IoT 第一步！Wifi 開關電燈，天馬行空的吹水時間 ( 一 )

【上一回】電子玩具必備基礎！KVL、KCL、V = IR、P = VI、R = ρL/A

上次了解過連基本都算不上的電學，作為 Maker 不需要全知全能，只需要不斷試錯，不斷學習，認識用電有多危險，計算風險後實行計劃。

用 WIFI 開關燈，說起來容易，做起來才知有難度，從零開始構思及實踐，真是非常困難，比起開關燈這個項目，學習發現問題及自行解決問題，這層意義更大，會不會研究，都看這種能力，能不能發揮好，要看知識基礎有沒有打好，有沒有人脈給你好建議，能不能遇到高人指點，都是看運氣。

本篇純吹水，由幻想、搜集資料、發掘問題到確立方法，下一回理論，最終回才是動手做，沒興趣自問自答環節，可直跳去最終回，不過建議看下去，項目本身不是重點，學習找出問題及研究方法才是本篇主旨。

注意事項︰

用 220V 交流電！一個失誤可致命！你必須知道自己做甚麼，本人不會負責讀者的人身安全！

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開發步驟︰

簡單來說，都是這幾步來來回回，首先定立目標，搜集資料及研究，通過研究修正目標，實行計劃時遇上困難，又回到搜集資料及可行性研究，去到無計可施時，只好放棄，過一段時間，知識有所增長或有突破時，再次定立目標，又回到搜集資料及研究，修正目標，實行計劃，不斷循環。

很虛無縹緲？我們幻想一下吧。

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定立目標︰

吹水時間，幻想未來家居是怎樣，我的目標很簡單！能夠躺著過一天！

• 開燈，躺著按手機開……


• 開電視，躺著按手機開……


• 吃，躺著按手機叫外賣，遙控機械人去拿，聰明一點，以 AI 行動，連 Remote 也能省……


• 拉，尿桶吧，算了這個就不需要智能，為了衛生，還是走去廁所解決……對了，日本有智能馬桶這回事……

幻想不用錢，多想象未來會怎樣，要將幻想變成現實，需要努力學習及實踐，有一句話說得對︰

「越想懶惰的人越勤力動腦筋」

一步登天很難吧，先從「開燈」這一步開始……

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搜集資料及可行性研究︰

了解「開燈」是怎樣一回事︰

在學生時期上過物理科，知道有「交流電 ( AC )」及「直流電 ( DC )」兩種電，這時候回想一下那個「燈」是「交流電」還是「直流電」。

去 Google 搜尋一下，發現以下幾點︰

1. 發電機輸出交流電比直流電省成本


2. 交流電比直流電易變壓


3. 交流電可轉成直流電

我們知道家裡的電是 220V 交流電 ( 香港為例 )，然後經過變壓器 ( 俗稱火牛 ) 轉換成合適電壓的直流電，例如 12 VDC、5 VDC、3.3 VDC 等等，「開燈」用的「燈制」接駁「配電箱」。

「配電箱」及「斷路器」是甚麼︰

Google「配電箱」時，常常會看到「斷路器」這個詞彙，一定有甚麼不能忽視的作用吧，搜尋「斷路器」後，又看到「硬線」及「軟線」等詞彙，越來越多名詞出現，越來越多東西學，這個時候需要歸納及取捨，要學甚麼，學到到甚麼程度，別越走越遠，失去焦點。

跟據日常生活智慧及以前學得的知識，經過思考、歸納、取捨後，得出以下幾點︰

1. 跟據上回「導線電阻」，電線有電阻，電流使電線發熱，因此電流應該會有限制。


2. 斷路器上有寫「30A」、「15A」、「6A」等字眼，會不會就是電流限制呢？平常跳電時，怎找出跳電位置？除大制外，先關掉所有制，再逐一開啟，開到某個制時跳電，從而找到位置。


3. 如果知道電燈的電制都是 6A 內，由 6A 的電制開始關，很快就知道哪個「斷路器」控制「燈制」。

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修正目標︰

怎樣實行「開燈」計畫︰

決定「做手腳」的地方︰

從以上資料搜集及研究得知，燈及燈制的位置，電流是 220 V 交流電，電流為 6A 內，現在要決定在那裡「做手腳」。有兩個地方可以「做手腳」，第一個是「燈制」，第二個是「配電箱」。

由於「配電箱」是集中全家電路配線，作為智能家居，把所有控制都集中一處做管理是自然不過的選擇……同時，知道配電箱有各程保護機制，例如過載保護、漏電保護等等，亂弄那個「配電箱」會不會弄壞那些保護措施呢？現在目標只是用 WIFI 開關一個燈，沒必要去弄全屋燈制，而且又不是專業電工，更加不應該冒險弄電箱。

不在「配電箱」做手腳，只餘下「燈制」做手腳，由於知道「配電箱」有各程保障機制，就算燈制出事，也有各程保險機制發揮作用，比較安心。

如何在燈制做手腳？

要知道燈制是否容納所有零件，首先要知道燈制結構及尺寸，還有用到甚麼零件，知道零件的尺寸後，是否裝得下一個燈制當中……好了，又是搜集資料及可行性研究時間。

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再次搜集資料、可行性研究及修正目標︰

燈制︰

不知道關鍵字時，找得很辛苦，這個燈制叫「86型底盒」，長闊都是 86 mm，深度不一，測試用底盒是 32 mm，家中底盒 38 mm。

方法︰

如何用手機開關燈制？用 WIFI。怎用 WIFI 開關燈？這裡出現技術問題，怎用 WIFI 連接手機？用藍芽不是更好嗎？用藍芽如何實現？

搜集資料過程不說了，Google 一些關鍵字，能搜到甚麼，有點運氣成份，最後決定用 WIFI 連接，以 Linkit 7697 及 MQTT 協定作基礎，這個選擇基於本身懂網路、編程及手機有現成 MQTT Apps 可用才會選上。

零件︰

看過 Spec 後，得知各零件尺寸，初部估算一個暗盒能把所有零件裝入，不過要買回來實際組裝才知實情，當作是研究經費。

• AC-DC 模組電源
• Linkit 7697
• 繼電器
• 五孔接線器 x 2
• LED 燈片

其他︰

由於 AC-DC 模組電源需要銲接，所以要用鉻鐵，而迷你麵包板是方便 Linkit 7697 使用。Raspberry Pi 用作 MQTT Server，可以用其他電腦代替。

• Raspberry Pi
• 鉻鐵
• 錫線
• 迷麵包板
• 公對公杜邦線

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結論︰

保持好奇心，當不斷做搜集資料及可行性研究，會發現各種不足，知道知識基礎有多重要，平時遇到各種事物，感覺或多或少有助解難時，會對身邊事物産生感興趣，從而探究各種知識。

學習有沒有趣，因人而異，我是實用派，對實際解決問題的知識有興趣，我很渺小，只對舒適生活的事感興趣，甚麼能源危機、宇宙奧秘等事不會感興趣。

【下一回】IoT 第一步！Wifi 開關電燈，理論及實踐，為何選用 MQTT ( 二 )