← Обзор | Содержание | Далее: Компиляция →
1. Руководство по железу для DIY-разработчиков
1.1 Обзор
ACRouter можно собрать двумя принципиально разными способами — в зависимости от требований, бюджета и опыта.
Сравнение вариантов сборки
| Аспект | Вариант 1: Плата контроллера | Вариант 2: Модульная сборка |
|---|---|---|
| Сложность | Plug-and-play | Требует пайки |
| Стоимость | Выше при покупке | Ниже, поэтапно |
| Гибкость | Фиксированная распиновка | Настраиваемая |
| Форм-фактор | Компактный, интегрированный | Распределённые модули |
| Подходит для | Быстрое развёртывание | Обучение, кастомизация |
| Безопасность | Промышленная гальваническая развязка | Зависит от сборки |
Оба варианта полностью поддерживаются прошивкой и обеспечивают идентичный функционал.
Минимально необходимые компоненты
Независимо от варианта, для работающего солнечного роутера требуется:
- Микроконтроллер ESP32 (встроенный или отдельный)
- Датчик напряжения (на базе ZMPT107)
- Детектор перехода через ноль (для синхронизации диммера)
- Хотя бы один датчик тока (ток сети для режимов AUTO/ECO)
- Хотя бы один AC-диммер (для управления нагрузкой)
Аппаратная независимость
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 Вариант 1: Плата AC Power Router Controller
Обзор
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.
Идеально для: быстрого развёртывания, готового решения, пользователей, предпочитающих интегрированные решения.
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) │
│ ══════════════════════════════════════════════════════════════ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Возможности
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
Назначение пинов
| GPIO | Функция | Тип | Примечания |
|---|---|---|---|
| IO35 | Датчик напряжения AC | ADC вход | ZMPT107, встроенный |
| IO39 | Датчик тока AC 1 | ADC вход | Разъём 3.5mm JACK |
| IO36 | Датчик тока AC 2 | ADC вход | Разъём 3.5mm JACK |
| IO18 | Детектирование перехода через ноль | Цифровой вход | Напрямую от датчика напряжения |
| IO19 | Выход диммера 1 | Цифровой выход | Сигнал фазового управления |
| IO23 | Выход диммера 2 | Цифровой выход | Сигнал фазового управления |
| IO15 | Реле 1 | Цифровой выход | Active HIGH |
| IO2 | Реле 2 | Цифровой выход | Active HIGH, общий с встроенным LED |
| IO4 | Зуммер | PWM выход | Пьезозуммер |
| IO17 | LED 1 | Цифровой выход | Статусный индикатор |
| IO5 | LED 2 | Цифровой выход | Статусный индикатор |
Распиновка разъёмов
Разъёмы диммера (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)
Разъёмы реле (3-pin, ×2):
Pin 1: GND
Pin 2: VCC (5V)
Pin 3: RL (Relay signal: IO15 or IO2)
Разъёмы датчиков тока (3.5mm стерео JACK):
Tip: Signal output
Ring: VCC (bias voltage)
Sleeve: GND
Схема подключения
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
Быстрый старт
- Подать питание через MicroUSB или разъём 5 В
- Подключить напряжение AC к клеммнику (L-N)
- Надеть токовые трансформаторы на контролируемые провода
- Подключить модуль диммера к 4-pin разъёму
- Прошить через USB-UART модуль
- Настроить через веб-интерфейс или последовательные команды
1.3 Вариант 2: Модульная сборка на базе ESP32 DevBoard
Обзор
Собери собственный солнечный роутер из отдельных модулей, подключённых к стандартной отладочной плате ESP32. Этот вариант обеспечивает максимальную гибкость и идеально подходит для обучения или нестандартных установок.
Идеально для: DIY-энтузиастов, кастомных проектов, изучения электроники, бюджетных сборок.
Необходимые модули
| Модуль | Назначение | Количество |
|---|---|---|
| ESP32 DevKit | Основной контроллер | 1 |
| Датчик Zero-Cross и напряжения | Напряжение сети + синхронизация | 1 |
| Датчик(и) тока | Мониторинг мощности | 1-4 |
| AC-диммер | Управление нагрузкой | 1-2 |
Архитектура системы
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 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 Модуль Zero-Cross и датчика напряжения
Обзор
Этот специализированный модуль сочетает прецизионный датчик напряжения (трансформатор ZMPT107-1) с высокоскоростным детектором перехода через ноль. Сигнал перехода через ноль необходим для корректной синхронизации диммера. Точность временно́го положения сигнала ZC напрямую влияет на стабильность диммера и электромагнитную совместимость.
