Interruptor de luz del módulo WiFi ESP8266

Información

Así que decidí subirme al carro del módulo WiFi ESP8266 y construir un interruptor de luz con un par de diferencias.

1) el interruptor de luz debe ir en la pared y ser del mismo tamaño que los interruptores de luz del panel existente (más profundo estará bien)

2) el circuito necesita extraer energía de la energía existente de 250v que pasa por el interruptor

3) el interruptor de luz debe contener un micrófono para que pueda caminar por la casa emitiendo comandos de voz y cada interruptor de luz podrá escuchar el comando y transmitirlo a un concentrador central para su procesamiento.

4) los interruptores de luz utilizarán la capacidad del esp 8226 para ser un cliente wifi y AP para crear una red de malla para que los comandos se puedan transmitir en toda la casa.

5) Necesito un diseño que admita hasta 4 interruptores en un panel de interruptores de luz.

Preguntas

1) ¿Qué debo usar para extraer 5v del proveedor de energía de 250v? He visto fuentes de alimentación conmutadas, pero todas son bastante voluminosas y contienen transformadores. Esperaba que hubiera una solución más pequeña. Solo necesito 250mA para alimentar el dispositivo.

2) ¿Se puede usar el esp 8226 para reenviar audio sin formato desde un micrófono digital? Estimaría que el dispositivo necesitará manejar alrededor de 100 Kbps dado que probablemente no tendré suficiente espacio en el dispositivo para comprimir antes de enviar los datos. Así que hay dos partes en esta pregunta.

a) ¿es posible conectar un micrófono al esp 8226 y capturar el audio?

b) ¿Puede manejar 100 Kbps?

3) Si imprimo en 3D el panel y una caja de montaje en PLA, ¿eso se considera eléctricamente seguro?

4) ¿Cuál será el desafío de la recepción si la antena está en la pared? ¿Debo exponer la antena en la placa frontal del interruptor? Como estoy diseñando los interruptores de luz como una red de malla, en la mayoría de los casos debería haber otro interruptor de luz a solo unos metros de distancia.

Lo siento si las preguntas son tontas, pero soy programador, no ingeniero eléctrico.

Respuestas (3)

  1. "Solo" 250 mA no es la palabra que usaría cuando quiera bajar hasta 345 V (si se rectifica la onda completa). Me gustaría saber que logró disipar más de 80 vatios en un regulador lineal. Las 2 opciones comunes son a) rectificar onda completa y usar un convertidor reductor para bajar a 5 V (anexo de bss36504: los convertidores flyback hacen ambas cosas) b) Usar un transformador para bajar el voltaje de CA primero, luego rectificar y puede usar un regulador lineal en función de la tensión de caída y de la ondulación de la tensión en el condensador de filtrado del rectificador. Mi consejo para usted es: c) no reinvente la rueda, requiere mucho tiempo, es costoso y potencialmente peligroso. Use una de esas verrugas de pared de 5V. Son voluminosos debido a su transformador, pero funcionan a la primera y han sido revisados ​​para su seguridad. De lo contrario, tú
  2. El ESP8266 nunca podrá enviar audio sin comprimir a 100 kbps en tiempo real. esta fuentelo probó y midió 7kbps en TCP y 19kbps en UDP. Sin embargo, lo que podría hacer es reconocer los comandos y enviar la forma de onda del comando a una velocidad más lenta. Asumiendo que un comando toma 1 segundo, tomaría 15 segundos enviar el comando en TCP y 6 segundos con UDP. Tal vez pueda comprimir primero a bordo, reduciendo el tiempo que lleva enviar los datos, pero dudo que pueda hacerlo solo con un ESP8266 (lo he visto hacerlo en Atmega328s). En cuanto a la conexión del micrófono, tiene 2 GPIO expuestos en el conector del ESP8266 común de 8 pines, y CREO que ninguno de ellos es analógico. Suficiente para un módulo de micrófono serie. Sin embargo, el chip tiene 1 ADC, por lo que hay placas más grandes con más señales enrutadas y, en particular, 1 ADC que le permitiría usar los módulos de micrófono analógico más comúnmente disponibles, como este.. Al ver cómo el reconocimiento de voz apenas es lo suficientemente bueno con un micrófono de PC o teléfono inteligente decente, no tengo idea de si el audio será lo suficientemente claro con módulos de micrófono baratos, necesita probarlo.
  3. Siempre que use una verruga de pared decente (o equivalente) para bajar el voltaje de la red a menos de 25 V, un gabinete PLA está absolutamente bien y, de hecho, sería legal dejar la caja abierta si el ambiente está seco. Esto debería ser válido solo en Europa, aunque sospecho que es similar en otros lugares. No tengo mi libro BS EN 7671 conmigo, por lo que será mejor que verifique los detalles usted mismo para ver si hay algo por encima de 12V.

