Arduino Home Light Dimming

O drywall está apenas começando a subir no projeto do porão da minha família. Eu estive olhando para sistemas de controle de luz residencial. Alguns dos que eu vi foram mais de US $ 2.000. Estou pensando que seria muito mais divertido (e econômico!) Implementar meu próprio sistema baseado em Arduino.

O verdadeiro problema está no controle real das luzes. Cada grupo de luzes precisará ser controlado por um sistema dimmer baseado em comutador. Seria muito mais simples se o microcontrolador fosse o único ponto de controle. Infelizmente, este não é o caso. Estou assumindo que preciso usar um interruptor mais não ofuscante que permita a interface de um dispositivo externo. Isso evitaria o problema completamente, pois o interruptor e o Arduino poderiam controlar as luzes, o Arduino controlaria as luzes através do interruptor mais não ofuscante.

Alguém pode recomendar uma solução / abordagem melhor ou sugerir um interruptor mais não ofuscante que tenha algum tipo de interface "remota"?

Atualização 3/1/2013: Acabei optando por uma solução baseada no Insteon usando um escudo personalizado da Good Robot . Funciona muito bem e pode ser usado para controlar qualquer coisa, não apenas luzes. Vou postar uma resposta aqui quando tiver a chance de escrever algo útil.

Montei uma casa inteira com o X10 há cerca de 10 anos e, embora funcionasse, poderia ser meio esquisito. Se eu fosse fazê-lo novamente, procuraria produtos mais modernos como o Insteon . O Insteon deve resolver muitas das falhas que o X10 possui.

Eu não me incomodaria em tentar construir os módulos de controle CA do dispositivo (dimmers, comutadores remotos etc.), pois trabalhar com tensões de rede é muito perigoso, a menos que você realmente saiba o que está fazendo.

DMX512 é amplamente utilizado para controlar a iluminação do palco. Como ele usa o EIA-485, o hardware e o software devem ser bastante fáceis de implementar em um Arduino com uma blindagem adequada. Aqui está um projeto do Arduino DMX.

Estão disponíveis controladores de dimmer DMX remotos de baixo custo e bricolage, aqui está um que usa um ATmega8515 AVR, um dispositivo semelhante ao usado no Arduino. Eu estaria inclinado a usar um controlador muito menor e mais barato. A interface mais não ofuscante para as lâmpadas, a "unidade de potência", também é descrita. É um projeto bastante agradável.

Eu brinquei com o X10 e o Insteon - eles funcionam, mas minha experiência em hackear eles foi esmagadora.

Então, eu estou construindo meu sistema de automação residencial inteiramente com rádios XBee. O padrão ZigBee Home Automation é aberto e muito fácil de implementar (se você deseja ser compatível com o HW existente). Mas você não precisa seguir esse caminho, pode implementar seu próprio protocolo (com o binário json, por exemplo - é isso que estou fazendo). Os rádios não são baratos (~ US $ 25), mas a facilidade de uso vale a pena, na minha opinião. Em muitos casos, você nem precisa de um microcontrolador - os XBee têm suas próprias E / S digitais e analógicas. Até agora, construí alguns dispositivos com o XBee - termostato, sensor de movimento, gateway X10 e assistente de estacionamento / sensor de presença de carro. Os rádios ZigBee podem formar redes mesh, portanto a cobertura e o consumo de energia são excelentes.

Construir seus próprios dimmers seria caro (no entanto, a única opção que encontrei foi usar o módulo Velleman K8064 - ~ $ 35); portanto, se você precisar de um dimmer, eu usaria o Insteon ou o X10. Eu tenho alguns módulos de lâmpadas X10 em minha casa e para controlá-los, eu uso a interface PSC04 serial X10 PRO (por ~ US $ 10 é difícil de bater) anexada ao Arduino ( biblioteca X10 para Arduino ).

Se for instalar fiação e novas luzes, eu consideraria instalar luminárias LED. Você não apenas economizará dinheiro a longo prazo devido aos custos mais baixos de eletricidade, mas também economizará na instalação em fiação. Como os LEDs usam voltagens abaixo de 24V, o código elétrico é muito fraco. Você não precisa instalar fios de cobre grossos (caros) em cada tomada, mas uma fiação 20-18 AWG muito mais barata (eu até usei 23AWG em um cabo CAT6). Existem muitas opções para a condução de LEDs de alta potência de um arduino. O meu favorito seria este. Até 128 podem ser controlados a partir de um único arduino. O código para controlá-los é muito fácil. Depois de fazer isso, adicione um escudo ethernet ao arduino e algum javascript básico e, em seguida, controlar suas luzes será tão simples quanto visitar uma página da Web em um computador ou smartphone. Você pode até encaminhar solicitações de entrada da porta 80 para o escudo e permitir que você o controle enquanto estiver fora (talvez para assustar bandidos). Além disso, você teria controle de escurecimento independente sobre todas as luzes do porão (por exemplo, se estivesse assistindo a um filme, você só poderia acender duas luzes nas costas e deixá-las realmente escuras).

Eu trabalhava para uma empresa que tinha reguladores de pressão com botão de pressão. Você precisará substituir todos os interruptores de parede por botões de pressão com um contato NO (normalmente aberto). A vantagem é que você pode simplesmente colocar todos os pontos de controle em paralelo e alimentar um único sinal lógico para o microcontrolador. Você pode usar a tensão de alimentação do microcontrolador e um resistor de pull-up, mas principalmente em fios longos, você capta muito ruído e também pode ter uma queda de tensão. Melhor executar os botões de pressão em uma tensão mais alta (por exemplo, 24V) e dividir esse nível para combinar com o microcontrolador.

Uma maneira possível de operação:
pressionar um botão por um tempo maior que, por exemplo, meio segundo (re) iniciará um ciclo de escurecimento. Enquanto um botão é pressionado, você diminui a intensidade a uma determinada velocidade, aguarde um segundo no valor máximo e o início diminua, até desligar, após o que o ciclo é reiniciado. O microcontrolador precisa lembrar não apenas o nível atual, mas também se a última ação foi para cima ou para baixo.
Pressionar o botão brevemente (menos de meio segundo) alterna entre desligar e o último valor esmaecido.

Esta é apenas uma funcionalidade possível. Você pode fazer variações nisso, lembre-se de que você só tem um pulso (comprimento variável) como sinal.

Você pode querer olhar para o X10. Eu não o uso há algum tempo, mas desde que o usei pela última vez, sei que há pelo menos uma interface de porta serial, talvez até sem fio, para que você não precise realmente entrar nas linhas de energia. com o seu hardware. Existem (havia) módulos nos quais você fechou um relé e poderia ativar ou desativar tudo. Para fraca ou brilhante, você precisará de mais controle.