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1. Guida Hardware per sviluppatori DIY
1.1 Panoramica
ACRouter può essere realizzato con due approcci hardware diversi, a seconda delle esigenze, del budget e del livello di esperienza.
Opzioni di assemblaggio a colpo d'occhio
| Aspetto | Opzione 1: Scheda controller | Opzione 2: Assemblaggio modulare |
|---|---|---|
| Complessità | Plug-and-play | Richiede cablaggio |
| Costo | Più alto inizialmente | Più basso, incrementale |
| Flessibilità | Piedinatura fissa | Personalizzabile |
| Formato | Compatto, integrato | Moduli distribuiti |
| Ideale per | Installazione rapida | Apprendimento, personalizzazione |
| Sicurezza | Isolamento di grado produttivo | Dipende dall'assemblaggio |
Entrambi gli approcci sono completamente supportati dal firmware e offrono funzionalità identiche.
Componenti minimi necessari
Indipendentemente dall'opzione scelta, un router solare funzionante richiede:
- Microcontrollore ESP32 (integrato o separato)
- Sensore di tensione (basato su ZMPT107)
- Rilevatore di passaggio per lo zero (per la sincronizzazione del dimmer)
- Almeno un sensore di corrente (corrente di rete per le modalità AUTO/ECO)
- Almeno un dimmer AC (per il controllo del carico)
Indipendenza dall'hardware
ACRouter firmware is hardware-agnostic.
Any ESP32-compatible board and equivalent sensors can be used,
as long as electrical characteristics and safety requirements are met.
The provided controller board and reference modules serve as
validated examples and simplify wiring.
1.2 Opzione 1: Scheda controller AC Power Router
Panoramica
The AC Power Router Controller is an all-in-one development board based on the ESP32 microcontroller (WROOM/WROVER). It's designed for building AC dimmer and relay control systems without the complexity of breadboarding mains voltage circuits.
Ideale per: installazione rapida, pronta all'uso, utenti che preferiscono soluzioni integrate.
What's On Board
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ AC Power Router Controller │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ ESP32-WROOM-32 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────────────┐ │
│ │ ZMPT107 │ │ Current │ │ Current │ │
│ │ Voltage │ │ Sensor 1 │ │ Sensor 2 │ │
│ │ Sensor │ │ (3.5mm JACK) │ │ (3.5mm JACK) │ │
│ │ [Screw Term] │ │ │ │ │ │
│ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────────────────────┘ │
│ │
│ ┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ Dimmer 1 │ │ Dimmer 2 │ │ Relay 1 │ │ Relay 2 │ │
│ │ Header │ │ Header │ │ Header │ │ Header │ │
│ │ (4-pin) │ │ (4-pin) │ │ (3-pin) │ │ (3-pin) │ │
│ └────────────┘ └────────────┘ └────────────┘ └──────────┘ │
│ │
│ [LED1] [LED2] [BUZZER] [MicroUSB] [5V Header] │
│ │
│ ══════════════════════════════════════════════════════════════ │
│ GPIO Breakout Headers (all ESP32 pins) │
│ ══════════════════════════════════════════════════════════════ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Caratteristiche
Load Control:
- 2× AC dimmer connections (4-pin headers with Zero-Cross signal)
- 2× Relay module connections (3-pin headers)
- Support for dimmers with integrated current sensors
Power Monitoring:
- Onboard ZMPT107 voltage sensor with screw terminal
- 2× 3.5mm JACK sockets for SCT-013 current transformers
- Real-time power calculation capability