Estoy a punto de hacer lo mismo aquí, y mi consejo para usted es que probablemente debería cambiar algo de esto: personalmente usaré "OK google" en mi teléfono y enviaré los comandos al ESP8266 correcto en la casa. Después de todo, ¿quién deambula sin su teléfono hoy en día?

1) No creo que esto se pueda hacer sin un transformador en alguna parte. Además, Buck no es la topología que se debe usar cuando se realiza la transición desde el voltaje de la red (usted usaría un convertidor flyback). A este nivel de potencia, probablemente podría salirse con la suya con un transformador reductor pequeño y económico alimentado a un regulador lineal. 2) Buena suerte con el procesamiento de voz a bordo. Esa es una de las tareas informáticas más complejas que existen. No es realmente factible hacerlo a bordo. Es probable que necesite encontrar una manera de transmitir sus datos de voz de vuelta al concentrador como esperaba inicialmente.
Gracias por tu comentario. 1) Si se rectifica primero, se puede usar buck. Flyback es mejor porque usa un transformador como parte del convertidor. He añadido esto en mi publicación. 2) Tienes solo parte de razón. Dije "tal vez", porque lo he visto hecho en Arduinos, por lo que los micros de 8 bits pueden hacerlo. Dudo que el ESP8266 pueda hacerlo solo, pero junto con un Atmega328 podría hacerlo (ver uSpeech). Todo depende de cuántas funciones necesites. Las palabras simples, distintas, no son tan malas de reconocer.
No había visto uSpeech, gracias por señalarlo. Recientemente pasé una semana completa buscando algo así y no encontré nada. ¡Tu aprendes algo nuevo cada dia! Sin embargo, me imagino que el procesador del ESP podría manejar eso. Creo que todos podemos estar de acuerdo, será necesario un inductor en alguna parte, y un transformador y un lineal probablemente serán los más simples de diseñar. Encontrar un controlador reductor a ese voltaje será difícil, lo que lo deja en un diseño personalizado. Como dijo el OP, son un SE, no un EE.
Sugerencia de compromiso: encuentre uno de los códecs más fáciles, como AMR, y utilícelo para transmitir el habla. Aunque el trabajo que hice con openAMR requirió la mayor parte de un ARM926EJS, no esperaba que encajara en un Atmega. Está optimizado para el habla y tiene detección de silencio para que no tenga que transmitir continuamente.
En primer lugar como OP, gracias por sus respuestas. Todavía estoy buscando en Google para entender realmente algunos de los comentarios, pero volveré con más una vez que haya hecho mi investigación.

Solo con respecto a su pregunta sobre la fuente de alimentación: para el ESP8266 necesita 3.3 voltios, no 5. Si usa un Arduino como procesador principal, recuerde usar un modelo de 3.3V.

Podrías usar algo como esto como suministro. Pequeño (ish) y más que suficiente potencia para el ESP y un poco de cosas adicionales.

Construí un interruptor de encendido ESP8266 que puede ir a la consola de pared. Puede consultar la descripción detallada en mi sitio web: http://hristoborisov.com/index.php/projects/switcher-a-wifi-open-source-power-switch/

Estoy usando esta fuente de alimentación: Hi-link 5V/3W (puedes encontrarla en Internet). Luego estoy usando LM1117 para bajarlo a 3.3V

La recepción de la antena es lo suficientemente buena incluso si el ESP está en la pared. Estoy usando esp8266-01 con antena pcb.

En mi opinión, la caja PLA está bien aislada eléctricamente.

Interruptor de luz del módulo WiFi ESP8266
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