Удосконалене однофазне реле контролю напруги побутових споживачів з підтримкою IoT і Bluetooth Low Energy

Abstract

У статті представлено комплексне апаратно-програмне рішення для реле контролю напруги побутових споживачів з можливістю інтеграції у середовище Інтернету речей (IoT). Розроблено схемотехнічну частину на базі мікроконтролера (МК) ESP32C3FH4 з використанням бістабільного електромагнітного реле та безтрансформаторного джерела живлення. Реалізовано мобільний застосунок для керування пристроєм, налаштування уставок, перегляду історії спрацювань та аналізу аварійних ситуацій. Розглянуто можливість підключення до хмарних сервісів та візуалізації змін електричних параметрів у режимі реального часу. Надано структурну та принципову електричну схеми пристрою, описано алгоритми роботи та особливості реалізації протоколу обміну даними через інтерфейс Bluetooth Low Energy (BLE). Отримані результати підтверджують ефективність запропонованого рішення для захисту побутових електроспоживачів. This paper presents a comprehensive hardware and software solution for a household voltage control relay with integration into the Internet of Things (IoT) environment. The circuit design is based on the ESP32-C3FH4 microcontroller, using a bistable electromagnetic relay and a transformerless power supply. A mobile application has been developed to provide real-time monitoring, user-configurable thresholds, event logging, and fault diagnostics. The system supports data transmission via Bluetooth Low Energy (BLE) and offers potential for cloud integration with real-time visualization and trend analysis of electrical parameters. The article includes a structural diagram and an electrical schematic of the device, with detailed descriptions of the operating algorithms and BLE communication protocol. The proposed solution demonstrates high reliability and energy efficiency for protecting house-hold electrical appliances from voltage deviations.