Характеристики
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
Возможности
- Подстроечный резистор для регулировки диапазона измерений
- Заводская калибровка, готов к работе
- Гальваническая развязка для безопасности
- Потребление тока от сети: <0.5 мА
Подключение к 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
Подключение AC
AC MAINS
│
L ─────┤
│ ┌─────────────────────┐
├────┤ AC Input Terminal │
│ │ │
N ─────┤ │ ZC+Voltage Module │
│ │ │
└────┤ │
└─────────────────────┘
Сечение провода: рекомендуется AWG-26 или толще.
Что можно мониторить
With just the Zero-Cross & Voltage Sensor module:
- Grid voltage (RMS)
- Mains frequency (50/60 Hz)
- Voltage quality analysis
- Basic grid status
- Dimmer synchronization
Примечание: для расчёта мощности необходимы датчики тока.
1.5 Датчики тока
Датчики тока дополняют систему мониторинга, обеспечивая полный анализ мощности, учёт энергии и расчёт стоимости. Доступны две технологии.
Вариант A: Датчики тока ACS-712 на эффекте Холла
Технология: эффект Холла, измеряет магнитное поле вокруг проводника
Монтаж: требует разрыва цепи (провод проходит через датчик)
Лучше всего для: новых установок, максимальной точности, двунаправленного измерения тока
Доступные модели
| Модель | Диапазон | Чувствительность | Разрешение | Лучше всего для |
|---|---|---|---|---|
| ACS712-5A | ±5 А | 185 мВ/А | 26 мА | Малая электроника |
| ACS712-10A | ±10 А | 100 мВ/А | 49 мА | LED-освещение |
| ACS712-20A | ±20 А | 100 мВ/А | 49 мА | Бытовые приборы |
| ACS712-30A | ±30 А | 66 мВ/А | 74 мА | HVAC, отопление |
| ACS712-50A | ±50 А | 40 мВ/А | 122 мА | Ввод, солнечная энергия |
Характеристики
- Тип измерений: DC/AC (True RMS с ACRouter)
- Напряжение питания: 5 В DC ±5%
- Потребление тока: 10–13 мА
- Выходной сигнал: 0–3.3 В (центр 1.65 В при нулевом токе)
- Полоса пропускания: 80 кГц
- Время реакции: 5 мкс
- Гальваническая развязка: 2.1 кВ RMS
- Точность: ±1.5%
- Сопротивление токового пути: 1.2 мОм
- Защита от перегрузки: до 5× номинального тока
Подключение к ESP32
ACS712 Pin ESP32 Pin Notes
────────── ───────── ─────
GND GND Common ground
VCC 5V Requires 5V supply
OUT GPIO32-39 ADC1 pins only!
Важно: используйте только пины ADC1 (GPIO32, 33, 34, 35, 36, 39), так как ADC2 конфликтует с WiFi.
Схема подключения
Current Flow Direction
─────────────────────►
┌─────────────────────────────────────────────┐
│ ACS712 Module │
│ │
│ IP+ ○─────────────────────────○ IP- │
│ │ │ │
│ │ ┌───────────┐ │ │
│ └────┤ Hall ├─────┘ │
│ │ Sensor │ │
│ └─────┬─────┘ │
│ │ │
│ GND ○ VCC ○ │ OUT ○ │
└─────┼───────┼─────┼────┼────────────────────┘
│ │ │ │
│ │ │ └──► To ESP32 ADC
│ │ │
│ └─────┴──────► To ESP32 5V & GND
│
└──────────────────► To ESP32 GND
Вариант B: Токовые трансформаторы SCT-013
Технология: электромагнитная индукция, клещевой трансформатор
Монтаж: неинвазивный, защёлкивается на существующем проводе без разрезания
Лучше всего для: модернизации, существующих установок, арендуемых помещений
Доступные модели
| Модель | Диапазон | Выход | Лучше всего для |
|---|---|---|---|
| SCT-013-010 | 0–10 А | 0–1 В | Отдельные цепи |
| SCT-013-030 | 0–30 А | 0–1 В | Стандартные бытовые цепи |
| SCT-013-050 | 0–50 А | 0–1 В | Ввод, крупные приборы |
| SCT-013-100 | 0–100 А | 0–50 мА | Промышленность, здание целиком |
Примечание: SCT-013-100 выдаёт ток (50 мА), а не напряжение. Требует внешний нагрузочный резистор. Остальные модели имеют встроенные нагрузочные резисторы и напрямую выдают напряжение.
