Elektrické zásuvky s napájaním: 7 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Tento návod vám ukáže, ako nabúrať štandardný napájací adaptér a vytvoriť elektrický adaptér s pripojením na internet pomocou programu Electric Imp. To vám umožní diaľkovo ovládať akékoľvek zariadenie napájané zo siete pomocou smartfónu alebo webového prehliadača. Moje osvetlenie garáže „ako postavené“je slabé. Dostupné svetlo môžete použiť na nájdenie veľkých predmetov, ako je vaše auto, ale zabudnite na skrutku, ktorú ste práve upustili. Aby som vyriešil problém s osvetlením, kúpil som si dve 4 stopové a 4 trubicové fluorescenčné svetlá na zavesenie nad pracovnú plochu. Pretože zásuvný bod je v strope zhruba 12 stôp vysoký, potreboval som spôsob, ako diaľkovo zapnúť a vypnúť svetlá. V miestnom obchode som našiel diaľkovo ovládanú elektrickú zásuvku Stanley a bol som pripravený, alebo som si to aspoň myslel. Prvý diaľkový ovládač Stanley zlyhal 1. deň. Náhradná jednotka zlyhala po niekoľkých dňoch. Tretia náhradná jednotka zlyhala o niekoľko mesiacov neskôr. Nikdy som sa nedostal k tomu, aby som to vzal späť do obchodu-nainštaloval som sťahovacie reťazce pre osvetlenie predajne ako dočasné riešenie na diaľku zo starej školy. Potreboval som WeMo alebo podobné zariadenie. Perfektné riešenie pre moje potreby, aj keď možno trochu prehnané. Ale potom mi to došlo. Bodom zlyhania zariadenia Stanley je s najväčšou pravdepodobnosťou RF obvod, ktorý riadi prepínanie striedavého prúdu. Ak by som ten obvod nahradil elektrickým impulzom, nepotreboval by som sa zahrávať s návrhom obvodu striedavého prúdu, ktorý je už schválený UL z hľadiska bezpečnosti, a mal by som pekne vyrobený kryt na zavedenie. Chytil som skrutkovač Philips a otvoril Stanley jednotku. Vnútornosti sa zdali byť PERFEKTNÉ na dodatočné vybavenie elektrického impulzu (https://www.electricimp.com) s minimálnym úsilím … alebo som si to aspoň myslel. Moje osvetlenie predajne smerovalo do internetového cloudu. Plán na nahradenie vysokofrekvenčného obvodu elektrickým impulzom bohužiaľ narazil na veľkú prekážku, pretože napájací zdroj jednosmerného prúdu na rozvodke Stanley nemôže dodávať dostatok prúdu na napájanie elektrického impulzu. Imp vyžaduje približne 400 mA na prenos WiFi, takže hack sa ukázal byť invazívnejším, ako som zamýšľal, vrátane Imp, nabíjačky mobilných telefónov a reléovej dosky, vystrčených do obálky Stanley. Keďže je prázdninová sezóna hneď za rohom, vám umožní ovládať svetelný displej odkiaľkoľvek, kde sa vy a váš smartphone nachádzate, aj keď je to len z gauča, aby ste sa vyhli nočnému výletu do vášho snehom naplneného dvora … Nezabudnite na vodotesnosť, ak to urobíte tak, aby ste neúmyselne nevytvorili elektrické nebezpečenstvo. Stanley jednotka, ktorú som použil, je stále k dispozícii na rôznych internetových stránkach, takže ak chcete základné zariadenie podobné WeMo'ishu, s úplným prístupom k zdrojovému kódu a elektronike, ktoré môžete dokonale hacknúť, tento návod vás tam dostane.

Krok 1: Ako to funguje

Electric Imp je jadrom činnosti systému. Keď je tlačidlo vo webovej aplikácii aktivované, odošle sa požiadavka HTTP AJAX na URL špecifickú pre váš Imp. Táto požiadavka je odoslaná agentovi Imp v oblaku Electric Imp, ktorý je konkrétne spojený s vašim Electric Imp. Kód agenta je malý webový server, ktorý požiadavku analyzuje a ak je platný, pošle ju prostredníctvom cloudu do vášho firmvéru Imp. Túto zákulisnú komunikáciu medzi agentom na serveri a hardvérovým firmvérom vyvinuli talentovaní ľudia z Electric Imp. Firmvér Imp prijme správu od cloudového agenta a podľa toho nastaví reléový výstup. To vám umožní vypnúť alebo zapnúť zásuvky Stanley stlačením tlačidla na zariadení SmartPhone alebo webovom prehliadači s minimálnym úsilím o vývoj softvéru a firmvéru. Pekný!

