HackerBox 0054: Inteligentny dom: 8 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:28

Pozdrowienia dla hakerów HackerBox na całym świecie! HackerBox 0054 bada automatykę domową za pomocą inteligentnych przełączników, czujników i nie tylko. Skonfiguruj inteligentne przełączniki Sonoff WiFi. Zmodyfikuj inteligentne przełączniki, aby dodać nagłówki programowania i flashować alternatywne oprogramowanie układowe. Skonfiguruj Home Assistant, MQTT i zintegruj inteligentne centra domowe, takie jak Amazon Alexa lub Google Home. Złóż inteligentne węzły WiFi DIY za pomocą modułów Wemos ESP8266. Skonfiguruj inteligentne węzły Wi-Fi jako punkty kontrolne przełączników, punkty czujników lub oba te elementy. Poznaj wiele opcji czujników do obsługi inteligentnego domu. Eksperymentuj z pulsoksymetrią i monitorowaniem tętna.

Ten przewodnik zawiera informacje, jak zacząć korzystać z HackerBox 0054, który można kupić tutaj do wyczerpania zapasów. Jeśli chcesz otrzymywać co miesiąc taki HackerBox bezpośrednio do swojej skrzynki pocztowej, zasubskrybuj na HackerBoxes.com i dołącz do rewolucji!

HackerBoxes to miesięczny abonament dla hakerów sprzętowych oraz entuzjastów elektroniki i technologii komputerowych. Dołącz do nas i żyj HACK LIFE.

Krok 1: Lista zawartości dla HackerBox 0054

• Dwa inteligentne przełączniki Sonoff Basic WiFi
• Dwa moduły Wemos D1 Mini ESP8266
• Dwie osłony przekaźników Wemos D1 Mini
• Dwie tarcze prototypowe Wemos D1 Mini
• Dwa zasilacze sieciowe AC do 5 V DC
• Szeregowy moduł USB FTDI
• MAX30100 Moduł pomiaru tętna pulsoksymetru
• Moduł czujnika ruchu PIR MH-SR602
• Moduł czujnika wody
• Dwa cyfrowe czujniki temperatury DS18B20
• Dwa rezystory 4,7K
• Męsko-żeńskie swetry DuPont 10 cm
• Ekskluzywna winylowa karta blokująca szpiegostwo na kamerę internetową
• Ekskluzywna naszywka HackerBox HackLife

Kilka innych rzeczy, które będą pomocne:

• Jeden lub dwa przedłużacze AC z dwoma bolcami
• Lutownica, lut i podstawowe narzędzia lutownicze
• Komputer do uruchamiania narzędzi programowych

Co najważniejsze, będziesz potrzebować poczucia przygody, ducha hakera, cierpliwości i ciekawości. Budowanie i eksperymentowanie z elektroniką, choć bardzo satysfakcjonujące, może być trudne, trudne, a czasem nawet frustrujące. Celem jest postęp, a nie doskonałość. Kiedy wytrwasz i cieszysz się przygodą, to hobby może przynieść wiele satysfakcji. Zrób każdy krok powoli, pamiętaj o szczegółach i nie bój się prosić o pomoc.

Jak zawsze prosimy o zapoznanie się z FAQ HackerBoxes. Znajdziesz tam mnóstwo informacji dla obecnych i przyszłych członków. Odpowiedzi na prawie wszystkie nietechniczne wiadomości e-mail, które otrzymujemy, znajdują się już w FAQ, więc naprawdę doceniamy to, jeśli rzucisz okiem.

Krok 2: Automatyka domowa za pomocą inteligentnych przełączników Sonoff

Sonoff Basic Smart Switch to zdalnie sterowane przełączniki zasilania, które wspierają funkcjonalność inteligentnego domu, przełączając zasilanie dla prawie każdego urządzenia elektrycznego zgodnie z wiadomościami wysyłanymi przez Wi-Fi. Inteligentne przełączniki Sonoff Basic składają się z mikrokontrolera WiFi ESP8266, przekaźnika zasilania do włączania i wyłączania obciążenia oraz malutkiego konwertera zasilania AC na DC do zasilania mikrokontrolera i przekaźnika z tej samej linii, która jest przełączana.

UWAGA: Inteligentne przełączniki łączą się z domową siecią zasilającą. Zasilanie sieciowe może być niebezpieczne. Powinieneś zrozumieć konsekwencje podłączania urządzeń do zasilania sieciowego. Nigdy nie pracuj na urządzeniu, gdy jest ono podłączone do zasilania sieciowego. Nie próbuj regulować, modyfikować ani programować urządzenia, gdy jest ono podłączone do źródła zasilania. Jeśli brakuje Ci doświadczenia lub komfortu, aby bezpiecznie pracować z zasilaniem sieciowym, poproś o pomoc kogoś z odpowiednią wiedzą fachową. BEZPIECZEŃSTWO PRZEDE WSZYSTKIM

Dobrym punktem wyjścia jest złożenie „przełączanego przedłużacza”, jak pokazano na rysunku. Zauważ, że linia zasilania AC ma PRZEWODNIK N (NEUTRALNY), który jest zwykle BIAŁY. Posiada również PRZEWÓD L (LINIA, NA ŻYWO, GORĄCY), który zwykle jest CZARNY. Może być również PRZEWODNIK G (UZIEMIAJĄCY), który jest zwykle ZIELONY lub GOŁY METAL. PRZEWODNIK N łączy się z szerszym ostrzem wtyku i użebrowanym lub zaznaczonym płaszczem izolacyjnym. Należy o tym pamiętać podczas podłączania do zacisków śrubowych L i N inteligentnego przełącznika Sonoff.

