WTW aansturen met ESP: werkt dit schema en is het veilig?

[XhaiKhaL]

Ik wil mijn WTW (Brink Flair 300) graag aansturen in Home Assistant middels ESPHome, met een ESP8266 of ESP32 dus. De software-kant kom ik wel uit, ik ben alleen benieuwd of dit elektrische circuit zoals ik het nu voor ogen heb wel veilig is.

De WTW draait standaard in stand 1. Stand 2 en 3 hebben beide een eigen schakeldraad waar ik 24V DC op meet. Verbind de betreffende schakeldraad met de aardedraad en de WTW gaat in de gewenste stand (noem je dit nou "pull-down"?). Zoals te zien in de handleiding bij aansluiting X14 (pagina 44):


Schema met transistors dat ik voor ogen heb:


Resultaat moet dus zijn: door GPIO17 van de ESP32 hoog (3.3V) te maken moet de ventilatie op stand 3 gaan, en bij GPIO16 op stand 2.

Maakt het nog uit hoe ik de collector en emitter aansluit in dit geval? Of zou ik die 2 gewoon om kunnen draaien aangezien ik de transistor in principe als simpele schakelaar gebruik? En moet ik nog weerstanden toevoegen misschien? Zo ja, waar en waarom?

Nu ik nog eens verder zoek en lees vraag ik me af of een MOSFET wellicht niet beter geschikt is voor dit doel. Die heb ik echter niet liggen, transistors heb ik een hele voorraad van.

[Tom-Z]

XhaiKhaL schreef op vrijdag 16 april 2021 @ 13:57:
Maakt het nog uit hoe ik de collector en emitter aansluit in dit geval?

Ja, dat maakt uit. Emitter moet naar ground.

En moet ik nog weerstanden toevoegen misschien?

Er is een weerstand nodig voor de base van de transistor om de stroom vanuit de ESP naar de transistor te beperken.

E.e.a. (zoals de waarde van de weerstand) hangt af van hoeveel stroom er van de schakeldraad naar ground loopt als de WTW aan staat. Als dat aanzienlijk is is en 2N2222 misschien niet genoeg. Als het gewoon een kleine signaalstroom is dan zou je bijvoorbeeld een 400 Ohms weerstand kunnen nemen, dat zal dan wel werken (tot een paar honderd mA schakelstroom).

Nu ik nog eens verder zoek en lees vraag ik me af of een MOSFET wellicht niet beter geschikt is voor dit doel.

Een MOSFET kan ook, maar 3.3V van de ESP32 is wat weinig om een MOSFET goed aan te sturen. Hopelijk is de te schakelen stroom niet te groot en kan je het met een BJT af.

ik ben alleen benieuwd of dit elektrische circuit zoals ik het nu voor ogen heb wel veilig is.

In principe wel. Ik vraag me alleen af wat er zou gebeuren als je per ongeluk beide schakeldraden naar ground trekt (bijv. door een bug in je software).

[ydderf]

Staat er niet 24V op pin 2 van de WTW en verbind de schakelaar deze door naar pin 3 of 4 of 5 (van x14)?
Voor mij gevoel komt dat wat logischer over zodat de unit het lampje ook nog kan aansturen onafhankelijk van de stand van de schakelaar.

Voor het schakelen zou je eventueel ook nog naar een relais oplossing kunnen kijken.

[XhaiKhaL]

Tom-Z schreef op vrijdag 16 april 2021 @ 14:17:
Ja, dat maakt uit. Emitter moet naar ground.

Duidelijk. In mijn schema zitten ze dus precies verkeerd om.

Er is een weerstand nodig voor de base van de transistor om de stroom vanuit de ESP naar de transistor te beperken.

Ik had gelezen dat de ESP pinnen een maximale stroom van 40mA dus ik ging er vanuit dat dit gelimiteerd werd door iets van een interne weerstand, dat heb ik dus verkeerd begrepen. Dus even een weerstandje tussen de ESP pinnen en de basis van de transistors dus.

E.e.a. (zoals de waarde van de weerstand) hangt af van hoeveel stroom er van de schakeldraad naar ground loopt als de WTW aan staat. Als dat aanzienlijk is is en 2N2222 misschien niet genoeg. Als het gewoon een kleine signaalstroom is dan zou je bijvoorbeeld een 400 Ohms weerstand kunnen nemen, dat zal dan wel werken (tot een paar honderd mA schakelstroom).

Met de multimeter in serie heb ik 5mA gemeten bij het naar ground trekken van de schakeldraad. Moet ik dat dan zien als 0,005A * 24V = 0,12W?

In principe wel. Ik vraag me alleen af wat er zou gebeuren als je per ongeluk beide schakeldraden naar ground trekt (bijv. door een bug in je software).

Het is ook mogelijk meerdere fysieke schakelaars aan te sluiten met een simpele RJ12 splitter, dan is het dus ook mogelijk meerdere schakeldraden tegelijk te grounden. De hoogste stand is dan leidend. Ik heb dit zelf ook getest door de schakeldraden voor stand 2 en 3 tegelijk te grounden, dan blijft stand 3 actief. Zodra ik die van 3 loslaat gaat die over op stand 2. Voor de WTW is het dus geen probleem als ik beide draden tegelijk naar ground trek.

ydderf schreef op vrijdag 16 april 2021 @ 14:27:
Staat er niet 24V op pin 2 van de WTW en verbind de schakelaar deze door naar pin 3 of 4 of 5 (van x14)?
Voor mij gevoel komt dat wat logischer over zodat de unit het lampje ook nog kan aansturen onafhankelijk van de stand van de schakelaar.

