HackerBox 0054: Pametna kuća: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Pozdrav HackerBox hakerima širom svijeta! HackerBox 0054 istražuje kućnu automatizaciju putem pametnih prekidača, senzora i još mnogo toga. Konfigurirajte pametne prekidače Sonoff WiFi. Izmijenite pametne prekidače kako biste dodali programska zaglavlja i zamjenske firmvere. Postavite Home Assistant, MQTT i integrirajte čvorišta za pametne kuće poput Amazon Alexa ili Google Home. Sastavite DIY WiFi pametne čvorove pomoću Wemos ESP8266 modula. Konfigurirajte WiFi pametne čvorove kao kontrolne točke prekidača, senzorske točke ili oboje. Istražite više opcija senzora za operacije pametne kuće. Eksperimentirajte s pulsnom oksimetrijom i praćenjem otkucaja srca.

Ovaj vodič sadrži informacije za početak rada s HackerBox -om 0054, koji se može kupiti ovdje dok traju zalihe. Ako želite svakog mjeseca primati ovakav HackerBox u svoje poštansko sanduče, pretplatite se na HackerBoxes.com i pridružite se revoluciji!

HackerBoxes je mjesečna pretplatnička usluga za hardverske hakere i ljubitelje elektronike i računarske tehnologije. Pridružite nam se i živite HACK LIFE.

Korak 1: Lista sadržaja za HackerBox 0054

• Dva pametna prekidača Sonoff Basic WiFi
• Dva Wemos D1 mini ESP8266 modula
• Dva Wemos D1 mini relejna štita
• Dva Wemos D1 mini prototip štita
• Dva mrežna adaptera naizmjenične struje do 5V istosmjerne struje
• FTDI serijski USB modul
• MAX30100 Modul otkucaja srca pulsnim oksimetrom
• MH-SR602 PIR modul senzora pokreta
• Modul senzora vode
• Dva digitalna temperaturna senzora DS18B20
• Dva 4.7K otpornika
• Muško-ženski DuPont džemperi od 10 cm
• Ekskluzivni list špijunskog blokatora od vinilne web kamere
• Ekskluzivna HackerBox HackLife Iron-On zakrpa

Još neke stvari koje će vam biti od pomoći:

• Jedan ili dva dvožilna AC produžna kabla
• Lemilica, lemljenje i osnovni alati za lemljenje
• Računar za pokretanje softverskih alata

Ono što je najvažnije, trebat će vam osjećaj avanture, hakerski duh, strpljenje i znatiželja. Izgradnja i eksperimentiranje s elektronikom, iako vrlo isplativo, ponekad može biti zeznuto, izazovno, pa čak i frustrirajuće. Cilj je napredak, a ne savršenstvo. Kad ustrajete i uživate u avanturi, iz ovog hobija može se steći veliko zadovoljstvo. Polako poduzimajte svaki korak, pazite na detalje i ne bojte se zatražiti pomoć.

Kao i uvijek, tražimo da pregledate FAQ o HackerBoxima. Tamo ćete pronaći mnoštvo informacija za sadašnje i buduće članove. Gotovo sve e-poruke o netehničkoj podršci koje primamo već su odgovorene u FAQ-u, pa vam zaista zahvaljujemo ako pogledate na brzinu.

Korak 2: Automatizacija doma sa Sonoff pametnim prekidačima

Sonoff Basic pametni prekidači su prekidači za napajanje na daljinsko upravljanje koji podržavaju funkcionalnost pametne kuće prebacivanjem napajanja za gotovo sve električne uređaje prema porukama poslanim putem WiFi -a. Sonoff Basic pametni prekidači sadrže WiFi mikrokontroler ESP8266, relej za uključivanje i isključivanje opterećenja i maleni pretvarač izmjenične struje u istosmjernu za napajanje mikrokontrolera i releja s iste linije koja se prebacuje.

OPREZ: Uređaji sa pametnim prekidačem povezuju se na kućnu električnu mrežu. Mrežno napajanje može biti opasno. Trebali biste razumjeti implikacije povezivanja uređaja na električno napajanje. Nikada nemojte raditi na uređaju dok je spojen na mrežni izvor napajanja. Ne pokušavajte prilagoditi, izmijeniti ili programirati uređaj dok je spojen na mrežni izvor napajanja. Ako vam nedostaje iskustvo ili udobnost za siguran rad na struju, molimo vas da vam se pridruži netko s odgovarajućom stručnošću. SIGURNOST NA PRVOM MJESTU

Dobra polazna tačka je sastavljanje "promjenjivog produžnog kabla" kako je prikazano na crtežu. Imajte na umu da AC mrežni vod ima N (NEUTRALNI) PROVODNIK koji je obično BIJELI. Takođe ima L (LINIJSKI, ŽIVI, VRIJELI) PROVODNIK koji je obično CRN. Može postojati i G (UZEMLJENI) PROVODITELJ koji je obično ZELENI ili SUBI METAL. N CONDUCTOR se povezuje sa širim utikačem utikača i rebrastom ili označenom izolacijskom omotačem. Imajte to na umu prilikom povezivanja na L i N vijčane stezaljke Sonoff pametnog prekidača.