- Current limiting and overload protection support
Feedback & Alerts:
- 2× Status LEDs for visual indication
- Piezo buzzer for audio alerts
Power Supply:
- Onboard 3.3V voltage regulator
- MicroUSB socket Only for power
- Pin header for external 5V power input
Expandability:
- All ESP32 GPIOs broken out to pin headers
- Easy integration with additional sensors and modules
Assegnazione dei pin
| GPIO | Funzione | Tipo | Note |
|---|---|---|---|
| IO35 | Sensore di tensione AC | Ingresso ADC | ZMPT107, integrato |
| IO39 | Sensore di corrente AC 1 | Ingresso ADC | Presa JACK 3,5 mm |
| IO36 | Sensore di corrente AC 2 | Ingresso ADC | Presa JACK 3,5 mm |
| IO18 | Rilevamento passaggio per lo zero | Ingresso digitale | Direttamente dal sensore di tensione |
| IO19 | Uscita dimmer 1 | Uscita digitale | Segnale di controllo di fase |
| IO23 | Uscita dimmer 2 | Uscita digitale | Segnale di controllo di fase |
| IO15 | Relè 1 | Uscita digitale | Attivo ALTO |
| IO2 | Relè 2 | Uscita digitale | Attivo ALTO, condiviso con LED integrato |
| IO4 | Buzzer | Uscita PWM | Buzzer piezoelettrico |
| IO17 | LED 1 | Uscita digitale | Indicatore di stato |
| IO5 | LED 2 | Uscita digitale | Indicatore di stato |
Piedinatura dei connettori
Header dimmer (4 pin, ×2):
Pin 1: VCC (3.3V)
Pin 2: GND
Pin 3: ZC (Zero-Cross signal from IO18)
Pin 4: DIM (Dimmer control: IO19 or IO23)
Header relè (3 pin, ×2):
Pin 1: GND
Pin 2: VCC (5V)
Pin 3: RL (Relay signal: IO15 or IO2)
Prese sensore di corrente (JACK stereo 3,5 mm):
Tip: Signal output
Ring: VCC (bias voltage)
Sleeve: GND
Schema di cablaggio
AC MAINS (L-N)
│
┌──────────────────────────┼─────────────────────────┐
│ │ │
│ ┌─────────────────────┴─────────────────────┐ │
│ │ AC Power Router Controller │ │
│ │ │ │
│ │ ┌───────────┐ │ │
│ │ │ ZMPT107 │◄── AC Voltage Input │ │
│ │ │ (onboard) │ (Screw Terminal) │ │
│ │ └───────────┘ │ │
│ │ │ │
│ │ ┌───────────┐ ┌───────────┐ │ │
│ │ │ JACK 1 │ │ JACK 2 │ │ │
│ │ │ (Grid CT) │ │ (Solar CT)│ │ │
│ │ └─────┬─────┘ └─────┬─────┘ │ │
│ │ │ │ │ │
│ └────────┼───────────────┼──────────────────┘ │
│ │ │ │
│ ┌──────┴──────┐ ┌──────┴──────┐ │
│ │ SCT-013 │ │ SCT-013 │ │
│ │ (Grid) │ │ (Solar) │ │
│ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ │
│ │ │ │
│ ════╪═══════════════╪════ │
│ Grid Line Solar Line │
│ │
│ │
│ ┌────────────────────────────────────────┐ │
│ │ AC Dimmer Module │ │
│ │ ┌────────┐ │ │
│ │ │ 4-pin │◄── From Dimmer Header │ │
│ │ │ Input │ (VCC, GND, ZC, DIM) │ │
│ │ └────────┘ │ │
│ │ │ │
│ │ AC IN ○───────────────○ AC OUT │ │
│ └───────┼────────────────┼───────────────┘ │
│ │ │ │
└────────────┘ │ │
│ │
┌──────┴──────┐ │
│ LOAD │ │
│ (Heater) │ │
└──────┬──────┘ │
│ │
└──────────────────────┘
Neutral
Avvio rapido
- Alimentare la scheda tramite MicroUSB o header 5 V
- Collegare la tensione AC alla morsettiera a vite (L-N)
- Agganciare i trasformatori di corrente attorno ai cavi da monitorare
- Collegare il modulo dimmer all'header a 4 pin
- Caricare il firmware tramite modulo USB-UART
- Configurare tramite interfaccia web o comandi seriali
1.3 Opzione 2: Assemblaggio modulare con scheda ESP32 Dev
Panoramica
Costruisci il tuo router solare utilizzando moduli separati collegati a una scheda di sviluppo ESP32 standard. Questo approccio offre la massima flessibilità ed è ideale per l'apprendimento o le installazioni personalizzate.
