智能家居之旅（11）：如何使用HA交流通斷器來控制家里的電器？

項目想法

前兩天開源的 USB 小夜燈控制器，真的讓筆者體驗到了智能家居的樂趣，特別是朋友說出門又忘了關燈的時候！這時候直接拿出手機遠程關閉了家里的小夜燈，可以說，只要在 "種花家"，我就能在任何有網(wǎng)絡的地方遠程控制家里的小夜燈。

正所謂人都是有追求的（貪心），小夜燈畢竟只是個小燈，要是能控制家里的照明燈，甚至是熱水器，電磁爐，電飯鍋這種電器的開關，那就更好了！

所以，今天分享一個能控制 220V 通斷的設備——交流通斷器

01控制原理

想要使用 WiFi 或者藍牙等低電壓直流設備，就必須要使用一個重要器件——繼電器。

為什么繼電器能控制 220V 甚至更高電壓？下面是一個繼電器的內部示意結構圖

可以看到，接口里面有：線圈、鐵芯、鐵棒、彈簧和兩個觸點。

其實它利用了我們中學物理課中學過的，電生磁原理：當給線圈通電（一般是直流電）之后，線圈中間的鐵芯會產生磁力，把鐵芯上方的鐵棒吸下來，這時候鐵棒的觸點就會接觸到下方觸點，交流電導通，燈泡會亮。給線圈斷電之后，彈簧會把鐵棒拉上去，觸點接到了上面，燈泡電路斷開，燈泡熄滅。

02繼電器的選擇

市面上的繼電器五花八門，種類繁多，怎么選擇適合自己的繼電器呢？一般優(yōu)先考慮以下參數(shù):

最大轉換電壓

最大轉換電流

額定驅動電壓：3.3V5V12V24V

開關類型一般有：常開、常閉、轉換

體積大小

最大轉換電壓和最大轉換電流決定了繼電器能控制的電器，實際生活中，我見過最大功率的電器就是熱水器 3500W（220V 16A）,所以項目當中，繼電器至少選擇 16A 轉換電流的。

因為繼電器的功耗都比較高（幾十到 200mA 不等），為了 WiFi 模塊能夠正常工作，繼電器不能使用 3.3V，所以就選擇 5V 的，考慮通斷器只有斷開和閉合功能，所以開關類型就用常開就行。

體積越小越好，在立創(chuàng) EDA 中，找到了一個比較適合的繼電器：HF115F/005-1HS3AF特性：250V 16A 控制能力，5V 驅動，29*12.7*15.7mm

03繼電器驅動電路

因為繼電器是 5V 驅動，所以使用 PMOS 管來控制 5V 通斷最合適不過，然后為了保護模組 IO，加入光耦直接實現(xiàn)電源隔離：

04電源供電選擇

既然是控制 220V 交流，那么供電也直接使用 220V 交流好了，就不需要外接電源適配器提供 5V。項目直接使用 AC-DC 轉換模塊，直接由 220V 轉 5V 700mA 電流，滿足模組 + 繼電器所需了，模塊購買連接：

https://detail.tmall.com/item.htm?spm=a21n57.1.item.4.2003523cCst3Q6&priceTId=214781b017206675851892464e7e25&utparam=%7B%22aplus_abtest%22:%2241efbff2de0f3094e866d1132ff67d48%22%7D&id=585970087840&ns=1&abbucket=13&skuId=4137969014612

05接線接口選擇

項目的接線想法是不需要擰螺絲，快速接線，當年做燈的控制器的時候，發(fā)現(xiàn)了一種快速接線的接頭：

插針式固定，容易焊接

額定電流 32A，電壓 400V

不需要擰螺絲

立創(chuàng) EDA 對應的器件名：DA-803-3.5-3P

06模組電路和燒錄接口預留

燒錄接口（串口）的預留是直接在 PCB 添加測試點的方式放置，測試點大小：1mm

打板完成之后焊線或者用燒錄針來完成程序燒錄和調試

07網(wǎng)絡指示燈

08繼電器測試按鍵

為了沒有焊模組的情況下測試繼電器是否正常通斷。

09PCB繪制

元件布局

因為涉及到 220V 高壓，所以布局的時候必須把直流元件和交流元件分開(距離越大越安全)：

布線

同樣的，布線的時候交流線電流和直流電路盡量分開：

因為可能接入大功率電器，所以零線和火線的線寬盡量加大，我這里直接使用鋪銅的方式走線。

特別說明：

為了防止雷擊損壞，在百度上抄了個防雷電路，不要參考這個防雷布局，因為筆者也不懂其中要點，如果有懂友，希望給個建議~

打板等待三天，下期再會~

審核編輯 黃宇