Obavezno zašrafite krajeve plastičnog kućišta Sonoff pametnog prekidača tako da se zubi iznutra prilijepe na izolacijsku omotač mrežnih vodiča. To osigurava rasterećenje koje pomaže u sprječavanju otpuštanja žice pod naponom koja bi tada mogla uzrokovati oštećenja ili ozljede. Ako kabel ili uređaj koji se prebacuje imaju treći ZEMLJANSKI vodič, provjerite jesu li uzemljenje s obje strane Sonoff pametnog prekidača spojene zajedno (zaobilazeći prekidač).

Zadana aplikacija koja komunicira i kontrolira Sonoff Smart Switches odmah nakon isporuke je eWeLink.

Korak 3: Hakirajte Sonoff

Na ploči unutar pametnog prekidača Sonoff nalaze se rupe za lemljenje zaglavlja. Zaglavlje uključuje napajanje, uzemljenje, TX i RX. Oni se mogu koristiti za reprogramiranje ESP8266. Dugme na pametnom prekidaču Sonoff povezuje se s GPIO0, pa se može koristiti za pokretanje ESP8266 u način programiranja.

Predlaže se korištenje ženskog zaglavlja na ploči Sonoff Smart Switch. Budući da su na ploči visoki naponi tijekom upotrebe, ne želimo da savijeni muški zaglavlje zaglavlja može nešto kratiti.

Ne zaboravite potpuno isključiti napajanje prije otvaranja Sonoff pametnog prekidača. Nakon što je prekidač programiran, zatvorite ga do kraja u kućište prije ponovnog uključivanja visokonaponskog napajanja

Video: Spajanje na Sonoff zaglavlje

Postoji nekoliko različitih firmvera koji se mogu učitati na pametne prekidače zasnovane na ESP8266 za vaše hakersko zadovoljstvo. Jedan od najpopularnijih je Tasmota (pogledajte O Tasmoti na web stranici projekta).

Video: Učitavanje Tasmote u Sonoff

Video: Potpuni vodič za Tasmotu

Korak 4: Kućni pomoćnik i MQTT

Softver za kućnu automatizaciju olakšava kontrolu uobičajenih aparata koji se nalaze u kući, uredu ili ponekad u komercijalnim okruženjima, kao što su svjetla, HVAC oprema, kontrola pristupa, prskalice i drugi uređaji. Obično predviđa zadatke planiranja, poput uključivanja prskalica u odgovarajuće vrijeme i rukovanje događajima, poput uključivanja svjetla kada se detektira pokret.

Dvije uobičajene platforme za kućnu automatizaciju su Home Assistant i openHAB. Oboje su otvorenog koda i vrlo opremljeni. Više ćemo se pozabaviti kućnim pomoćnikom.

Video: Vodič za početnike za kućne pomoćnike

MQTT (Telemetrijski transport u redu poruka) je lagani mrežni protokol za objavljivanje i pretplatu za prijenos poruka između uređaja.

Video: Razumijevanje MQTT u kućnom pomoćniku

Video: Povezivanje 8266 uređaja s MQTT i Adafruit.io

Video: Kućni pomoćnik s Alexa i Google Home

Korak 5: Uradi sam pametni prekidač s Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini popularan je ESP8266 modul s ugrađenom podrškom za WiFi i USB sučeljem. Može se jednostavno programirati putem Arduino IDE -a i drugih platformi koje podržavaju ESP8266.

Modul ESP8266, poput Wemos D1 Mini, može se spojiti na relej kako bi pružio istu funkcionalnost kao i Sonoff Smart Switch. Takva konfiguracija također osigurava servalne dodatne GPIO pinove. Ovi IO pinovi mogu podržati povezivanje senzora (ulazi), indikatora/aktuatora (izlazi), dodatnih releja i raznih drugih uređaja.

Nadalje, relej se može koristiti za prebacivanje bilo koje vrste signala, ne samo za mrežni napon. Prebacivanje drugih signala može podržati upravljanje sistemima klimatizacije, navodnjavanjem/prskalicama, garažnim vratima, bravama za pristup/kapiju i niskonaponskom rasvjetom, poput pejzaža ili svjetla za bazen. Na internetu postoji mnogo primjera ovakvih projekata.