Ideale per: appassionati DIY, progetti personalizzati, apprendimento dell'elettronica, build economiche.
Moduli necessari
| Modulo | Scopo | Quantità |
|---|---|---|
| ESP32 DevKit | Controller principale | 1 |
| Sensore di passaggio per lo zero e tensione | Tensione di rete + sincronizzazione | 1 |
| Sensore/i di corrente | Monitoraggio della potenza | 1-4 |
| Dimmer AC | Controllo del carico | 1-2 |
Architettura del sistema
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ESP32 DevKit │
│ ┌───────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ │ │
│ │ 3.3V ──────┬──────┬──────┬──────┐ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ GND ───────┼──────┼──────┼──────┼──┐ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ GPIO36 ────┼──────┼──────┼──────┼──┼──► Voltage ADC │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ GPIO39 ────┼──────┼──────┼──────┼──┼──► Current 1 ADC │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ GPIO34 ────┼──────┼──────┼──────┼──┼──► Current 2 ADC │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ GPIO18 ────┼──────┼──────┼──────┼──┼──► Zero-Cross IN │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ GPIO19 ────┼──────┼──────┼──────┼──┼──► Dimmer OUT │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ └──────────────┼──────┼──────┼──────┼──┼────────────────────┘ │
└─────────────────┼──────┼──────┼──────┼──┼───────────────────────┘
│ │ │ │ │
┌────────┘ │ │ │ └────────┐
│ │ │ │ │
▼ ▼ ▼ ▼ ▼
┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐ ┌─────────┐
│ ZC+Volt │ │ Current │ │ Current │ │ Dimmer │
│ Module │ │ Sensor 1│ │ Sensor 2│ │ Module │
└─────────┘ └─────────┘ └─────────┘ └─────────┘
│ │ │ │
▼ ▼ ▼ ▼
AC Mains Grid Line Solar Line Load
1.4 Modulo sensore di passaggio per lo zero e tensione
Panoramica
Questo modulo specializzato combina un sensore di tensione di precisione (trasformatore ZMPT107-1) con un rilevatore di passaggio per lo zero ad alta velocità. Il segnale di passaggio per lo zero è essenziale per la corretta sincronizzazione del dimmer. La precisione del timing del segnale di passaggio per lo zero influisce direttamente sulla stabilità del dimmer e sulle prestazioni EMC.
Specifiche
Voltage Measurement:
- Transformer: ZMPT107-1 (2mA/2mA ratio)
- Range: 0-250V AC
- Accuracy: ±0.5%
- Output: 0-3.3V analog (centered at 1.65V DC)
Zero-Cross Detector:
- Circuit: Diode bridge + PC817 optocoupler
- Response time: <100 µs
- Output: Digital 3.3V (active LOW pulse)
- Frequency: 100Hz (50Hz mains) or 120Hz (60Hz mains)
General:
- Supply voltage: 3.3V DC
- Current draw: <20 mA
- Isolation: 4000V RMS
- Operating temperature: -20°C to +70°C
- Dimensions: 46.5 × 18.5 × 20 mm
Caratteristiche
- Trimmer potenziometrico per la regolazione del range di misura
- Calibrato in fabbrica, pronto all'uso
- Isolamento galvanico per la sicurezza
- Assorbimento dalla rete: <0,5 mA
Collegamento a ESP32
Module Pin ESP32 Pin Function
────────── ───────── ────────
GND GND Common ground
VCC 3.3V Module power
VOUT GPIO35/36 Voltage sensor analog output
ZC GPIO18 Zero-cross digital output
Collegamento AC
AC MAINS
│
L ─────┤
│ ┌─────────────────────┐
├────┤ AC Input Terminal │
│ │ │
N ─────┤ │ ZC+Voltage Module │
│ │ │
└────┤ │
└─────────────────────┘
Sezione cavo: AWG-26 o superiore raccomandato.