Адаптерный модуль SCT-013
Адаптерный модуль обеспечивает кондиционирование сигнала для подключения трансформаторов SCT-013 к 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
Подключение к ESP32:
Adapter Pin ESP32 Pin Function
─────────── ───────── ────────
GND GND Common ground
VCC 3.3V Module power (3.3V!)
SIG GPIO32-39 ADC1 pins only
Схема подключения
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
Руководство по выбору датчика
| Требование | Рекомендуемый датчик |
|---|---|
| Новая установка, максимальная точность | ACS-712 |
| Существующая установка без перепайки | SCT-013 + адаптер |
| Двунаправленный ток (импорт/экспорт сети) | ACS-712 (любой) или SCT-013 |
| Маршрутизация избытка солнечной энергии | SCT-013 или ACS712 (двунаправленный) |
| Высокий ток (>50 А) | SCT-013-100 |
| Точность при малом токе (<5 А) | ACS-712-5A |
| Бюджетная сборка | SCT-013-030 + адаптер |
| Профессиональное/производственное использование | ACS-712 или плата контроллера |
1.6 Модули AC-диммера
Модули AC-диммера управляют мощностью резистивных нагрузок (нагревателей, ламп накаливания) с помощью фазовой отсечки, синхронизированной с сигналом перехода через ноль.
Совместимые диммеры
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
Интерфейс подключения
Стандартное 4-pin подключение:
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)
Схема подключения
┌─────────────────────────────────────┐
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)
Принцип управления диммером
- Детектирование перехода через ноль: сигнал ZC выдаёт импульс при каждом переходе AC через ноль (100 Гц для сети 50 Гц)
- Задержка фазы: ESP32 ждёт вычисленное время задержки после перехода через ноль
- Триггер TRIAC: короткий импульс (10–100 мкс) открывает TRIAC
- Проводимость: TRIAC проводит до следующего перехода через ноль
- Управление мощностью: больше задержка = меньше мощность, меньше задержка = больше мощность
AC Waveform:
╭───╮ ╭───╮ ╭───╮
╱ ╲ ╱ ╲ ╱ ╲
──╱───────╲───╱───────╲───╱───────╲──
╲╱ ╲╱ ╲╱
╰───╯ ╰───╯
ZC Pulses: │ │ │
─┴─ ─┴─ ─┴─
50% Power (delay = 5ms for 50Hz):
╭───╮ ╭───╮ ╭───╮
╱░░░░░╲ ╱░░░░░╲ ╱░░░░░╲
──╱───────╲───╱───────╲───╱───────╲──
▲ ▲ ▲
│ │ │
Trigger Trigger Trigger
Поддерживаемые нагрузки
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
Номинальные мощности
Типичные характеристики модулей диммера:
| Модуль | Макс. ток | Макс. мощность (230 В) | Макс. мощность (110 В) |
|---|---|---|---|
| 2 А | 2 А | 460 Вт | 220 Вт |
| 4 А | 4 А | 920 Вт | 440 Вт |
| 8 А | 8 А | 1840 Вт | 880 Вт |
| 16 А | 16 А | 3680 Вт | 1760 Вт |
Важно: снижайте нагрузку на 20–30% при непрерывной работе. Для нагревателя 2 кВт нужен диммер минимум 8 А (1840 Вт).