Pamiętaj, aby przykręcić plastikowe końce obudowy inteligentnego przełącznika Sonoff, tak aby zęby wewnątrz zatrzasnęły się na płaszczu izolacyjnym przewodów zasilających. Zapewnia to odciążenie, które zapobiega poluzowaniu przewodu pod napięciem, co może spowodować uszkodzenie lub obrażenia. Jeśli przełączany przewód lub urządzenie ma trzeci przewód UZIEMIAJĄCY, upewnij się, że uziemienie po obu stronach inteligentnego przełącznika Sonoff są ze sobą połączone (z pominięciem przełącznika).

Domyślną aplikacją, która komunikuje się i steruje inteligentnymi przełącznikami Sonoff zaraz po wyjęciu z pudełka, jest eWeLink.

Krok 3: Zhakuj Sonoff

Wewnątrz inteligentnego przełącznika Sonoff znajdują się otwory do lutowania na nagłówek. Nagłówek zawiera zasilanie, uziemienie, TX i RX. Można ich użyć do przeprogramowania ESP8266. Przycisk na inteligentnym przełączniku Sonoff łączy się z GPIO0, dzięki czemu można go użyć do uruchomienia ESP8266 w trybie programowania.

Sugeruje się użycie żeńskiego nagłówka na płycie inteligentnego przełącznika Sonoff. Ponieważ podczas użytkowania na płytce występują wysokie napięcia, nie chcemy, aby wygięty męski pin nagłówka powodował zwarcie czegokolwiek.

Pamiętaj, aby całkowicie odłączyć zasilanie sieciowe przed otwarciem inteligentnego przełącznika Sonoff. Po zaprogramowaniu przełącznika należy go całkowicie zamknąć w obudowie przed ponownym podłączeniem zasilania sieciowego wysokiego napięcia

Wideo: Łączenie z nagłówkiem Sonoff

Istnieje wiele różnych oprogramowania układowego, które można załadować do inteligentnych przełączników opartych na ESP8266 dla przyjemności hakowania. Jedną z najpopularniejszych jest Tasmota (patrz O Tasmocie na stronie projektu).

Wideo: Ładowanie Tasmoty do Sonoff

Wideo: Kompletny przewodnik po Tasmota

Krok 4: Asystent domowy i MQTT

Oprogramowanie automatyki domowej ułatwia sterowanie typowymi urządzeniami znajdującymi się w domu, biurze, a czasem w otoczeniu komercyjnym, takim jak oświetlenie, sprzęt HVAC, kontrola dostępu, zraszacze i inne urządzenia. Zwykle umożliwia planowanie zadań, takich jak włączanie zraszaczy w odpowiednim czasie, oraz obsługę zdarzeń, takich jak włączanie świateł po wykryciu ruchu.

Dwie popularne platformy automatyki domowej to Home Assistant i openHAB. Oba są otwarte i bardzo w pełni funkcjonalne. Przyjrzymy się dokładniej Home Assistant.

Wideo: Przewodnik dla początkujących asystenta domowego

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) to lekki protokół sieciowy typu publikuj-subskrybuj do przesyłania wiadomości między urządzeniami.

Wideo: Zrozumienie MQTT w Home Assistant

Wideo: Łączenie urządzeń 8266 z MQTT i Adafruit.io

Wideo: Home Assistant z Alexą i Google Home

Krok 5: Inteligentny przełącznik DIY z Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini to popularny moduł ESP8266 z wbudowaną obsługą WiFi i interfejsem USB. Można go łatwo zaprogramować za pomocą Arduino IDE i innych platform obsługujących ESP8266.

Moduł ESP8266, taki jak Wemos D1 Mini, można podłączyć do przekaźnika, aby zapewnić taką samą funkcjonalność jak inteligentny przełącznik Sonoff. Taka konfiguracja zapewnia również servalowi dodatkowe piny GPIO. Te piny IO mogą obsługiwać podłączenie czujników (wejścia), wskaźników/elementów wykonawczych (wyjścia), dodatkowych przekaźników i różnych innych urządzeń.

Ponadto przekaźnik może służyć do przełączania dowolnego rodzaju sygnału, nie tylko napięcia zasilającego. Przełączanie innych sygnałów może wspierać sterowanie systemami klimatyzacji, nawadnianiem/zraszaczami, drzwiami garażowymi, zamkami dostępu/bram oraz oświetleniem niskonapięciowym, takim jak oświetlenie krajobrazu lub basen. Istnieje wiele przykładów takich projektów online.