Cosa è possibile monitorare
With just the Zero-Cross & Voltage Sensor module:
- Grid voltage (RMS)
- Mains frequency (50/60 Hz)
- Voltage quality analysis
- Basic grid status
- Dimmer synchronization
Nota: Per il calcolo della potenza sono necessari i sensori di corrente.
1.5 Sensori di corrente
I sensori di corrente completano il sistema di monitoraggio, consentendo l'analisi completa della potenza, il tracciamento dell'energia e il calcolo dei costi. Sono disponibili due tecnologie.
Opzione A: Sensori ad effetto Hall ACS-712
Tecnologia: effetto Hall, misura il campo magnetico attorno al conduttore
Installazione: richiede l'interruzione del circuito (il cavo passa attraverso il sensore)
Ideale per: nuove installazioni, massima precisione, misurazione bidirezionale della corrente
Modelli disponibili
| Modello | Range | Sensibilità | Risoluzione | Ideale per |
|---|---|---|---|---|
| ACS712-5A | ±5A | 185 mV/A | 26 mA | Piccola elettronica |
| ACS712-10A | ±10A | 100 mV/A | 49 mA | Illuminazione LED |
| ACS712-20A | ±20A | 100 mV/A | 49 mA | Elettrodomestici |
| ACS712-30A | ±30A | 66 mV/A | 74 mA | HVAC, riscaldamento |
| ACS712-50A | ±50A | 40 mV/A | 122 mA | Alimentazione principale, solare |
Specifiche
- Tipo di misurazione: DC/AC (True RMS con ACRouter)
- Tensione di alimentazione: 5 V DC ±5%
- Assorbimento di corrente: 10-13 mA
- Segnale di uscita: 0-3,3 V (centrato a 1,65 V a corrente zero)
- Larghezza di banda: 80 kHz
- Tempo di risposta: 5 µs
- Isolamento: 2,1 kV RMS
- Precisione: ±1,5%
- Resistenza del percorso di corrente: 1,2 mΩ
- Protezione da sovraccarico: fino a 5× la corrente nominale
Collegamento a ESP32
ACS712 Pin ESP32 Pin Notes
────────── ───────── ─────
GND GND Common ground
VCC 5V Requires 5V supply
OUT GPIO32-39 ADC1 pins only!
Importante: usare solo pin ADC1 (GPIO32, 33, 34, 35, 36, 39) poiché ADC2 è in conflitto con il WiFi.
Schema di cablaggio
Current Flow Direction
─────────────────────►
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ ACS712 Module │
│ │
│ IP+ ○─────────────────────────○ IP- │
│ │ │ │
│ │ ┌───────────┐ │ │
│ └────┤ Hall ├─────┘ │
│ │ Sensor │ │
│ └─────┬─────┘ │
│ │ │
│ GND ○ VCC ○ │ OUT ○ │
└─────┼───────┼─────┼────┼────────────────────┘
│ │ │ │
│ │ │ └──► To ESP32 ADC
│ │ │
│ └─────┴──────► To ESP32 5V & GND
│
└──────────────────► To ESP32 GND
Opzione B: Trasformatori di corrente SCT-013
Tecnologia: induzione elettromagnetica, trasformatore a clip
Installazione: non invasiva, si aggancia attorno al cavo esistente senza tagliarlo
Ideale per: retrofit, installazioni esistenti, immobili in affitto
Modelli disponibili
| Modello | Range | Uscita | Ideale per |
|---|---|---|---|
| SCT-013-010 | 0-10A | 0-1 V | Circuiti individuali |
| SCT-013-030 | 0-30A | 0-1 V | Circuiti domestici standard |
| SCT-013-050 | 0-50A | 0-1 V | Alimentazione principale, grandi elettrodomestici |
| SCT-013-100 | 0-100A | 0-50mA | Industriale, intero edificio |
Nota: L'SCT-013-100 fornisce in uscita corrente (50 mA), non tensione. Richiede una resistenza di carico esterna. Gli altri modelli hanno resistenze di carico integrate e forniscono direttamente tensione in uscita.
