Realizzare un interruttore della luce intelligente

Voglio creare un sistema di automazione domestica e ho bisogno di alcuni interruttori controllabili dal computer. Il motivo per cui non posso usare i relè è che ho anche bisogno che gli interruttori siano commutabili manualmente e non a livello di programmazione (perché non voglio che la luce rimanga bloccata in qualunque stato si trovi nel momento in cui il programma che controlla gli interruttori sta funzionando fare un incidente). Tuttavia, non sono sicuro di quale sia il modo canonico di fare qualcosa del genere.

Le opzioni che ho pensato finora:

• Un interruttore normale con un condotto condotto sul retro
• Un interruttore collegato a un microcontrollore (come un Arduino) che inverte il segnale ogni volta che l'interruttore viene attivato
• Un interruttore che invia messaggi al microcontrollore collegato alla lampada che gli dice di invertire lo stato dell'uscita

Il percorso di gran lunga più semplice è acquistare qui un prodotto esistente sufficientemente aperto da poter utilizzare un modulo RF standard per controllarli.

Ciò equivale ad avere un MCU e uno switch integrato (quindi ti dà una buona autonomia) ed evita anche qualsiasi problema con l'aspetto o la sicurezza del risultato. Naturalmente sei bloccato con il protocollo on-air del produttore, a meno che non provi a decodificare il firmware sugli switch (che probabilmente saranno fortemente ottimizzati in termini di costi).

Se si utilizzano gli interruttori LightWaveRF, tutto ciò che serve è un modulo di trasmissione da £ 433 MHz e un arduino o simile per inviare il protocollo qui descritto . Questi interruttori gestiscono tutto l'isolamento di rete e forniscono controlli tattili capacitivi sull'interruttore. È inoltre possibile utilizzare il telecomando standard per fornire input all'hub di controllo se si utilizza un modulo di ricezione. Poiché sono disponibili diversi canali, è possibile utilizzare il telecomando per fornire input all'hub e utilizzare l'hub per inoltrare i comandi su un secondo canale.

I moduli a 433 MHz sono facili da riutilizzare perché il protocollo RF non è sicuro. Qualcosa di più sofisticato ti lascia in balia del produttore a meno che il firmware non sia aperto

Se si desidera un interruttore totalmente indipendente in caso di guasto del microcontrollore, è possibile collegare una porta XOR per due ingressi. Il relè sarà disattivato quando entrambi gli ingressi sono uguali e attivato se gli ingressi sono diversi. I due ingressi sono:

1. Interruttore regolare per controllo manuale.
2. Uscita da un MCU per controllo automatico o remoto.

Il circuito:

Normalmente l'interruttore dovrebbe essere aperto (l'ingresso B è basso proprio come nell'immagine sopra) e l'N-FET è guidato dal pin MCU. Quando il pin MCU è basso, la porta XOR viene emessa bassa perché gli ingressi corrispondono (entrambi bassi) e il relè verrà disattivato. Quando il pin MCU è alto, il relè si attiva perché gli ingressi sono diversi.

Ora se l'MCU si arresta in modo anomalo e il suo pin si blocca in uno stato, allora ci sono due casi:

1. Il pin MCU si blocca in stato elevato e il relè rimane acceso. In questo caso l'interruttore ti darà la possibilità di controllare il relè come segue. Se l'interruttore è aperto, il relè si accenderà e se l'interruttore è chiuso, il relè si spegnerà.
2. Il pin MCU si blocca in uno stato basso. In questo caso un interruttore aperto disattiverà il relè e uno chiuso lo accenderà.

Ecco una simulazione in modo da poter controllare tu stesso il meccanismo. Il pin GPIO dell'MCU può essere controllato da remoto tramite Bluetooth, WiFi o il già citato modulo 433 MHz o altra tecnologia adatta.

Aggiornamento richiesto dall'OP:

Elenco di porte XOR a 2 ingressi disponibili ad esempio a Farnell. Eccone uno in particolare di Texas Instruments disponibile anche su Farnell.

Alcune osservazioni sulla sicurezza . Se si decide di cambiare la tensione di rete, si consiglia di cambiare il cavo di rete caldo anziché il neutro.

Il migliore sarebbe usare un relè SPDT per assicurarsi e cambiare anche caldo e neutro.

Invece di un MOSFET è possibile utilizzare un optoisolatore per isolare il circuito digitale e l'interruttore manuale dal relè e dalla rete.

Usare sempre una tenuta adeguata, non lasciare aperte le superfici metalliche nude. Tieni presente che affrontare la tensione di rete è sempre molto pericoloso.

Credo che la tua affermazione originale possa essere difettosa.

Il motivo per cui non riesco a utilizzare i relè è che ho anche bisogno che gli switch siano commutabili manualmente

Perché non ottenere semplicemente un relè con una sostituzione manuale?

Eccone uno disponibile da Honeywell .