Wemos D1 Mini może być zasilany dowolnym odpowiednim zasilaczem 5 V, takim jak „ścienna” ładowarka do telefonu, za pośrednictwem portu microUSB. Alternatywnie do zasilania można użyć małego zasilacza AC na DC (bardzo podobnego do wbudowanego w inteligentny przełącznik Sonoff). Jednak: Należy zachować szczególną ostrożność podczas ostrożnego podłączania zasilania sieciowego do zasilacza. Ponadto należy zapewnić obudowę, aby chronić i izolować zasilacz przed włączeniem zasilania sieciowego.

Projekt: Sterowanie miniprzekaźnikiem Wemos D1 przez Wi-Fi

Wideo: Ładowanie Tasmota na Wemos D1 Mini

Krok 6: Czujniki przydatne w automatyce domowej

Czujnik ruchu

MH-SR602 to pasywny czujnik podczerwieni (czujnik PIR). PIR mierzą światło podczerwone (IR) wypromieniowane z obiektów znajdujących się w ich polu widzenia. Najczęściej stosowane są w czujkach ruchu na bazie PIR. Czujniki PIR są powszechnie stosowane w alarmach bezpieczeństwa i automatycznych aplikacjach oświetleniowych. Wszystkie obiekty o temperaturze powyżej zera bezwzględnego emitują energię cieplną w postaci promieniowania. Zazwyczaj promieniowanie to nie jest widoczne dla ludzkiego oka, ponieważ promieniuje w podczerwieni, ale można je wykryć za pomocą urządzeń elektronicznych, takich jak czujniki PIR.

Ten przykład pokazuje, jak wykorzystać moduł czujnika ruchu PIR w projekcie Arduino. Ponieważ czujnik ruchu MH-SR602 PIR działa w zakresie napięć 3,3V-15V. Może być używany z zasilaniem i sygnalizacją 3,3V z Wemos D1 Mini (ESP8266) lub z Arduino 5V.

Czujnik wody

Ten projekt demonstracyjny czujnika wody mówi sam za siebie. Moduł czujnika działa z napięciem 3,3 V lub 5 V. Wyjście można wykryć za pomocą dowolnego analogowego pinu wejściowego i funkcji Arduino analogRead().

Czujnik temperatury

DS18B20 to czujnik temperatury, który może być używany w różnych aplikacjach. Czujnik komunikuje się za pomocą magistrali 1-przewodowej (I2C) i do działania wymaga tylko jednego rezystora podciągającego 4,7K. Ten przykładowy projekt demonstruje połączenie DS18B20 z Wemos D1 Mini.

Krok 7: Pulsoksymetr i monitor pracy serca

Pulsoksymetria to nieinwazyjna metoda monitorowania saturacji tlenowej pacjenta. Chociaż odczyt saturacji krwi obwodowej (SpO2) nie zawsze jest identyczny z bardziej pożądanym odczytem saturacji tlenem krwi tętniczej (SaO2) z analizy gazometrii krwi tętniczej, są one na tyle dobrze skorelowane, że bezpieczna, wygodna, nieinwazyjna i niedroga metoda pulsoksymetrii jest cenny do pomiaru saturacji tlenem w zastosowaniach klinicznych.

MAX30100 (lub MAX30102) to zintegrowany moduł bioczujnika pulsoksymetrii i pulsometru. Obejmuje wewnętrzne diody LED, fotodetektory, elementy optyczne i niskoszumową elektronikę z tłumieniem światła otoczenia. MAX30100 zapewnia kompletne rozwiązanie systemowe, które ułatwia proces projektowania urządzeń mobilnych i ubieralnych.

Ten przykładowy projekt ilustruje połączenie modułu MAX30100 z Wemos D1 Mini.

UWAGA: Moduł MAX30100, jak każde rozwiązanie DIY, jest przeznaczony wyłącznie do eksperymentów edukacyjnych i demonstracji. Te jednostki demonstracyjne absolutnie nie są urządzeniami medycznymi i nie należy na nich polegać w diagnostyce ani w żadnym innym celu klinicznym. Zawsze skonsultuj się z licencjonowanym lekarzem, aby uzyskać więcej informacji.

Krok 8: Zhakuj planetę

Mamy nadzieję, że spodobała Ci się przygoda HackerBox w tym miesiącu w elektronikę i technologię komputerową. Sięgnij i podziel się swoim sukcesem w komentarzach poniżej lub na grupie Facebook HackerBox. Pamiętaj też, że możesz w każdej chwili wysłać e-mail na adres [email protected], jeśli masz pytanie lub potrzebujesz pomocy.

Co dalej? Dołącz do rewolucji. Żyj HackLife. Zdobądź fajne pudełko hakowalnego sprzętu dostarczanego co miesiąc prosto do Twojej skrzynki pocztowej. Przejdź do HackerBoxes.com i zarejestruj się, aby otrzymać miesięczną subskrypcję HackerBox.