Modulo adattatore SCT-013
Il modulo adattatore fornisce il condizionamento del segnale per collegare i trasformatori SCT-013 a ESP32:
Features:
- 3.5mm stereo jack socket for SCT-013
- Precision voltage divider (creates 1.65V DC bias)
- AC coupling capacitor
- Noise filtering
- 0-3.3V output compatible with ESP32 ADC
Collegamento a ESP32:
Adapter Pin ESP32 Pin Function
─────────── ───────── ────────
GND GND Common ground
VCC 3.3V Module power (3.3V!)
SIG GPIO32-39 ADC1 pins only
Schema di cablaggio
Wire to Monitor
═══════════════════
│
┌──────┴──────┐
│ SCT-013 │
│ ┌──────┐ │
│ │ │ │ (Clip around wire,
│ │ CT │ │ don't cut it!)
│ │ │ │
│ └───┬──┘ │
│ │ │
└──────┼──────┘
│
3.5mm Plug
│
┌──────┴──────┐
│ Adapter │
│ Module │
│ │
│ GND VCC SIG │
└──┬───┬───┬──┘
│ │ │
│ │ └──► ESP32 GPIO (ADC1)
│ └──────► ESP32 3.3V
└──────────► ESP32 GND
Guida alla scelta del sensore
| Requisito | Sensore consigliato |
|---|---|
| Nuova installazione, massima precisione | ACS-712 |
| Installazione esistente, senza ricablaggio | SCT-013 + adattatore |
| Corrente bidirezionale (importazione/esportazione rete) | ACS-712 (qualsiasi) o SCT-013 |
| Instradamento surplus solare | SCT-013 o ACS712 (bidirezionale) |
| Corrente elevata (>50A) | SCT-013-100 |
| Precisione a bassa corrente (<5A) | ACS-712-5A |
| Build a budget limitato | SCT-013-030 + adattatore |
| Uso professionale/produttivo | ACS-712 o scheda controller |
1.6 Moduli dimmer AC
I moduli dimmer AC controllano la potenza verso carichi resistivi (scaldacqua, lampadine a incandescenza) utilizzando la dimmerizzazione con taglio di fase sincronizzata con il segnale di passaggio per lo zero.
Dimmer compatibili
ACRouter is designed to work with RBDimmer modules, which provide:
- TRIAC-based phase control
- Built-in zero-cross detection input
- Optocoupler isolation
- Snubber circuit for inductive noise suppression
Interfaccia di collegamento
Collegamento standard a 4 pin:
Pin Function Description
─── ──────── ───────────
1 VCC (3.3V) Logic power supply
2 GND Common ground
3 ZC Zero-Cross input (from sensor module)
4 DIM Dimmer control signal (from ESP32)
Schema di cablaggio
┌─────────────────────────────────────┐
From ZC+Volt Module │ AC Dimmer Module │
┌────────────────────┤ │
│ │ VCC ○────────────────────┐ │
│ ZC Signal ───────┤► ZC ○ │ │
│ │ │ │
│ From ESP32 │ DIM ○◄───────────────────┼─────────┤── GPIO19
│ ┌────────────────┤ │ │
│ │ │ GND ○────────────────────┼─────────┤── GND
│ │ │ │ │
│ │ │ └─────────┤── 3.3V
│ │ │ │
│ │ │ AC IN ○──────────┬───────○ AC OUT │
│ │ │ │ │
│ │ └───────────────────┼─────────────────┘
│ │ │
│ │ TRIAC
│ │ │
│ │ │
────┴───┴────────────────────────────────────┴─────────────────────
AC MAINS (Live) LOAD
(Heater)
────────────────────────────────────────────────────────────────────
AC MAINS (Neutral)
Principio di controllo del dimmer
- Rilevamento del passaggio per lo zero: il segnale ZC genera un impulso ad ogni passaggio per lo zero della tensione AC (100 Hz per rete a 50 Hz)