Voor het schakelen zou je eventueel ook nog naar een relais oplossing kunnen kijken.

Ik heb alle 6 draden uit de RJ12 connector gemeten. Pin 2 is de ground en op pin 1 staat juist 24V.
1 = Wit = 24V
2 = Zwart = GND
3 = Rood = 24V (stand 0)
4 = Groen = 24V (stand 2)
5 = Geel = 24V (stand 3)
6 = Blauw = 0V (stand 1?)

[Tom-Z]

XhaiKhaL schreef op vrijdag 16 april 2021 @ 14:59:
[...]

Ik had gelezen dat de ESP pinnen een maximale stroom van 40mA dus ik ging er vanuit dat dit gelimiteerd werd door iets van een interne weerstand, dat heb ik dus verkeerd begrepen.

In deze context wil "maximale stroom" zeggen dat dat het punt is waarop het kapot gaat. Je moet het zelf begrenzen.

Met de multimeter in serie heb ik 5mA gemeten bij het naar ground trekken van de schakeldraad. Moet ik dat dan zien als 0,005A * 24V = 0,12W?)

Die berekening klopt op zich maar ik zie niet in waarom het relevant is. Alleen de stroom maakt uit, het vermogen niet. In ieder geval is 5mA bijna niks en makkelijk te schakelen met een 2N2222. Je kan zelfs nog een flink grotere weerstand nemen (4k7 ofzo).

[XhaiKhaL]

Tom-Z schreef op vrijdag 16 april 2021 @ 15:14:
[...]

In deze context wil "maximale stroom" zeggen dat dat het punt is waarop het kapot gaat. Je moet het zelf begrenzen.


[...]

Die berekening klopt op zich maar ik zie niet in waarom het relevant is. Alleen de stroom maakt uit, het vermogen niet. In ieder geval is 5mA bijna niks en makkelijk te schakelen met een 2N2222. Je kan zelfs nog een flink grotere weerstand nemen (4k7 ofzo).

Dat weet ik eigenlijk ook niet , maar ik zie in de 2N2222 datasheet bijv. "Total Device Dissipation 625mW" en dacht daar zit ik met 120mW ruim onder.

Hoe dan ook, hartelijk dank, ik heb nu genoeg vertrouwen om het eens te gaan testen met de juist aangesloten 2N2222 transistors (emitter naar ground) en weerstandjes tussen de ESP en basis van de transistors.

[Tom-Z]

XhaiKhaL schreef op vrijdag 16 april 2021 @ 15:26:
[...]

Dat weet ik eigenlijk ook niet , maar ik zie in de 2N2222 datasheet bijv. "Total Device Dissipation 625mW" en dacht daar zit ik met 120mW ruim onder.

..maar die 120mW die jij hebt berekend wordt niet door de 2N2222 "gedissipate" maar door de WTW.

[Flake]

My 2 cents, als je op safe wil spelen dan zou ik galvanische isolatie aanraden tussen die wtw en de esp. Gebruik optocouplers ipv torren.

[NiGeLaToR]

Interessant topic!

Een oplossing met een (zwave) relais geen optie? Ik wil hetzelfde bereiken, maar dan liever met zwave.

[XhaiKhaL]

Tom-Z schreef op vrijdag 16 april 2021 @ 14:17:
Ja, dat maakt uit. Emitter moet naar ground.

Ik heb de boel inmiddels kunnen testen maar het werkte toch niet helemaal goed (in hogere stand zetten lukte wel, maar omlaag niet). Ik besloot mijn transistors na te meten met de hulp van een YouTube handleiding (nooit eerder gedaan namelijk) en het bleek dat op mijn transistors de emitter en collector omgedraaid zitten ten opzichte van de datasheet die ik voor me had . Voortaan beter opletten dus. De transistors omgedraaid en nu werkt het perfect!

Flake schreef op vrijdag 16 april 2021 @ 22:33:
My 2 cents, als je op safe wil spelen dan zou ik galvanische isolatie aanraden tussen die wtw en de esp. Gebruik optocouplers ipv torren.

Bedankt voor de tip! Ik heb even moeten Googlen maar optocouplers zijn wel erg makkelijk te begrijpen en gebruiken. En het voelt ook wel erg veilig om de circuits galvanisch gescheiden te hebben. Ik heb direct een partij 4N35's besteld .

NiGeLaToR schreef op zaterdag 17 april 2021 @ 12:23:
Interessant topic!

Een oplossing met een (zwave) relais geen optie? Ik wil hetzelfde bereiken, maar dan liever met zwave.

Schakelen met een relais is natuurlijk geen probleem, en als kant-en-klaar product met Zigbee of Z-Wave aansturing zal ook prima werken maar is in verhouding natuurlijk wel heel erg duur, zeker aangezien ik al een ESP32 heb draaien bij mijn WTW unit om andere sensoren in huis uit te lezen. Voor mij dus geen optie en bovendien is het ook wel leuker om het zelf (met hulp van wat mede-Tweakers) te doen .