Krok 2: Veci, ktoré budete potrebovať

Existuje mnoho variácií diaľkovo ovládaných sieťových vypínačov. Tieto sú v decembri v USA veľmi obľúbené. S najväčšou pravdepodobnosťou môže byť ktorýkoľvek z nich hacknutý podobným spôsobom. Toto je zoznam súčiastok a nástrojov k jednotke Stanley, ktorú som použil. Diely

• Stanley diaľkovo napájaná zásuvka. Jednotka, ktorú som použil, je stále k dispozícii za približne 16 dolárov od 1000Bulbs.com. Mám rád pohodlie troch zásuviek
• Electric Imp
• Nosná doska elektrického nárazníka
• 2-kanálová reléová doska SainSmart. Má vstupy optoizolátora. Túto dosku som kúpil pre iný projekt. V tej dobe (august 2013) to bolo pod 5 dolárov dodaných s Amazon Prime. Aktuálna cena je 9 dolárov
• 1 x 4 pinový konektor Molex. Kúpil som ten svoj z Jameco.com
• 1 x 3 -pinový konektor Molex. Jameco.com
• 5 x kontakty konektora pre konektory radu Molex KK. Jameco.com
• Termistor - 10 kB https://www.sparkfun.com/products/250 (voliteľné - stále na to musím napísať kód)
• Nabíjačka USB pre iPhone na napájanie imp - Amazon má najlepšie ceny
• USB kábel, ktorý bude zmrzačený, aby napájal Imp. Ak získate jeden s malým koncom (ako ten, ktorý je dodávaný s telefónom iPhone, budete sa môcť vyhnúť kroku mutilácie konektora!)

Nástroje a zásoby

• Skrutkovač Philips na demontáž jednotky Stanley. Netreba dodávať, že hneď ako to urobíte, vaša záruka je neplatná
• Spájkovačka a spájkovačka- Radioshack má množstvo
• Pripojovací kábel s 24 alebo 26 alebo 28 meradlami na pripojenie elektrického I/O vstupu k relé. Radioshack má k dispozícii rôzne farby meradla 24 https://www.radioshack.com/product/index.jsp?productId=21982396,
• Ostrý úžitkový nôž
• Malé elektrické nástroje (strihačka drôtov, odstraňovač drôtov atď.)
• Malé vrtáky (1/16 ") a vŕtačka na výrobu drážky pre impulzy na boku jednotky Stanley. Alternatívne nástroj Dremel s príslušným rezacím vrtákom.
• Horúca lepiaca pištoľ a lepiace tyčinky na montáž elektrického impulzu a relé do krytu. Použil som vysokopevnostný typ.

Pamätajte si, že akonáhle otvoríte vypínač diaľkového sieťového výstupu Stanley, vaša záruka je neplatná. Tiež sa uistite, že pracujete s príslušnými bezpečnostnými postupmi pre zariadenia s hlavným napájaním. Pred prácou na stanici Stanley odpojte. Aj keď je odpojený, môžete na ňom bezpečne pracovať, bez strachu, že sa omylom šokujete. Ak sa pokúsite pracovať na jednotke, keď je zapojená, živé napätie (115 VAC) vo vnútri jednotky Stanley je dostatočné na to, aby vás zabilo. Nikdy nepracujte na vnútorných častiach jednotky Stanley, ak je odstránený kryt a jednotka je zapojená do zásuvky. Buďte v bezpečí. Pri náradí používajte štandardné bezpečnostné postupy pre domácich majstrov a vždy noste ochranné okuliare.