- Ritardo di fase: ESP32 attende un tempo di ritardo calcolato dopo il passaggio per lo zero
- Attivazione TRIAC: un breve impulso (10-100 µs) attiva il TRIAC
- Conduzione: il TRIAC conduce fino al successivo passaggio per lo zero
- Controllo della potenza: ritardo maggiore = meno potenza, ritardo minore = più potenza
AC Waveform:
╭───╮ ╭───╮ ╭───╮
╱ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲
──╱───────╲───╱───────╲───╱───────╲──
╲╱ ╲╱ ╲╱
╰───╯ ╰───╯
ZC Pulses: │ │ │
─┴─ ─┴─ ─┴─
50% Power (delay = 5ms for 50Hz):
╭───╮ ╭───╮ ╭───╮
╱░░░░░╲ ╱░░░░░╲ ╱░░░░░╲
──╱───────╲───╱───────╲───╱───────╲──
▲ ▲ ▲
│ │ │
Trigger Trigger Trigger
Carichi supportati
Compatible (resistive loads):
- ✅ Water heater elements (ТЭН)
- ✅ Space heaters
- ✅ Incandescent bulbs
- ✅ Heating mats
- ✅ Resistive heating cables
NOT compatible:
- ❌ Motors (fans, pumps)
- ❌ LED drivers
- ❌ Switching power supplies
- ❌ Fluorescent lights
- ❌ Inductive loads
Potenze nominali
Potenze nominali tipiche dei moduli dimmer:
| Modulo | Corrente max | Potenza max (230 V) | Potenza max (110 V) |
|---|---|---|---|
| 2A | 2A | 460 W | 220 W |
| 4A | 4A | 920 W | 440 W |
| 8A | 8A | 1840 W | 880 W |
| 16A | 16A | 3680 W | 1760 W |
Importante: ridurre del 20-30% per il funzionamento continuo. Uno scaldino da 2 kW dovrebbe utilizzare almeno un dimmer da 8A (1840 W).
1.7 Esempi completi di cablaggio
Configurazione minima (modalità AUTO)
For basic Solar Router operation, you need:
- Voltage measurement
- Grid current measurement
- One dimmer
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ESP32 DevKit │
│ │
│ 3.3V ─────┬────────────────────┬────────────────────────── │
│ │ │ │
│ GND ──────┼────────────────────┼────────────────────┬────────│
│ │ │ │ │
│ GPIO35 ───┼────────────────────┼──► (Voltage ADC) │ │
│ │ │ │ │
│ GPIO36 ───┼────────────────────┼──► (Grid Cur ADC) │ │
│ │ │ │ │
│ GPIO18 ───┼──► (Zero-Cross IN) │ │ │
│ │ │ │ │
│ GPIO19 ───┼────────────────────┼────────────────────┼─► (DIM)│
│ │ │ │ │
└──────────────┼────────────────────┼────────────────────┼────────┘
│ │ │
┌───────┴───────┐ ┌───────┴───────┐ ┌──────┴───────┐
│ ZC+Volt │ │ SCT-013 │ │ Dimmer │
│ Module │ │ + Adapter │ │ Module │
│ │ │ │ │ │
│ VCC GND ZC OUT│ │ VCC GND SIG │ │VCC GND ZC DIM│
└───┬───┬───┬───┘ └───┬───┬───────┘ └──┬──┬──┬──┬──┘
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ └──► GPIO35 │ └──► GPIO36 │ │ │ └──► GPIO19
│ │ │ │ │ │
│ └────────────────┼───────────────────┼──┘ └──► From ZC
│ │ │
└────────────────────┴───────────────────┴──► To 3.3V & GND
═══════════════ ═══════════════
AC MAINS TO LOAD
(to ZC+Volt module) (from Dimmer)
Configurazione completa (4 canali)
Per il monitoraggio completo con tracciamento della generazione solare:
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ ESP32 DevKit │
│ │
│ 3.3V ──┬────────┬────────┬────────┬─────────────────────────│
│ │ │ │ │ │
│ 5V ────┼────────┼────────┼────────┼────┬────┬───────────────│
│ │ │ │ │ │ │ │