1.7 Полные примеры схем подключения
Минимальная конфигурация (режим 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)
Полная конфигурация (4 канала)
Для полного мониторинга с отслеживанием выработки солнечной энергии:
┌────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 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 Список компонентов (BOM)
Вариант 1: Сборка на плате контроллера
| Компонент | Количество | Примечания |
|---|---|---|
| Плата AC Power Router Controller | 1 | Включает ESP32, датчик напряжения |
| Токовый трансформатор SCT-013-030 | 2–3 | Для сети, солнца, нагрузки |
| Модуль AC-диммера (2 кВт+) | 1-2 | Соответствует мощности нагрузки |
| Модуль реле (опционально) | 1-2 | Для нагрузок ON/OFF |
| Блок питания 5 В | 1 | Минимум 1 А |
| Кабели и разъёмы AC | По необходимости | AWG-14 или соответствующее сечение |
Ориентировочная стоимость: $50–80 (без нагрузки и источника питания)
Вариант 2: Модульная сборка
| Компонент | Количество | Примечания |
|---|---|---|
| ESP32 DevKit (WROOM или WROVER) | 1 | Минимум 4 МБ Flash |
| Модуль Zero-Cross + датчика напряжения | 1 | На базе ZMPT107 |
| Датчик тока (выберите тип): | ||
| - ACS712-30A | 2–3 | Для датчиков на эффекте Холла |
| - ИЛИ SCT-013-030 + адаптер | 2–3 | Для клещевых CT |
| Модуль AC-диммера (2 кВт+) | 1-2 | Рекомендуется RBDimmer |
| Макетная плата или PCB | 1 | Для соединений |
| Провода-перемычки | Комплект | Папа-мама, папа-папа |
| Блок питания 5 В | 1 | Минимум 1 А |
| Корпус (опционально) | 1 | IP-рейтинг для безопасности |
Ориентировочная стоимость: $35–60 (без нагрузки и источника питания)
Дополнительные аксессуары
| Компонент | Назначение |
|---|---|
| Корпус на DIN-рейку | Профессиональный монтаж |
| Клеммные блоки | Надёжные AC-соединения |
| Кабельные вводы | Герметичный ввод кабелей |
| Предохранители/автоматы | Защита от перегрузки |
| Термоусадочная трубка | Изоляция проводов |
1.9 Меры безопасности
⚠️ ОПАСНОСТЬ: Сетевое напряжение
Сетевое напряжение AC (110 В/230 В) может стать причиной серьёзных травм или гибели.
Перед работой с проектом:
- Квалификация: электромонтажные работы должны выполняться квалифицированным персоналом
- Изоляция: всегда отключайте питание перед монтажом
- Изолирующие материалы: используйте провода и разъёмы с соответствующим рейтингом
- Защита: устанавливайте соответствующие предохранители, автоматы и УЗО
- Корпус: размещайте все соединения с сетевым напряжением в подходящих корпусах
- Тестирование: проверяйте изоляцию мультиметром перед подачей питания
Защитные функции в конструкции
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
Заземление
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 ◄───────────────────┘
Особенности нагрузки
| Тип нагрузки | Макс. мощность | Примечания |
|---|---|---|
| Водонагреватель | 2–3 кВт типично | Проверьте рейтинг элемента |
| Конвектор | 1–2 кВт типично | Убедитесь, что резистивный |
| Нагревательный элемент | Зависит | Расчёт: P = V²/R |
Never exceed:
- Dimmer module rating (derate 20-30%)
- Wire ampacity
- Fuse/MCB rating
- Socket/connector rating
1.10 Устранение неполадок с железом
Нет показаний напряжения
| Симптом | Возможная причина | Решение |
|---|---|---|
| Всегда 0 В | Нет AC-соединения | Проверить клеммник |
| Всегда 0 В | Неправильный GPIO | Проверить соединение GPIO35 |
| Шум/нестабильность | Плохой контакт | Затянуть клеммы |
| Неверное значение | Нужна калибровка | Отрегулировать подстроечный резистор |
Нет показаний тока
| Симптом | Возможная причина | Решение |
|---|---|---|
| Всегда 0 А | CT не защёлкнут | Убедитесь, что CT охватывает провод |
| Всегда 0 А | Неправильный GPIO | Использовать только пины ADC1 |
| Половина ожидаемого | CT на неправильном проводе | Защёлкнуть на одиночном проводе, не кабеле |
| Отрицательное значение | Направление CT | Перевернуть CT |
Диммер не работает
| Симптом | Возможная причина | Решение |
|---|---|---|
| Нет выхода | Нет сигнала ZC | Проверить подключение ZC |
| Только вкл/выкл | Неправильный тайминг ZC | Убедиться, что модуль ZC работает |
| Мерцание | Kp слишком высокий | Снизить коэффициент усиления |
| Нет изменений | Неправильный GPIO | Проверить соединение GPIO19/23 |
Проблемы со связью
| Симптом | Возможная причина | Решение |
|---|---|---|
| Нет Serial | Неверный baud | Использовать 115200 baud |
| Нет WiFi AP | Не инициализирован | Проверить логи запуска |
| Can't flash | Режим загрузки | Удерживать кнопку BOOT при сбросе |
1.11 Где купить
Плата AC Power Router Controller
Доступна на: rbdimmer.com
AliExpress: (https://robotdyn.aliexpress.com/store/1950989)
Отдельные модули
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.)