Как контролировать состояние коммутатора?

Чтобы получить описанную вами функциональность, вам нужно иметь «3-позиционные» (SPDT) переключатели — ручной и реле, которым управляет Arduino. Это похоже на наличие двух выключателей, которые управляют освещением с обоих концов коридора, за исключением того, что один из них управляется вашим MCU.

Ощущение состояния света — это отдельная тема. На этом и других сайтах есть много схем для безопасного определения наличия сетевого напряжения в розетке.

Поскольку вам все равно нужно будет управлять сетью, вы можете подключить последовательно только реле и свет. Существующий коммутатор вы подключаете к GPIO Arduino. Таким образом, Arduino знает состояние переключателя и может управлять освещением без дополнительных соединений и датчиков. Существует проблема, заключающаяся в том, что ваш Arduino должен работать правильно, чтобы управлять освещением, даже если вы хотите использовать только физическую кнопку. Таким образом, это решение подходит только в том случае, если вы можете жить с невозможностью переключать состояние освещения, пока вы не отремонтируете Arduino.

Касательно надежности. У меня точно такое же решение, как и в этом ответе, и у меня есть небольшие проблемы с тем, что реле не отключается (контакты приварены), поэтому я бы посоветовал купить качественное реле, а не какую-то неизвестную деталь с ebay, даже если его «параметры» выглядят нормально.

Если вам неудобно работать с 120 В переменного тока (может быть катастрофическим, если вы не знаете, что делаете), то механическое решение намного безопаснее. Вы будете ненавидеть это, но для проверки концепции вы можете приклеить концевой выключатель на лицевую панель под выключателем света, как на картинке ниже (окрашивание его в белый цвет может сделать его более терпимым). Я бы использовал подтягивающий резистор, чтобы дать вам активный ВЫСОКИЙ сигнал, который обычно более интуитивно понятен. Ознакомьтесь с этим руководством по переключателям.

Для более продвинутого решения я бы уменьшил и выпрямил напряжение на переключателе, чтобы увидеть, есть ли одно и то же с обеих сторон переключателя (ЗАКРЫТО) или разные вещи (ОТКРЫТО). В идеале у вас должен быть небольшой изолирующий понижающий трансформатор между любым сетевым напряжением и вашим чувствительным микроконтроллером. Однако ради дешевого решения вы можете использовать конденсаторы с рейтингом X для изоляции. Любое решение необходимо будет преобразовать в постоянный ток, чтобы ваш микроконтроллер мог его прочитать при напряжении от 0 до 5 вольт.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Я бы сказал, прекрасный выход, и, согласно симулятору, он потребляет всего около 25 мВт (синий цвет — это изолированное выпрямленное напряжение, а оранжевый — напряжение, регулируемое стабилитроном). Прочитайте этот вывод с помощью одного из входов вашего микроконтроллера, и у вас есть индикатор! (К сведению, 0 В означает отсутствие разницы между переключателем = ЗАМКНУТ)

Еще одна любопытная идея, которую я предлагаю здесь. Есть ли простое оптоэлектронное сенсорное решение, способное решить эту проблему? Два преимущества дают нам изоляцию для обеспечения безопасности, изменение уровня напряжения на ваших частях MCU. Представьте, что внутри выключателя питания есть физическое соединение, когда он включен, чтобы излучать свет для срабатывания оптодатчика, тогда мы получаем логический сигнал как 1. Когда он выключен, мы получаем несигналы как 0.