│ GND ───┼────────┼────────┼────────┼────┼────┼────┬──────────│
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ GPIO35 ──┼──►Volt │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ GPIO39 ──┼────────┼──►Load │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ GPIO36 ──┼────────┼────────┼──►Grid │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ GPIO34 ──┼────────┼────────┼────────┼──►Solar │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ GPIO18 ──┼──►ZC │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ GPIO19 ──┼────────┼────────┼────────┼────┼──►DIM1 │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ GPIO23 ──┼────────┼────────┼────────┼────┼────┼──►DIM2 │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
└───────────┼────────┼────────┼────────┼────┼────┼────┼──────────┘
│ │ │ │ │ │ │
┌───────┴──┐ ┌───┴───┐ ┌──┴────┐ ┌─┴────┴─┐ │ │
│ ZC+Volt │ │ACS712 │ │ACS712 │ │ ACS712 │ │ │
│ Module │ │ Load │ │ Grid │ │ Solar │ │ │
└──────────┘ └───────┘ └───────┘ └────────┘ │ │
│ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │
═════╪═══════════╪═════════╪═════════╪═══════╪════╪════
AC MAINS Load Wire Grid Wire Solar Wire │ │
│ │
┌───────┴────┴───────┐
│ Dimmer Modules │
│ (1 and 2) │
└────────────────────┘
│
TO LOADS
(Heater 1 & 2)
1.8 Distinta dei materiali
Opzione 1: Assemblaggio con scheda controller
| Componente | Quantità | Note |
|---|---|---|
| Scheda AC Power Router Controller | 1 | Include ESP32, sensore di tensione |
| Trasformatore di corrente SCT-013-030 | 2-3 | Per monitoraggio rete, solare, carico |
| Modulo dimmer AC (2kW+) | 1-2 | In base alla potenza del carico |
| Modulo relè (opzionale) | 1-2 | Per carichi on/off |
| Alimentatore 5 V | 1 | Minimo 1A |
| Cavi e connettori AC | Secondo necessità | AWG-14 o adeguati al carico |
Costo stimato: $50-80 (esclusi carico e alimentatore)
Opzione 2: Assemblaggio modulare
| Componente | Quantità | Note |
|---|---|---|
| ESP32 DevKit (WROOM o WROVER) | 1 | Minimo 4 MB flash |
| Modulo sensore di passaggio per lo zero + tensione | 1 | Basato su ZMPT107 |
| Sensore di corrente (scegliere un tipo): | ||
| - ACS712-30A | 2-3 | Per rilevamento ad effetto Hall |
| - OPPURE SCT-013-030 + adattatore | 2-3 | Per rilevamento CT a clip |
| Modulo dimmer AC (2kW+) | 1-2 | RBDimmer consigliato |
| Breadboard o PCB | 1 | Per i collegamenti |
| Cavi jumper | Set | Maschio-femmina, maschio-maschio |
| Alimentatore 5 V | 1 | Minimo 1A |
| Contenitore (opzionale) | 1 | Con grado IP per la sicurezza |
Costo stimato: $35-60 (esclusi carico e alimentatore)
Accessori comuni
| Componente | Scopo |
|---|---|
| Contenitore su guida DIN | Installazione professionale |
| Morsettiere | Connessioni AC sicure |
| Pressacavi | Ingresso cavi impermeabile |
| Fusibili/MCB | Protezione da sovracorrente |
| Guaina termorestringente | Isolamento dei cavi |
1.9 Considerazioni sulla sicurezza
⚠️ PERICOLO: Tensione di rete
La tensione di rete AC (110 V/230 V) può causare gravi lesioni o morte.