Krok 3: Demontáž a úprava

Stanley jednotka sa otvára odstránením 5 skrutiek na zadnej strane pomocou malého skrutkovača Philips. Jedna zo skrutiek môže byť skrytá pod nálepkou. Akonáhle je všetkých 5 skrutiek vytiahnutých, jemne uvoľnite dve polovice od seba. Vyberte dosku diaľkového ovládača a zlikvidujte ju. Už to nebudeme používať. Tu bude nainštalovaný Imp. Na spodnom plastovom kryte sú vylisované 2 veľké plastové výstupky, na ktoré bola namontovaná pôvodná doska RF. Tieto výčnelky je možné odrezať pomocou dvojice bočných fréz a ďalej ich vyhladiť nástrojom dremel. Dosky plošných spojov Imp a relé budú prilepené k základni. Odstránenie výčnelkov je potrebné, aby sa reléová doska namontovala dostatočne nízko na to, aby vyčistila horný kryt pri opätovnej montáži jednotky Stanley. Vyberte základnú dosku z plášťa. Pomocou nástroja Dremel s odrezaným kotúčom opatrne orežte existujúci obvod tak, aby ste ponechali iba striedavú časť obvodovej dosky, ako je znázornené na obrázkoch. Rezanie DPS je potrebné na zaistenie voľného priestoru pre nové relé, ktoré zapínajú a vypínajú zásuvky. Chcete opustiť hlavné striedavé dráhy, ktoré podporujú zásuvky. Aby sa poskytol slot pre elektrickú kartu imp, je potrebné vytvoriť slot na boku krytu. Pôvodne som mal v úmysle použiť vstavaný regulátor Stanley na napájanie imp. Keď sa to ukázalo ako nedostatočný výkon, musel som slot premiestniť na opačnú stranu spodného krytu. Ak chcete vytvoriť slot, vyvŕtajte niekoľko 1/16 otvorov zhruba v priamke a potom pomocou malého súboru zarovnajte slot. Nevytvárajte slot, kde sa zobrazujú tieto obrázky … pozrite sa na záverečné obrázky v poslednom kroku zistíte, kam by mal slot ísť!

Krok 4: Elektrické detaily a montáž

Pôvodné relé v jednotke Stanley bolo vybavené relé 250 VAC/10 A, ktoré na spínanie vyžadovalo napätie cievky 12V. Je ťažké ovládať z 5V obvodu, takže bol nahradený dvojitým reléovým modulom. Uistite sa, že jednotka Stanley nie je zapojená, než na nej začnete pracovať. Doska relé, ktorú som použil, má dve relé 10A, ktoré sa budú spínať napätím cievky 5V. Aby som zaistil hodnotenie 15A napadnutej jednotky, použil som súbežne relé, aby som poskytol záťaž 20A. To poskytuje slušný bezpečnostný faktor pre napájací adaptér pripojený k štandardnému domácemu zapojeniu chránenému 15 A ističom. Ak použijete relé s vyšším prúdom, môžete napájacie zásuvky prepínať jednotlivo. Ak je predlžovací prúd dimenzovaný na 15A, potom musí byť ktorákoľvek zo zásuviek bezpečná na prevádzku do 15A. Paralelným zapojením relé uvedených v tomto návode môžete zaistiť, aby každý jeden vývod alebo všetky 3 vývody spoločne mohli bezpečne odoberať 15 A. Vyššia záťaž ako táto a istič vo vašom domácom paneli zapojenia sa vypne, aby ochránil obvod. Energiu pre elektroniku dodáva USB nabíjačka pre iPhone. Mal som rezervu, ktorú som mohol použiť. Sú lacné a dostupné na Amazone a ebay. Je lacnejšie kúpiť nabíjačku, ktorá je dodávaná s káblom USB, ako kúpiť komponenty na stavbu vlastného zdroja napájania. Formát iPhone funguje dobre v obmedzenom vnútornom priestore jednotky Stanley. Na pripojenie priamo k sieťovým svorkám nabíjačky použite svorky rýľa. Tepelným zmršťovaním zakryte nekryté časti svoriek striedavého prúdu, aby ste zabránili náhodnému kontaktu. Kábel USB, ktorý som našiel v projektovom boxe, mal objemný tvarovaný konektor. Ostrým nožom sa odstránili plastové výlisky. Červený a čierny vodič kábla USB bol nahradený drôtom s rozmerom 26, aby sa zaistila väčšia mechanická odolnosť, a potom bol konektor ďalej chránený tepelným zmršťovaním, ako je vidieť na obrázkoch. Pôvodne som mal v úmysle prepnúť relé nezávisle, aby som mohol ovládať najmenej 2 zásuvky nezávisle. Takto bol obvod pôvodne zapojený. Po preskúmaní prúdovej nosnosti relé som sa rozhodol paralelne zapojiť reléové výstupy. Spojenie medzi Imp a doskou relé má dva piny Imp ovládajúce každé relé. V skutočnosti môžete k obom reléovým vstupom pripojiť iba jeden pin Imp. Firmvér prepína oba piny dohromady, takže obidva spôsoby sú v poriadku. Striedavý neutrál a uzemnenie striedavého prúdu sú už zapojené do elektrických zásuviek. Nechajte všetko prepojené tak, ako to prichádza z továrne. Jediný vodič, ktorý je potrebné upraviť, je vodič AC Live (čierny vodič). Tento vodič musí byť vedený alebo rozvetvený, aby ste do každého relé dostali živý vodič, ako je znázornené na schéme. Chráňte spojenie pomocou heatshrink. Na toto rozvetvenie som použil malý kúsok drôtu 16AWG. Viacžilový vodič 16AWG môže typicky prenášať 22 A, ak sa používa na zapojenie šasi na krátku vzdialenosť. Reléové výstupy sú spájkované na spodnej strane AC PCB, ako je znázornené na obrázku. Po vytvorení všetkých pripojení zatlačte všetko do puzdra, ako je to znázornené na obrázku, a za tepla prilepte reléové a imp. Dosky k základni krytu.