Wemos D1 Mini može se napajati bilo kojim odgovarajućim napajanjem od 5 V, poput punjača za telefon sa zidnim bradavicama, preko microUSB priključka. Alternativno, mali adapter naizmjenične / istosmjerne struje (vrlo sličan onom ugrađenom u Sonoff Smart Switch) može se koristiti za napajanje. Međutim: Morate biti izuzetno oprezni prilikom pažljivog priključivanja mrežnog napajanja na adapter za napajanje. Također, potrebno je osigurati kućište za zaštitu i izolaciju adaptera za napajanje prije uključivanja mrežnog napajanja.

Projekt: Upravljajte Wemos D1 mini relejem putem WiFi -a

Video: Učitavanje Tasmote na Wemos D1 Mini

Korak 6: Senzori korisni za kućnu automatizaciju

Senzor pokreta

MH-SR602 je pasivni infracrveni senzor (PIR senzor). PIR -ovi mjere infracrveno (IR) svjetlo koje zrači od objekata u njihovom vidnom polju. Najčešće se koriste u PIR detektorima pokreta. PIR senzori se obično koriste u sigurnosnim alarmima i automatskim aplikacijama za osvjetljenje. Svi objekti sa temperaturom iznad apsolutne nule emituju toplotnu energiju u obliku zračenja. Obično ovo zračenje nije vidljivo ljudskom oku jer zrači na infracrvenim talasnim dužinama, ali ga mogu otkriti elektronički uređaji poput PIR -a.

Ovaj primjer pokazuje kako se koristi PIR modul senzora pokreta u Arduino projektu. S obzirom da MH-SR602 PIR senzor pokreta radi u rasponu napona od 3.3V-15V. Može se koristiti sa napajanjem i signalizacijom od 3.3V sa Wemos D1 Mini (ESP8266) ili sa 5V Arduinom.

Senzor vode

Ovaj demo projekt za senzor vode prilično govori sam za sebe. Senzorski modul radi sa 3.3V ili 5V. Izlaz se može osjetiti pomoću bilo kojeg pin -a za analogni ulaz i funkcije Arduino analogRead ().

Senzor temperature

DS18B20 je senzor temperature koji se može koristiti u raznim aplikacijama. Senzor komunicira pomoću 1 -žilne sabirnice (I2C) i za rad mu je potreban samo jedan otpornik od 4,7K. Ovaj primjer projekta pokazuje povezivanje DS18B20 s Wemos D1 Mini.

Korak 7: Pulsni oksimetar i monitor otkucaja srca

Pulsna oksimetrija je neinvazivna metoda za praćenje zasićenja pacijenta kisikom. Iako očitavanje periferne zasićenosti kisikom (SpO2) nije uvijek identično sa poželjnijim očitanjem zasićenja arterijskog kisika (SaO2) iz analize plina u arterijskoj krvi, to je dvoje dovoljno dobro povezano da je sigurna, prikladna, neinvazivna i jeftina metoda pulsne oksimetrije je vrijedan za mjerenje zasićenja kisikom u kliničkoj upotrebi.

MAX30100 (ili MAX30102) je integrirani modul biosenzora pulsne oksimetrije i monitora pulsa. Uključuje unutrašnje LED diode, fotodetektore, optičke elemente i elektroniku sa niskim šumom sa odbijanjem ambijentalnog svjetla. MAX30100 pruža cjelovito sistemsko rješenje za olakšavanje procesa projektiranja mobilnih i nosivih uređaja.

Ovaj primjer projekta ilustrira povezivanje MAX30100 modula s Wemos D1 Mini.

OBAVIJEST: Modul MAX30100, kao i svako DIY rješenje, namijenjen je samo obrazovnim eksperimentima i demonstracijama. Ove demonstracijske jedinice apsolutno nisu medicinski uređaji i ne treba se oslanjati na njih za dijagnozu ili bilo koju drugu kliničku svrhu. Za dodatne informacije uvijek se obratite svom licenciranom ljekaru.

Korak 8: Hakirajte planetu

Nadamo se da ćete uživati u ovomjesečnoj HackerBox avanturi u elektronici i računarskoj tehnologiji. Javite se i podijelite svoj uspjeh u komentarima ispod ili na Facebook grupi HackerBox. Također zapamtite da u bilo kojem trenutku možete poslati e -poruku na [email protected] ako imate pitanje ili vam je potrebna pomoć.

Šta je sledeće? Pridružite se revoluciji. Živite HackLife. Nabavite hladnu kutiju opreme za hakiranje koja se isporučuje svakog mjeseca direktno u vaše poštansko sanduče. Pređite na stranicu HackerBoxes.com i prijavite se za mjesečnu pretplatu na HackerBox.