe, a rota mais fácil é comprar um produto existente aqui, suficientemente aberto para que você possa usar um módulo de RF padrão para controlá-los.

Isso equivale a ter um MCU e um switch integrados (oferecendo boa autonomia) e também evita problemas com a aparência ou a segurança do resultado. Obviamente, você fica preso ao protocolo de transmissão do fabricante, a menos que tente fazer engenharia reversa do firmware nos comutadores (que provavelmente serão altamente otimizados em termos de custo).

Se você usar os switches LightWaveRF, tudo o que você precisa é de um módulo de transmissão de £ 433 MHz e um arduino ou similar para enviar o protocolo descrito aqui . Esses comutadores lidam com todo o isolamento da rede e fornecem controles de toque capacitivo no comutador. Você também pode usar o controle remoto padrão para fornecer entradas ao seu hub de controle, se você usar um módulo de recebimento. Como existem vários canais disponíveis, você pode usar o controle remoto para fornecer entrada ao hub e usá-lo para retransmitir os comandos em um segundo canal.

Os módulos de 433 MHz são simples de adaptar, porque o protocolo de RF é inseguro. Qualquer coisa mais sofisticada deixa você à mercê do fabricante, a menos que o firmware esteja aberto

Se você desejar um comutador totalmente independente no caso de o microcontrolador falhar, poderá conectar um portão XOR para duas entradas. O relé será desligado quando as duas entradas forem iguais e ligado se as entradas forem diferentes. As duas entradas são:

1. Interruptor regular para controle manual.
2. Saída de um MCU para controle automático ou remoto.

O circuito:

Normalmente, o interruptor deve estar aberto (a entrada B é baixa, como na imagem acima) e o N-FET é acionado pelo pino do MCU. Quando o pino do MCU está baixo, a porta XOR sai baixa porque as entradas correspondem (ambas baixas) e o relé será desligado. Quando o pino do MCU estiver alto, o relé será ativado porque as entradas são diferentes.

Agora, se o MCU trava e seu pino fica preso em um estado, há dois casos:

1. O pino do MCU fica em estado alto e o relé permanece ligado. Nesse caso, a chave permitirá controlar o relé da seguinte maneira. Se o interruptor estiver aberto, o relé será ligado e, se o interruptor estiver fechado, o relé será desligado.
2. O pino MCU fica preso em estado baixo. Nesse caso, um interruptor aberto desligará o relé e um fechado o ligará.

Aqui está uma simulação para que você possa verificar o mecanismo por conta própria. O pino GPIO do MCU pode ser controlado remotamente via Bluetooth, WiFi ou o módulo de 433 MHz já mencionado ou outra tecnologia adequada.

Atualização solicitada pelo OP:

Lista de 2 portas XOR disponíveis na Farnell, por exemplo. Aqui está um exemplo particular da Texas Instruments também disponível na Farnell.

Algumas observações sobre segurança . Se você decidir mudar a tensão da rede elétrica, é recomendável trocar o fio da rede elétrica quente em vez do neutro.

O melhor seria usar um relé SPDT para garantir também a alternância entre quente e neutro.

Em vez de um MOSFET, você pode usar um opto-isolador para isolar o circuito digital e a chave manual do relé e da rede elétrica.

Sempre use uma vedação adequada, não deixe abrir superfícies metálicas nuas. Lembre-se de que lidar com a tensão da rede elétrica é sempre altamente perigoso.

Acredito que sua declaração original possa ter falhas.

A razão pela qual não posso usar relés é que também preciso que os comutadores sejam comutáveis ​​manualmente

Por que não apenas obter um relé com uma substituição manual?

Aqui está um disponível na honeywell .