Krok 5: Imp firmware, Agent Agent a Blink-up

Aby váš impulz mohol fungovať, musí sa pripojiť k vašej bezdrôtovej sieti. Electric Imp poskytuje nástroj, ktorý konfiguráciu robí opticky. Tento proces sa nazýva BlinkUp a je podrobne popísaný tu https://electricimp.com/docs/gettingstarted/1-blinkup/ Keď je BlinkUp dokončený, váš imp sa objaví vo vašom IDE v časti Nové zariadenia. Ak ste elektrický Imp ešte nepoužili, navrhujem, aby ste najskôr vyskúšali príklad Hello World na webe Electric Imp, aby ste Impovi pomohli. K dispozícii je tiež skvelý sprievodca pre imp na inštrukciách napísaných @beardedinventor: https://www.instructables.com/id/Getting-Started-with-Electric-Imp/ Firmvér pre imp je k tomuto kroku pripojený ako ImpoweredImp.nut Kód pre agenta je priložený ako ImpoweredAgent.nutFirmware a interakcia s kódom agenta Váš agent má pre neho špecifickú adresu URL. Keď je na túto adresu URL odoslaná správa HTTP, váš kód agenta spustený v službe Imp Cloud kontroluje platnosť žiadosti porovnaním prichádzajúceho kľúča API (ľubovoľný kľúč, ktorý vytvoríte - viac bitov sťažuje odhadnutie) s uloženým kľúčom API v pamäti Agenta (Myšlienka rozhrania API z https://forums.electricimp.com/discussion/comment/8281#Comment_8281). Ak sa kľúč zhoduje, správa sa skontroluje, aby sa určilo, či sa v pakete požiadavky HTTP odosiela udalosť buttonPress alebo požiadavka na stav. Ak je požiadavka HTTP na stav, kód agenta vráti stav zapnutia/vypnutia sieťových zásuviek. Keď sa výstupné piny zmenia na stav, stav je asynchrónne aktualizovaný firmvérom Imp. Ak je v požiadavke HTTP odoslaná udalosť buttonPress, táto udalosť je odoslaná firmvéru Imp cez komunikačný kanál zabezpečený elektrickým impulzom medzi serverom Imp a agentom založeným na serveri. Imp "prijme" túto udalosť prostredníctvom agent.on ("buttonPressed", funkcia (hodnota) funkcia. Zakaždým, keď Imp zachytí udalosť stlačenia tlačidla, prepne sa výstupný stav Pin1 a 7, čím sa relé zapnú alebo Vypnuté v závislosti od predchádzajúceho stavu. Stavová premenná je odoslaná späť agentovi prostredníctvom komunikačného kanála Agent-Imp a je prijatá agentom vo funkcii device.on.

