Bezprzewodowy sygnalizator świetlny do dzwonka – Arduino, ESP32, Zigbee, 433 MHz, LED

Pytanie

Jak zrobić bezprzewodowy sygnalizator świetlny do dzwonka

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Najprostszy sposób: równolegle do istniejącego przycisku dzwonka podłącz mały nadajnik radiowy (np. 433 MHz, Zigbee lub ESP-Now).
• W drugim pomieszczeniu ustaw odbiornik z diodami LED zasilany z USB/230 V; gdy odbiornik otrzyma ramkę z nadajnika, włącza intensywne światło (ciągłe lub migające).
• Kluczowe punkty: izolacja galwaniczna sygnału dzwonka, dobrany protokół bezprzewodowy, właściwe zasilanie i filtracja zakłóceń.

Szczegółowa analiza problemu

1. Architektura systemu

1. Nadajnik (TX)
    • Detekcja stanu dzwonka (optoizolator PC817 lub mini-przekaźnik).
    • Mikrokontroler low-power (ATtiny, ESP32-C3, nRF52840).
    • Moduł RF – warianty:
     – ASK/OOK 433 MHz (najtańszy, zasięg 30–70 m)
     – nRF24L01+ (2,4 GHz, dwukierunkowy, potwierdzenia)
     – ESP-Now/Wi-Fi (natychmiastowa integracja z Home-Assistant)
     – LoRa-WAN 868 MHz (jeśli zasięg >100 m i wiele ścian)
    • Zasilanie: 2×AAA, CR2032 lub z cewki dzwonka (po prostowniku + LDO).
    • Firmware: przerwanie od transoptora budzi MCU, wysyłka 3 × ramka z 32-bitowym kodem, powrót do uśpienia (pobór spoczynkowy <10 µA).

2. Odbiornik (RX)
    • Ten sam stos RF w trybie czuwania.
    • Po poprawnym CRC i kodzie urządzenia – aktywacja MOSFET-a sterującego:
     – diodą mocy 3 W,
     – listwą LED 12 V,
     – lampą stroboskopową 230 V (przekaźnik/SSR).
    • Mikrokontroler realizuje wygaszanie po czasie lub modulację (np. PWM do przyciągnięcia uwagi).
    • Zasilanie: zasilacz 5 V USB lub 12 V (jeżeli LED-strip).

2. Detekcja sygnału dzwonka

• Dzwonek AC 8-24 V: mostek Graetza → rezystor 1–2,2 kΩ → dioda LED transoptora.
• Dzwonek 230 V AC: BEZPOŚREDNIEJ PRACY Z SIECIĄ NIE REKOMENDUJE SIĘ – zastosuj mini-przekaźnik 230 V lub gotowy przekaźnik SSR z obwodem pierwotnym 230 V, wtórnym 3–32 V DC.
• Dzwonek elektroniczny/DC: sygnał z głośnika → detektor szczytowy → komparator → transoptor.

3. Protokół radiowy – porównanie

4. Algorytm główny (pseudo-C) TX

if (BellDetected()) {
    for (int i=0;i<3;i++) RF_SendFrame(UNI_CODE, CRC);
    Sleep();
}

Algorytm RX

while (1) {
   if (RF_ReceiveOK() && Frame==UNI_CODE) {
      Light_On();
      delay(T_on);
      Light_Off();
   }
}

5. Projekt PCB / prefabrykowane moduły

• Jeżeli chcesz uniknąć lutowania SMD, użyj Arduino Pro Mini + moduł FS1000A (TX) / XY-MK-5V (RX).
• Do wersji IoT – ESP32-C3-mini + zasilacz oparty o HLK-PM01 (230 V → 5 V) + MOSFET AOZ1282 sterujący listwą LED.

Aktualne informacje i trendy

• Coraz częściej stosuje się Zigbee (CC2652, EFR32MG21) lub Matter/Thread; pozwala to na integrację z popularnymi hubami (Aqara, Home-Assistant SkyConnect).
• Moduły ESP32-C6 (Wi-Fi 6 + Thread) dostępne od 2023 r. umożliwiają jednoczesną pracę Wi-Fi i Thread – dobre pod smart-home.
• Rynek gotowych beaconów świetlnych dla osób niedosłyszących (Bellman Visit, Humantechnik, Ring Chime Pro) dynamicznie rośnie; można je wykorzystać bez ingerencji w elektronikę.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Optoizolator zapewnia separację 2,5–5 kV – spełnia wymagania IEC 60747-5-5.
• Antena ćwierć-fali 433 MHz = 17,3 cm; 868 MHz = 8,2 cm; 2,4 GHz = 3,1 cm.
• Czas świecenia ustawiaj programowo (np. 5 s) – diody mocy 3 W pobierają ok. 700 mA przy 12 V, co przy dłuższej pracy wymaga radiatora.

Aspekty etyczne i prawne

• Pasma ISM mają limitowaną moc nadawczą (433 MHz: 10 mW ERP, 868 MHz: 25 mW lub 14 dBm LoRa EU868).
• Urządzenia wprowadzane do obrotu muszą posiadać deklarację CE i zgodność z RED 2014/53/EU.
• Zapewnienie dostępności (ułatwienia dla osób z niepełnosprawnością słuchu) jest promowane przez Dyrektywę UE 2019/882 (EAA).

Praktyczne wskazówki

• Testuj zasięg przed montażem stałym; przesunięcie odbiornika o 1 m potrafi podwoić poziom RSSI.
• Dla wersji bateryjnej stosuj tryb deep-sleep (ATtiny: <1 µA, ESP32-C3: 5 µA).
• Unikaj wspólnej masy między stroną sieciową 230 V a logiką – stosuj przekaźnik lub SSR.
• Jeżeli chcesz multi-room, każdy RX przyjmuje ten sam kod; można też użyć broadcastu LoRa.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Moduły 433 MHz są podatne na interferencje (stacje pogodowe, piloty). Implementuj co najmniej 24-bitowy identyfikator + retransmisję.
• ESP-Now w blokach z wieloma sieciami Wi-Fi może cierpieć na kolizje kanałów.
• Przy pracy z 230 V wymagana jest obudowa klasy II i zachowanie odstępu creepage ≥ 4 mm.

Sugestie dalszych badań

• Test rozwiązań Thread/Matter vs klasyczne RF pod kątem niezawodności w budownictwie wielokondygnacyjnym.
• Analiza zużycia energii w trybie beacon + e-paper (wizualne powiadomienie) dla użytkowników o ograniczonym wzroku.
• Opracowanie firmware OTA (np. ESP-OTA, MCUboot) umożliwiającego przyszłe aktualizacje.

Krótkie podsumowanie

Bezprzewodowy sygnalizator świetlny do dzwonka budujemy w dwóch modułach: nadajnik wykrywa napięcie dzwonka (izolacja transoptorem) i wysyła unikalną ramkę radiową; odbiornik odbiera ją i steruje mocnym źródłem LED. Najtańszy i szybki wariant – moduły 433 MHz + Arduino; najbardziej przyszłościowy – ESP32-C3/C6 lub Zigbee/Thread z integracją smart-home. Zachowujemy przepisy EMC i bezpieczeństwa sieciowego, a projekt skalujemy poprzez poprawne kodowanie, retransmisję i energooszczędność.