3000円とリスペクトとIoT

ESP8266でAC100Vを遠隔操作

先日、ついにESP8266後継のESP32というチップが秋月さんで発売されたようだ。

簡潔に言えば、ESP8266 + Bluetoothという認識だが、2.2Vから駆動するとの事で、乾電池2本での駆動もできそうである。

以前から多少Bluetoothチップも調べてはいたのだが、中々どうしてお手頃なチップが見つからず手を出せずにいたので、このチップには期待している。

願わくば、あまり半田付けの技術はないので、DIP化キットの状態で販売して頂きたい所ではあるが、価格もほぼ据え置きという事で割りと気軽に手を出せそうで安心した。

さて、エアコンのリモコン製作に成功した後、次に目を付けたのがコンセントの制御だった。

猫も杓子も節電、という訳ではないが、誰もいないのに余計な電気を使うのもな、と思うところもあるし、例えばコタツの消し忘れで外出してしまった、みたいなケースにも対応できるのではないかとも思い、製作を検討し始めた。

そもそも似た製品としてコンセントタイマーがあるが、その場にいなくてもWebから制御できる事や、サーバと時刻を同期する事で、時間もずれる事がない点が差異となる。

ON/OFFを制御するリレーに関しては、車いじりで多少使い慣れていたので、基本的な使い方は知っていたのだが、接点保持のために電流を流し続けるとなると、消費電力的に電池駆動は難しいのではと思っていた。

なんとか電流を流し続けず接点を保持できないかと探していると、ラッチングリレーというものがあるという。

これを使用する事で消費電力も抑えられるので、電池駆動が現実的となった。

世の中には便利なものがあるものだ。

概要

【ユーザー】

クライアントアプリにて基本スケジュールを設定する。

【ESP8266】

1時間置きにスケジュールを問い合わせ、AC100Vを制御するリレーを切り替える。

必要部品

・ESP8266(ESP-WROOM-02)

・USBシリアル変換モジュール(AE-FT234X)

・ラッチングリレー(G6CK-2117P-US DC3V)

・トランジスタ(2SC1815)

・三端子レギュレータ(TA48M033F)

・整流ダイオード

・ブレッドボード/基板

・タクトスイッチ

・抵抗

・電池ケース(3本用)

・ヒューズ/ホルダー

・ジャンパー線など

回路

【R1】

リレーの接点を切り替えるのに必要な電流が93.5mA。

ESP8266のピン出力が12mAなのでトランジスタが必要となる。

2SC1815(BL)のベースには、増幅率350倍を考慮し、93.5/350≒0.267mA、3倍余裕を見て0.8mA流したい。

トランジスタの電圧降下分0.6Vを考慮すると、

(3.3–0.6)/0.0008≒3.3kΩ

回路図の作成技量が足りず、不完全なものになってしまっているが、2巻線なのでセット/リセットのコイルそれぞれにトランジスタが必要になる。

今回はさらに手動用のスイッチも取り付けた。

【R2】

トランジスタの誤動作を防ぐためのプルダウン抵抗。

【D1】

逆起電力を吸収するためのダイオード。

その他、ESP8266を動かすに当たっての型、というか、お作法であるプルアップ・プルダウン抵抗などは先人方のサイトを参考にした。

スケッチ
サーバ側

・スケジュールを記録(呼び出し)するスクリプト

・ESP8266から定期的に送られてくるリレーのON/OFF状態、電源電圧のログを記録(呼び出し)するスクリプト

を用意した。

クライアント側

HTML/CSS/JSにて制作。

基本の週間スケジュールに加え、日付指定でスケジュール登録できるようにする事で、急なスケジュール変更などにも対応できるようにしてある。

製作後記

今の時期にはウォシュレットの便座ヒーターが欠かせないのだが、家に誰もいないのにONにし続けているのは少々もったいない気がしていた。

幸い、電源プラグを抜き差ししても設定情報は保持しているので、その電源制御に使用している。

100Vラインの基板上の配線方法に不安があったので、怯えながらの稼働だったが、単三電池3本で80日ほど稼働し、特に問題は発生していない。

1時間置きに、ON(OFF)が続く場合も必ずコイルに電流を流しているので、状態が続く場合は流さないようにすればさらに稼働時間は延びると思われる。

その一方で、せっかく100Vを使用しているので、乾電池駆動でなく3.3Vアダプターでもよかったのではないかとも思っている。

Special Thanks

RBIO:少し大きめのリレーでAC100VをON/OFFする。 — Genkikko Server 徒然 on usako

トランジスタのスイッチング回路

ESP8266(ESP-WROOM-02) 直ちに LED と タクトスイッチ 装着 — ブログ/こばさんの wakwak 山歩き

ディープスリープ esp8266 — Google 検索

ESP8266+Arduinoの電源電圧(VCC)の測定方法 — Qiita

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