Solución de fuente de alimentación con interruptor de luz inteligente para escenarios de 2 cables (sin neutro)

  

¿Qué tipo de diseño de conmutador inteligente puede evitar este problema?

No he visto un interruptor de Wi-Fi que no necesite neutral. Quizás se pueda hacer esto, pero supongo que el consumo de energía es tal que los fabricantes eligen diferentes protocolos.
Hay populares RF genéricos (433 mhz, etc.), z-wave y ZigBee que funcionan sin neutro. Todos esos protocolos están diseñados según estándares de baja energía. Algunos se pueden usar con una puerta de enlace genérica de X a Wi-Fi que se alimenta desde la red.

  

¿Por qué algunas bombillas requieren un condensador en paralelo para que funcionen los interruptores sin neutro?

El interruptor requiere algo de corriente para pasar incluso en estado "apagado". Si la bombilla no deja pasar la corriente o si comienza a parpadear como resultado de esta corriente, se le indicará que instale un condensador en paralelo a la bombilla.

  

¿Por qué resuelve el problema?

El condensador forma un gotero capacitivo (junto con algunos componentes en el interruptor) que pasa por alto la bombilla. Un capacitor en un circuito de CA forma un limitador de corriente porque cuando la corriente fluye de una manera, el capacitor lo deja pasar hasta que el capacitor se carga en una polaridad y luego, cuando la corriente se invierte, el capacitor se descarga y deja que la corriente fluya de otra manera. La cantidad de corriente depende de la capacidad del condensador y la frecuencia de la CA.

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¿Por qué este estándar no está en todas las bombillas?

Porque desperdiciaría energía. A menos que necesite algo de corriente para pasar constantemente para alimentar este tipo de interruptor especial, no debe instalar un condensador de este tipo con la bombilla.

Cuando el interruptor está apagado, no podemos permitir que pase ninguna corriente, o las bombillas LED parpadearán. Por lo tanto, necesitamos una corriente de espera baja.

Por lo tanto, WiFi está fuera de discusión. Esto deja:

• Infrarrojo
• Bluetooth de baja energía

El infrarrojo sería muy bueno, porque el poder de espera es ridículamente bajo. Sin embargo, podríamos querer colocar el botón de comando en otra habitación, y no atraviesa las paredes.

Cuando la lámpara está encendida, el circuito puede ser alimentado. Por ejemplo, haga que el interruptor caiga 3.3-3.5V o menos, lo que se hace fácilmente con un triac y un par de diodos.

Este voltaje se utilizará para cargar una pequeña batería de moneda NiMH.

BTLE es ideal para las cosas que se transmiten cuando lo desea, pero aquí, el dispositivo deberá despertarse periódicamente y preguntarle a su maestro si necesita encenderlo. No puede recibir órdenes mientras duerme. Por lo tanto, su consumo de energía será mayor de lo esperado.

Bien, supongamos que su dispositivo Bluetooth Low Energy necesita aproximadamente 1 mW para conectarse 10 veces por segundo para saber si necesita cambiar el interruptor o no. Fingí la figura de este documento .

Ahora, cómo alimentar el dispositivo a un promedio de 1 mW ...

• Celda CR2032 (3V 225 mAh): 1 mes. Demasiado corto.
• 2x baterías AAA (1Ah): 4 meses, ¿por qué no ... Todavía apesta. Cabría en un interruptor de tamaño Euro, probablemente no en el tamaño de EE. UU.
• Supercap 1 Farad 5V: 1.5 horas. No te vayas.
• Celda recargable de 100 mAh 3.6V: 15 días.

Todas estas opciones apestan. Los recargables necesitarían que el interruptor se encienda periódicamente para recargarse.

Bajar la frecuencia de sondeo 10x también reduciría el consumo de energía 10x también, pero haría que el interruptor fuera lento.

Otra opción sería morder la bala y permitir un poco de corriente de fuga ... ¿pero cuánto? Solo necesita 300µA a 3V3. Eso es suficiente para hacer que una bombilla LED parpadee.

Por lo tanto, propongo cambiar el problema:

Si coloca el controlador recibido dentro de la lámpara, entonces puede tener sus cables de fase y neutro, y recibir alimentación constante, según sea necesario.

Esto deja el problema de que el viejo interruptor ahora es un agujero en la pared. Simplemente sustitúyalo por un transmisor de moneda que funciona con celda, que tendrá el mismo papel que los otros interruptores inalámbricos de la casa. No hay necesidad de conectarlo a los cables en absoluto.

Mientras el interruptor está apagado, el voltaje a través del interruptor se puede usar para encender un LED y cargar un supercap.

Se puede utilizar un triac para cerrar el interruptor. Una vez que el triac se agote, el triac se apagará, lo que permitirá que la supercap se vuelva a cargar y listo ...

El circuito también puede diseñarse para apagarse durante medio ciclo de vez en cuando para recargar la supercapeta antes de que se agote.