HackerBox 0054: Smart Home: 8 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Zdravím hackerov HackerBoxu z celého sveta! HackerBox 0054 skúma domácu automatizáciu prostredníctvom inteligentných prepínačov, senzorov a ďalších. Konfigurujte inteligentné prepínače Sonoff WiFi. Upravte inteligentné prepínače tak, aby pridávali hlavičky programovania a alternatívne firmvéry flash. Nastavte si Home Assistant, MQTT a integrujte inteligentné domáce rozbočovače, ako sú Amazon Alexa alebo Google Home. Zostavte si inteligentné uzly DIY WiFi pomocou modulov Wemos ESP8266. Nakonfigurujte inteligentné uzly WiFi ako ovládacie body prepínačov, body senzorov alebo oboje. Preskúmajte viacero možností senzorov pre inteligentné domáce operácie. Experimentujte s pulznou oxymetriou a monitorovaním srdcovej frekvencie.

Táto príručka obsahuje informácie o tom, ako začať s HackerBox 0054, ktorý je možné zakúpiť tu do vypredania zásob. Ak by ste chceli dostávať takýto HackerBox každý mesiac priamo do vašej poštovej schránky, prihláste sa na odber HackerBoxes.com a zapojte sa do revolúcie!

HackerBoxes je služba mesačného predplatného pre hardvérových hackerov a nadšencov elektroniky a počítačovej technológie. Pripojte sa k nám a žite HACK LIFE.

Krok 1: Zoznam obsahu pre HackerBox 0054

• Dva inteligentné inteligentné prepínače Sonoff Basic
• Dva moduly Wemos D1 Mini ESP8266
• Dva mini reléové štíty Wemos D1
• Dva štíty prototypu Wemos D1 Mini
• Dva sieťové adaptéry AC na 5V DC
• Sériový modul USB FTDI
• Modul srdcovej frekvencie pulzného oxymetra MAX30100
• Modul snímača pohybu PIR MH-SR602
• Modul snímača vody
• Dva digitálne snímače teploty DS18B20
• Dva rezistory 4,7K
• Mužsko-ženské prepojky DuPont 10 cm
• Exkluzívna vinylová webkamera Spy Blocker list
• Exkluzívna nažehľovačka HackerBox HackLife

Pomôžu aj ďalšie veci:

• Jeden alebo dva dvojžilové predlžovacie káble striedavého prúdu
• Spájkovačka, spájkovačka a základné spájkovacie nástroje
• Počítač na spustenie softvérových nástrojov

A čo je najdôležitejšie, budete potrebovať zmysel pre dobrodružstvo, hackerského ducha, trpezlivosť a zvedavosť. Budovanie a experimentovanie s elektronikou, aj keď je to veľmi prospešné, môže byť občas náročné, náročné a dokonca frustrujúce. Cieľom je pokrok, nie dokonalosť. Keď vytrváte a užívate si dobrodružstvo, dá sa z tohto koníčka odvodiť veľké uspokojenie. Každý krok robte pomaly, všímajte si detaily a nebojte sa požiadať o pomoc.

Ako vždy vás žiadame, aby ste si prečítali časté otázky o HackerBoxes. Nájdete tam množstvo informácií o súčasných a potenciálnych členoch. Takmer všetky e-maily netechnickej podpory, ktoré dostávame, sú už zodpovedané v častých otázkach, takže si veľmi vážime, ak sa rýchlo pozriete.

Krok 2: Domáca automatizácia s inteligentnými prepínačmi Sonoff

Inteligentné prepínače Sonoff Basic sú vypínače diaľkového ovládania, ktoré podporujú funkcie inteligentnej domácnosti prepínaním napájania takmer akéhokoľvek elektrického zariadenia podľa správ odosielaných cez WiFi. Základné inteligentné prepínače Sonoff obsahujú mikrokontrolér ESP8266 WiFi, výkonové relé na zapínanie a vypínanie záťaže a malý menič striedavého prúdu na jednosmerný prúd na napájanie mikrokontroléra a relé z rovnakého prepínaného vedenia.

UPOZORNENIE: Zariadenia s inteligentným prepínaním sa pripájajú k elektrickej sieti vášho domova. Napájanie zo siete môže byť nebezpečné. Mali by ste pochopiť dôsledky pripojenia zariadení k sieťovému napájaniu. Nikdy nepracujte na zariadení, ktoré je pripojené k zdroju napájania. Nepokúšajte sa upravovať, upravovať alebo programovať zariadenie, pokiaľ je pripojené k zdroju napájania. Ak vám chýbajú skúsenosti alebo pohodlie pri bezpečnej práci so sieťovým napájaním, spojte sa s niekým s patričnou odbornosťou, ktorý vám pomôže. BEZPEČNOSŤ PREDOVŠETKÝM

Dobrým východiskovým bodom je zostaviť „prepínateľný predlžovací kábel“, ako je znázornené na obrázku. Všimnite si toho, že sieťové napájacie vedenie má N (NEUTRÁLNY) vodič, ktorý je zvyčajne BIELY. Má tiež L (LINE, LIVE, HORKÝ) VODIČ, ktorý je zvyčajne ČIERNY. Môže existovať aj G (ZEMNÝ) VODIČ, ktorý je zvyčajne ZELENÝ alebo OBROVSKÝ KOV. N CONDUCTOR sa pripája k širšej čepeli zástrčky a rebrovanému alebo označenému izolačnému plášťu. Pri pripájaní k skrutkovým svorkám L a N Sonoff Smart Switch na to pamätajte.

