IoT图鉴：了解智能通断器这一篇文章就够了！

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随着智能家居概念的普及，越来越多的人想将自己的家改造成智能家庭。但智能电器价格普遍偏高，如何自己动手，用低成本的方式快速体验智能家居的便利呢？
于是，一款堪称传统电器的“改装神器”—— 智能通断器诞生了！
智能通断器，也叫开关模块，可以非常方便地接入家中原有开关、插座、灯具、电器的线路中，通过手机App或者语音即可控制电路通断，轻松实现原有家居设备的智能化改造。
作为 DIY 界的新宠儿，智能通断器以其成本低、可玩性高、操作便捷等优点，深受广大开发者、DIY用户的青睐，已经成为智能家居改装的畅销产品。
比如在照明产品中，我们可以将智能通断器串联在面板开关与灯具之间，让传统灯具产品秒变智能，具备远程控制开关灯、设置定时模式、场景联动等功能。
除了照明产品外，智能通断器还广泛适用于开关、插座、窗帘、调光、风扇等多种产品形态。

通断器的产品原理

通断器原理比较简单，结构原理拆机图可以看得很清楚，基本由外壳+PCBA组成。输入端接电源零火线，输出端接要控制的电器设备，控制板负责控制电路的通断，联网模组负责智能化联网。

通断器的常见功能有哪些？通断器，常见的基础功能基本包含：开关、定时、倒计时等功能。智能化可支持的扩展功能越来越丰富，常见的拓展功能：
语音控制：可通过智能音箱（亚马逊Echo、Google Home、小爱音箱、天猫精灵、小度音箱等）语音控制

支持点动开关
设置一个时间，设备每次开启后，在延时一定时间后会自动关闭设备。主要用于需要自动关闭的场景，如走廊灯、楼道灯、电控门锁等。如开启点动开关并设置了1分钟，在触发楼道灯开打后，等待1分钟后灯会自动关闭，不需要手动关灯。

上电状态可设置，可以自由决定设备断电后重新上电设备的默认状态。
① 断电：设备断电重新上电后，默认处于断电状态
② 通电：设备断电重新上电后，默认处于通电状态
③ 断电记忆：设备断电重新上电后，通/断电状态与断电前保持一致
多种定时模式
循环定时设置一段总的时间，在此时间段内可以设置开启时间段和关闭时间段，之后将以此时间循环开启和关闭。循环定时主要用于解放劳动力，用于循环浇灌、投食、灯光场景控制等。
随机定时设置一段总的时间，在此时间段内随机开启和关闭设备。随机定时主要用于防盗，当不在家时，通过随机控制室内开关灯来模拟人在家场景，达到防贼目的。

支持翘板开关 & 自复位开关
翘板开关：按下后切换到对应的位置，如灯具开关；自复位开关：按下释放后回弹到初始位置，如出门开关、门铃按钮等；可在固件配置页进行对应的选择。

智能场景联动
与其他智能设备联动，通过App设置联动规则，拓展更多智能家居玩法。

支持过零检测
产品支持过零检测，在过零点时执行继电器动作（闭合/断开）。
原理：交流正弦波在正负半周切换时，会经过零点，在零点执行继电器通断时，可以有效避免触点打火，尤其是在大功率负载的电路中，可延长继电器寿命.

双模支持蓝牙控制
双模联网模组（Wi-Fi+BLE）设备正常连接后，路由器关闭/断网/断电（没有 Wi-Fi 热点信号）的情况下，App 面板也可通过手机自带的蓝牙功能，实现设备的蓝牙本地控制及云端联动，不惧断网风险。

产品参数
来源于淘宝图片

设备主要参数有以下几种：控制方式：Wi-Fi、BLE、双模（Wi-Fi+BLE），双模为优
尺寸：暗盒因为要装到开关盒中，所以对尺寸有要求
自身功耗：自身功耗决定待机时所耗的电量，一般小于0.5w的不会怎么费电
电源输入：强电市电居多，不同国家市电电压不一，要看清型号规格
承受功率：通断器所能承受的电流，功率比较大的设备需要注意
支持音箱：支持音箱品类，是否拥有语音音箱控制能力是体验感的重点

