智能家居之旅（11）：HA交流通断器（控制家里的电器）

项目想法

前两天开源的 USB 小夜灯控制器，真的让我体验到了智能家居的乐趣，特别是朋友说出门又忘了关灯的时候！我直接拿出手机远程关闭了家里的小夜灯，可以说，只要在 "种花家"，我就能在任何有网络的地方远程控制家里的小夜灯。 正所谓人都是有最求的（贪心），小夜灯毕竟只是个小灯，我要控制家里的照明灯，甚至是热水器，电磁炉，电饭锅这种电器的开关。

所以，今天分享一个能控制 220V 通断的设备——交流通断器

控制原理

想要使用 WiFi 或者蓝牙等低电压直流设备，就必须要使用一个重要器件——继电器。

为什么继电器能控制 220V 甚至更高电压？下面是一个继电器的内部示意结构图

可以看到，接口里面有：线圈、铁芯、铁棒、弹簧和两个触点。

其实它利用了我们中学物理课中学过的，电生磁原理：当给线圈通电（一般是直流电）之后，线圈中间的铁芯会产生磁力，把铁芯上方的铁棒吸下来，这时候铁棒的触点就会接触到下方触点，交流电导通，灯泡会亮。给线圈断电之后，弹簧会把铁棒拉上去，触点接到了上面，灯泡电路断开，灯泡熄灭。

继电器的选择

市面上的继电器五花八门，种类繁多，怎么选择适合自己的继电器呢？一般优先考虑以下参数:

• 最大转换电压和最大转换电流
• 额定驱动电压：3.3V\5V\12V\24V
• 开关类型一般有：常开、常闭、转换
• 体积大小

最大转换电压和最大转换电流决定了继电器能控制的电器，实际生活中，我见过最大功率的电器就是热水器 3500W（220V 16A）,所以项目当中，继电器至少选择 16A 转换电流的。因为继电器的功耗都比较高（几十到 200mA 不等），为了 WiFi 模块能够正常工作，继电器不能使用 3.3V，所以就选择 5V 的，考虑通断器只有断开和闭合功能，所以开关类型就用常开就行。体积越小越好

在立创 EDA 中，找到了一个比较适合的继电器：HF115F/005-1HS3AF

特性：250V 16A 控制能力，5V 驱动，29*12.7*15.7mm 相当合适

继电器驱动电路

因为继电器是 5V 驱动，所以使用 PMOS 管来控制 5V 通断最合适不过，然后为了保护模组 IO，加入光耦直接实现电源隔离：

电源供电选择

既然是控制 220V 交流，那么供电也直接使用 220V 交流好了，就不需要外接电源适配器提供 5V。项目直接使用 AC-DC 转换模块，直接由 220V 转 5V 700mA 电流，满足模组 + 继电器所需了

接线接口选择

项目的接线想法是不需要拧螺丝，快速接线，当年做灯的控制器的时候，发现了一种快速接线的接头：

• 插针式固定，容易焊接
• 额定电流 32A，电压 400V
• 不需要拧螺丝

立创 EDA 对应的器件名： DA-803-3.5-3P

防雷电路

为了防止雷击损坏，在百度上抄了个防雷电路，不要参考我这个防雷布局，因为我也不懂其中要点，如果有懂友，希望给个建议

其他电路

模组电路和烧录接口预留

烧录接口（串口）的预留是直接在 PCB 添加测试点的方式放置，测试点大小：1mm

打板完成之后焊线或者用烧录针来完成程序烧录和调试

网络指示灯

继电器测试按键

为了没有焊模组的情况下测试继电器是否正常通断。

PCB 绘制

元件布局

因为涉及到 220V 高压，所以布局的时候必须把直流元件和交流元件分开(距离越大越安全)：

布线

同样的，布线的时候交流线电流和直流电路尽量分开：

因为可能接入大功率电器，所以零线和火线的线宽尽量加大，我这里直接使用铺铜的方式走线。

打板等待三天时间