Krok 6: HTML/Javascriptový kód pre iPhone

Klientska aplikácia je aplikácia HTML/Javascript s holými kosťami. Ako tlačidlo sa používa jednoduchý obrázok. Po stlačení obrázku sa tlačidlo animuje a zobrazí pakety WiFi pochádzajúce zo zariadenia. Komunikácia s Electric Imp sa vykonáva odoslaním správy na adresu URL agenta, ktorá je špecifická pre vášho konkrétneho Imp. V aplikácii HTML vytvoríme objekt XMLHttpRequest a potom uverejníme udalosť stlačenia tlačidla vo formátovanom pakete JSON na adresu URL agenta. xmlhttp.open ("POST", "https://agent.electricimp.com/YourURL?timestamp=" + nový dátum (). getTime (), true); xmlhttp.setRequestHeader ("Content-type", "application/x-www-form-urlencoded"); xmlhttp.setRequestHeader ("x-apikey", "váš kľúč API"); var impRequest = {"request": "buttonPressed", "button": button.id}; xmlhttp.send (JSON.stringify (impRequest)); Na zistenie stavu elektrických zásuviek sa agent pýta xmlhttp.open („POST“, „https://agent.electricimp.com/YourURL?timestamp=" + nový dátum (). GetTime (), true); xmlhttp.setRequestHeader ("x-apikey", "váš kľúč API"); xmlhttp.setRequestHeader ("Content-type", "application/x-www-form-urlencoded"); var impRequest = {"request": "GetStatus"}; xmlhttp.send (JSON.stringify (impRequest)); Aby sa stránka HTML vo vašom iPhone zobrazovala ako natívna aplikácia, musíte ju načítať z webovej stránky a potom ju pridať na domovskú obrazovku. Tento proces je popísaný v mojom predchádzajúcom návode tu: https://www.instructables.com/id/Electric-Imp-Garage-Door-Opener/step10/Configuring-IIS-Express-And-Loading-The-App-onto- y/ K tomuto kroku sú pripojené súbory iPhone

Krok 7: Funguje to

Po všetkom tom budovaní, konfigurovaní a možno aj troche nadávania by ste mali mať zariadenie WeMo'ish, ktoré môžete ovládať zo svojho zariadenia iPhone/Smartphone/Web Browser odkiaľkoľvek, kde sa nachádzate. Internetová zásuvka má mnoho použití, vďaka ktorým je váš domov oveľa múdrejší.

• Diaľkové ovládanie vašich vlastných zariadení, ako sú žiarovky, hi-fi, televízor atď. Môžete vylepšiť softvér a vytvoriť viacero zariadení, ktoré vám umožnia ovládať osvetlenie vášho domu tak, aby si ľudia mysleli, že je dom obsadený, keď ste preč.. Televíziu môžete zapnúť a vypnúť, aby ste si urobili ilúziu. Môžete vylepšiť firmvér a softvér pre smartfóny tak, aby bolo každé zariadenie naprogramované tak, aby bežalo podľa iného plánu zapnutia/vypnutia, aby sa simulovala náhodná povaha skutočných ľudí vo vašom dome, čím sa dokončí ilúzia z bezpečnostných dôvodov, keď ste preč.
• Pre ťažko prístupné body napájania môžete pridať diaľkové ovládanie …. napríklad moje garážové svetlá!
• Môžete vidieť stav svojich predajní, aby ste odpovedali na otázky, ktoré sa zdajú byť vždy po tom, čo ste už veľa kilometrov cestovali mimo domova ako „zlato, obrátil si žehličku, horúcu tyčinku, filter do nádrže na ryby, filter do bazéna, svetelné časovače „zapnúť / vypnúť v závislosti od povahy každého zariadenia.
• Pridajte snímač pohybu, aby sa veci automaticky zapli/vypli, keď sa zistí pohyb.
• Pridajte termistor alebo iné zariadenie na snímanie teploty na monitorovanie teploty v miestnosti.
• Zistite, ako sa pripojiť k IFTTT.com, aby ste mohli napríklad zapnúť /vypnúť e -mail, správu FB alebo tweetovať svoju zásuvku.
• Napíšte komentár nižšie a ja pridám vaše nápady do tohto zoznamu!

Ak ho postavíte, pridajte ho do komentárov a dajte mi vedieť o ďalších funkciách, ktoré ste pridali, alebo o alternatívnych sieťových zásuvkách, ktoré ste hackli, aby ste dosiahli rovnaký cieľ. Tiež, ak prídete na to, ako IFTTT túto vec, rád by som vedel, ako na to! Na zdravie!

Druhá cena za hackovanie hardvéru

Druhá cena v súťaži o mikrokontrolér