设备功能：

暗盒通断器
智能通断器，最常见的类别就是一路通断器。
暗盒通断器，可以直接装到原有墙壁开关之类的86盒中，可以不改变设备外观。
还有很多行业专用通断器，如调光通断器、车库门通断器、电量检测通断器等，功能会有特殊扩展。
产品框图

威廉希尔官方网站框图

通常通断器品类，控制逻辑比较简单，联网模组负责电路的控制和网络的接入，这样可以减少一颗 MCU 的成本。不过复杂度更高的特殊品类的通断器，也有的带单独的 MCU 负责逻辑控制。设备通过模组连入云端后，可以通过云平台实现三方语音音箱的打通，App作为客户端也可以通过云端控制设备。

对于通断器的外围电路，整体也比较简单。通常强电设备输入为市电，输出由不同的产品类型一路到多路不同。特殊品类的通断器会有部分检测电路，比如温湿度、计量电路、过零检测电路等。按键，蜂鸣器，指示灯等多种外设，通常用来配网和指示设备状态。

开发教程：如何快速制作一款智能通断器产品功能：基于涂鸦IoT开发平台制作一款双路智能通断器。
硬件模块：模块使用 WB3S，原理图如下。具体BOM和PCBA原理图，可以添加官方助手号：DDEason7 获得。

结构设计：外壳采用3D打印
软件开发：创产品-UI选择-模组选择-SDK开发
第 1 步：创建产品并下载开发资料
1.登录涂鸦IoT平台：https://auth.tuya.com/register?from=https%3A%2F%2Fiot.tuya.com%2F&_source=d1912c29ce3b465e064b1c3a7c5e17c6
创建 Wi-Fi+BLE 通断器自定义开发产品，并填写产品信息

2.选择通断器的功能点，本文示例产品的功能点如下图所示

3.选择自身喜好风格的 App 面板
4.在硬件调试处，选择涂鸦模组 SDK 开发方式，并选择 WB3S 模组，下载对应的 SDK

第 2 步：参考 Demo 编写通断器应用代码

下载到的SDK解压后，在 apps 文件夹下有相关的 demo 和 demo 说明文档可以进行参考，这里参考插座 demo 对如下两处进行代码修改，即可实现智能通断器功能
1.修改 tuya_device.h 文件中的 PRODUCT_KEY,填入第一步创建的产品 PID

2.修改 tuya_device.c 文件中的 tuya_device_config 函数中的引脚配置，按照三明治开发套件的硬件电路对IO口进行修改

修改 demo 代码后，编译生成烧录使用的固件

第 3 步：烧录授权
点击新增自定义固件，将上一步骤生成的固件上传到涂鸦 IoT 平台

参考固件烧录与授权文档中获取授权码及烧录使用章节，将开发好的固件烧录到模组中并进行授权，授权成功后设备即具备连接涂鸦云能力。

第 4 步：App 配网测试

代码中通过长按按键使设备进入到配网状态，现在按以下步骤在移动端完成 App 配网测试。您可以参考公版 App 介绍安装涂鸦智能 App。
长按按键看到指示灯快速闪烁时，设备即进入 Smartcofnig 配网状态。
启用手机蓝牙，打开涂鸦智能 App。
处于配网状态的设备会被扫描到显示在 App 页面下半部

4.按界面提示完成后续步骤，将设备连接到云端。

5.测试使用 App 控制通断器设备。
第 5 步：（可选）智能音箱服务
涂鸦支持通过市面上大多数智能音箱来控制设备，例如亚马逊 Echo。以下步骤仅描述大概流程，更多信息，请参考第三方接入服务。
前往涂鸦增值服务，选择智能音箱服务。

选择一款音箱服务，按页面提示申请开通服务。
审核通过后，您可以产品概况查看已开通的音箱服务图标。

或者，您也可以打开涂鸦智能 App，找到您的照明产品，查看是否开通音箱服务。

根据您开通的音响服务，将设备绑定到智能音箱平台下，即可使用智能音箱对设备进行控制。
具体步骤请参考相关文档，例如使用 Amazon Echo 控制智能设备指南。
小结至此，恭喜您完成了一款智能通断器产品的原型开发。基于涂鸦 IoT 开发平台和涂鸦三明治开发套件，您可以方便快捷地搭建智能产品原型，加速了产品的开发落地。

jf_80043772 · 2021-2-14 15:19:27

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