Prima di lavorare con questo progetto:
- Qualifiche: i lavori elettrici devono essere eseguiti da personale qualificato
- Isolamento: scollegare sempre l'alimentazione prima di effettuare i collegamenti
- Isolamento dei cavi: utilizzare cavi e connettori con le caratteristiche nominali adeguate
- Protezione: installare fusibili, MCB e interruttori differenziali (RCD/GFCI) appropriati
- Contenitore: alloggiare tutti i collegamenti di rete in contenitori adeguati
- Verifica: controllare l'isolamento con un multimetro prima di applicare l'alimentazione
Funzionalità di sicurezza del progetto
Built into ACRouter firmware:
- Watchdog timer (disables outputs on crash)
- Zero-cross timeout detection (disables dimmers if AC lost)
- Overcurrent monitoring (if current sensors connected)
- Safe startup state (all outputs OFF at boot)
You must provide:
- Appropriate fusing for your loads
- RCD/GFCI protection
- Physical isolation and enclosure
- Proper wire gauge for current levels
Messa a terra
IMPORTANT: Proper grounding is essential for safety!
AC MAINS
═══════════════════════════════════════
L (Live/Hot)
N (Neutral)
PE (Protective Earth) ──────────────┐
│
All metal enclosures, frames, │
and exposed conductive parts ───────────┤
│
ESP32 GND (logic ground) ───────────────┤
│
Central Earth Point ◄───────────────────┘
Considerazioni sul carico
| Tipo di carico | Potenza max | Note |
|---|---|---|
| Scaldacqua | 2-3 kW tipico | Verificare la potenza della resistenza |
| Termoconvettore | 1-2 kW tipico | Assicurarsi che sia di tipo resistivo |
| Elemento riscaldante | Variabile | Calcolare: P = V²/R |
Never exceed:
- Dimmer module rating (derate 20-30%)
- Wire ampacity
- Fuse/MCB rating
- Socket/connector rating
1.10 Risoluzione dei problemi hardware
Nessuna lettura di tensione
| Sintomo | Possibile causa | Soluzione |
|---|---|---|
| Sempre 0 V | Nessun collegamento AC | Controllare la morsettiera a vite |
| Sempre 0 V | GPIO errato | Verificare il collegamento GPIO35 |
| Rumoroso/instabile | Collegamento difettoso | Stringere i morsetti |
| Valore errato | Necessita calibrazione | Regolare il trimmer |
Nessuna lettura di corrente
| Sintomo | Possibile causa | Soluzione |
|---|---|---|
| Sempre 0A | CT non agganciato | Assicurarsi che il CT circondi il cavo |
| Sempre 0A | GPIO errato | Usare solo pin ADC1 |
| Metà del previsto | CT sul conduttore sbagliato | Agganciare attorno al singolo cavo, non alla guaina |
| Valore negativo | Direzione CT | Invertire l'orientamento del CT |
Dimmer non funzionante
| Sintomo | Possibile causa | Soluzione |
|---|---|---|
| Nessuna uscita | Nessun segnale ZC | Controllare il collegamento ZC |
| Solo acceso/spento | Timing ZC errato | Verificare il funzionamento del modulo ZC |
| Sfarfallio | Kp troppo alto | Ridurre il guadagno di controllo |
| Nessuna variazione | GPIO errato | Verificare il collegamento GPIO19/23 |
Problemi di comunicazione
| Sintomo | Possibile causa | Soluzione |
|---|---|---|
| Nessuna seriale | Baud rate errato | Usare 115200 baud |
| Nessun AP WiFi | Non inizializzato | Controllare i log di avvio |
| Can't flash | Modalità boot | Tenere premuto il pulsante BOOT durante il reset |
1.11 Dove acquistare
Scheda AC Power Router Controller
Disponibile su: rbdimmer.com
AliExpress: (https://robotdyn.aliexpress.com/store/1950989)
Moduli singoli
Zero-Cross & Voltage Sensor:
- rbdimmer.com
- RBGrid ecosystem partners
Current Sensors:
- ACS712 modules: Amazon, AliExpress, electronics distributors
- SCT-013 transformers: Amazon, AliExpress, energy monitoring suppliers
- SCT-013 adapters: rbdimmer.com, DIY build
AC Dimmer Modules:
- rbdimmer.com (RBDimmer series)
- AliExpress: (https://robotdyn.aliexpress.com/store/1950989)
- Compatible modules from other suppliers (verify pinout)
ESP32 DevKit:
- Espressif official partners
- Amazon, AliExpress
- Electronics distributors (Mouser, DigiKey, etc.)