Uistite sa, že ste zaskrutkovali konce plastového puzdra inteligentného spínača Sonoff tak, aby sa zuby vo vnútri držali na izolačnom plášti sieťových vodičov. To poskytuje odľahčenie napätia, ktoré pomáha zabrániť uvoľneniu živého drôtu, ktorý by potom mohol spôsobiť poškodenie alebo zranenie. Ak má prepínaný kábel alebo spotrebič tretí uzemňovací vodič, uistite sa, že uzemnenie na oboch stranách inteligentného prepínača Sonoff je prepojené (obchádzajúc spínač).

Predvolená aplikácia, ktorá komunikuje s inteligentnými prepínačmi Sonoff a riadi ich hneď po vybalení, je eWeLink.

Krok 3: Hacknite Sonoffa

Na doske vo vnútri inteligentného prepínača Sonoff sú spájkovacie otvory pre záhlavie. Záhlavie obsahuje výkon, zem, TX a RX. Môžu byť použité na preprogramovanie ESP8266. Tlačidlo na inteligentnom prepínači Sonoff sa pripája k GPIO0, takže ho možno použiť na zavedenie ESP8266 do režimu programovania.

Na doske Sonoff Smart Switch sa odporúča použiť ženskú hlavičku. Pretože na doske je pri použití vysoké napätie, nechceme, aby ohnutý kolíkový kolíkový konektor niečo skratoval.

Pred otvorením inteligentného vypínača Sonoff nezabudnite úplne odpojiť sieťové napájanie. Akonáhle je spínač naprogramovaný, pred opätovným pripojením vysokonapäťového sieťového napájania ho úplne utesnite späť do jeho krytu

Video: Pripojenie k hlavičke Sonoff

Existuje množstvo rôznych firmvérov, ktoré je možné načítať do inteligentných prepínačov na báze ESP8266 pre vaše potešenie z hackovania. Jednou z najobľúbenejších je Tasmota (pozri O spoločnosti Tasmota na webe projektu).

Video: Načítanie Tasmoty do Sonoffa

Video: Kompletný sprievodca po Tasmota

Krok 4: Domáci asistent a MQTT

Software pre domácu automatizáciu uľahčuje ovládanie bežných spotrebičov nachádzajúcich sa v domácnosti, kancelárii alebo niekedy v komerčnom prostredí, ako sú napríklad svetlá, zariadenia HVAC, kontrola prístupu, postrekovače a ďalšie zariadenia. Obvykle poskytuje plánovacie úlohy, ako je zapnutie postrekovačov vo vhodnom čase a spracovanie udalostí, ako napríklad zapnutie svetiel pri detekcii pohybu.

Dve bežné platformy pre domácu automatizáciu sú Home Assistant a openHAB. Oba sú open source a veľmi plnohodnotné. Podrobnejšie sa pozrieme na domáceho asistenta.

Video: Sprievodca domácimi asistentmi pre začiatočníkov

MQTT (Telemetry Transport Queuing Telemetry Transport) je ľahký sieťový protokol na odosielanie a publikovanie predplatných na prenos správ medzi zariadeniami.

Video: Pochopenie MQTT v programe Home Assistant

Video: Pripojenie 8266 zariadení k serverom MQTT a Adafruit.io

Video: Asistent domova s Alexou a domovskou stránkou Google

Krok 5: DIY inteligentný prepínač s Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini je populárny modul ESP8266 so vstavanou podporou WiFi a rozhraním USB. Dá sa to ľahko naprogramovať prostredníctvom Arduino IDE a ďalších platforiem podporujúcich ESP8266.

Modul ESP8266, ako napríklad Wemos D1 Mini, je možné pripojiť k relé, aby poskytoval rovnaké funkcie ako inteligentný spínač Sonoff. Takáto konfigurácia tiež poskytuje ďalšie prídavné piny GPIO. Tieto IO piny môžu podporovať pripojenie senzorov (vstupov), indikátorov/akčných členov (výstupov), dodatočných relé a rôznych ďalších zariadení.

Relé možno navyše použiť na spínanie akéhokoľvek druhu signálu, nielen napájacieho napätia v sieti. Prepínanie iných signálov môže podporovať ovládanie klimatizačných systémov, zavlažovania/postrekovačov, garážových brán, zámkov prístupu/brány a nízkonapäťového osvetlenia, ako je osvetlenie krajiny alebo bazéna. Na internete je veľa príkladov podobných projektov.

Wemos D1 Mini môže byť napájaný akýmkoľvek adekvátnym 5V napájaním, napríklad nabíjačkou na telefón „na stenu“, cez port microUSB. Alternatívne možno na napájanie použiť malý napájací adaptér striedavého prúdu na jednosmerný prúd (veľmi podobný adaptéru zabudovanému v inteligentnom prepínači Sonoff). Avšak: Pri starostlivom pripájaní sieťového napájania k napájaciemu adaptéru je potrebná mimoriadna opatrnosť. Pred aktiváciou sieťového napájania musí byť tiež k dispozícii kryt na ochranu a izoláciu sieťového adaptéra.

Projekt: Ovládajte mini relé Wemos D1 cez WiFi

Video: Načítanie Tasmoty na Wemos D1 Mini

Krok 6: Senzory užitočné pre domácu automatizáciu

Pohybový senzor

MH-SR602 je pasívny infračervený snímač (snímač PIR). PIR meria infračervené (IR) svetlo vyžarujúce z predmetov v ich zornom poli. Najčastejšie sa používajú v detektoroch pohybu na báze PIR. Senzory PIR sa bežne používajú v bezpečnostných poplachoch a aplikáciách automatického osvetlenia. Všetky objekty s teplotou nad absolútnou nulou vyžarujú tepelnú energiu vo forme žiarenia. Toto žiarenie zvyčajne nie je pre ľudské oko viditeľné, pretože vyžaruje na infračervených vlnových dĺžkach, ale je možné ho detekovať elektronickými zariadeniami, ako sú PIR.

Tento príklad ukazuje, ako používať modul snímača pohybu PIR v projekte Arduino. Pretože snímač pohybu PIR MH-SR602 pracuje v rozsahu napätia 3,3V-15V. Môže byť použitý s napájaním a signalizáciou 3,3 V s Wemos D1 Mini (ESP8266) alebo s 5 V Arduino.

Senzor vody

Tento demo projekt na snímač vody do značnej miery hovorí sám za seba. Senzorový modul pracuje s napätím 3,3 V alebo 5 V. Výstup je možné snímať pomocou ľubovoľného analógového vstupného kolíka a funkcie Arduino analogRead ().

Teplotný senzor

DS18B20 je snímač teploty, ktorý je možné použiť v rôznych aplikáciách. Senzor komunikuje pomocou 1 -vodičovej (I2C) zbernice a na svoju činnosť potrebuje iba jeden 4,7K odpínač. Tento príklad projektu ukazuje prepojenie DS18B20 s Wemos D1 Mini.

Krok 7: Pulzný oxymeter a monitor srdcovej frekvencie

Pulzná oxymetria je neinvazívna metóda na monitorovanie saturácie pacienta kyslíkom. Napriek tomu, že jeho čítanie periférnej saturácie kyslíkom (SpO2) nie je vždy identické s požadovanejším odčítaním arteriálnej saturácie kyslíkom (SaO2) z analýzy plynov arteriálnej krvi, tieto dva druhy korelujú dostatočne dobre na to, aby bezpečná, pohodlná, neinvazívna a lacná metóda pulznej oxymetrie je cenný na meranie saturácie kyslíkom pri klinickom použití.

MAX30100 (alebo MAX30102) je integrovaný modul biosenzora pulznej oxymetrie a monitora srdcového tepu. Obsahuje vnútorné LED diódy, fotodetektory, optické prvky a nízkošumovú elektroniku s potlačením okolitého svetla. MAX30100 poskytuje kompletné systémové riešenie na uľahčenie procesu návrhu pre mobilné a nositeľné zariadenia.

Tento príklad projektu ukazuje prepojenie modulu MAX30100 s Wemos D1 Mini.

UPOZORNENIE: Modul MAX30100, ako každé iné riešenie pre domácich majstrov, je určený len na účely vzdelávacieho experimentovania a demonštrácie. Tieto demonštračné jednotky nie sú absolútne zdravotníckymi pomôckami a nemali by ste sa na ne spoliehať na diagnostiku ani na iné klinické účely. Ďalšie informácie získate vždy od svojho licencovaného lekára.

Krok 8: Hacknite planétu

Dúfame, že si tento mesiac užijete dobrodružstvo HackerBox v oblasti elektroniky a počítačovej technológie. Oslovte a podeľte sa o svoj úspech v nižšie uvedených komentároch alebo na facebookovej skupine HackerBox. Nezabudnite tiež, že ak máte otázku alebo potrebujete pomoc, môžete kedykoľvek napísať na adresu [email protected].

Čo bude ďalej? Pripojte sa k revolúcii. Žite HackLife. Nechajte si každý mesiac doručiť chladnú škatuľu hackerského vybavenia priamo do vašej poštovej schránky. Prejdite na stránku HackerBoxes.com a zaregistrujte sa na mesačné predplatné služby HackerBox.