Wzmocnione gniazdka elektryczne: 7 kroków (ze zdjęciami)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2025-01-23 15:03

Ta instrukcja pokazuje, jak zhakować zwykły zasilacz, aby stworzyć zasilacz z dostępem do Internetu za pomocą Electric Imp. Pozwala to zdalnie sterować dowolnym urządzeniem zasilanym z sieci za pomocą smartfona lub przeglądarki internetowej. Oświetlenie mojego garażu „po wykonaniu budowy” jest słabe. Możesz użyć dostępnego światła do znajdowania dużych obiektów, takich jak twój samochód, ale zapomnij o tej śrubce, którą właśnie upuściłeś. Aby rozwiązać problem z oświetleniem, kupiłem dwie 4-stopowe, 4-rurowe świetlówki sklepowe, które powieszę nad moim miejscem pracy. Ponieważ wtyczka znajduje się w suficie na wysokości około 12 stóp, potrzebowałem sposobu na zdalne włączanie i wyłączanie światła. Znalazłem zdalnie sterowane gniazdko elektryczne Stanley w lokalnym sklepie i byłem ustawiony, a przynajmniej tak mi się wydawało. Pierwszy pilot Stanley uległ awarii pierwszego dnia. Jednostka zastępcza uległa awarii po kilku dniach. Trzecia jednostka zastępcza uległa awarii kilka miesięcy później. Nigdy nie zabrałem go z powrotem do sklepu - zainstalowałem sznurki do lamp sklepowych jako tymczasowe rozwiązanie częściowo zdalne. Potrzebowałem urządzenia WeMo lub podobnego. Idealne rozwiązanie dla moich potrzeb, jeśli może trochę przesadzić. Ale wtedy to mnie uderzyło. Najprawdopodobniej punktem awarii w urządzeniu Stanley jest obwód RF, który steruje przełączaniem prądu przemiennego. Gdybym wymienił ten obwód na Electric Imp, nie musiałbym bawić się projektem obwodu prądu przemiennego, który jest już zatwierdzony przez UL dla bezpieczeństwa i miałby ładnie wykonaną obudowę. Chwyciłem śrubokręt Philipsa i otworzyłem urządzenie Stanley. Wnętrze wydawało się IDEALNE do modernizacji Electric Imp (https://www.electricimp.com) przy minimalnym wysiłku… a przynajmniej tak mi się wydawało. Światła mojego sklepu skierowały się w chmurę internetową. Niestety, plan wymiany obwodu RF na Electric Imp uderzył w duży tor, ponieważ zasilacz prądu stałego na listwie zasilającej Stanleya nie może dostarczyć wystarczającego prądu do zasilania Electric Imp. Imp wymaga około 400 mA na transmisję Wi-Fi, więc hack okazał się bardziej inwazyjny, niż zamierzałem, wykorzystując Imp, ładowarkę do telefonu komórkowego i tablicę przekaźnikową, wbity w obudowę Stanleya. Ponieważ sezon świąteczny jest tuż za rogiem, to pozwoli Ci sterować wyświetlaczem świetlnym z dowolnego miejsca, w którym jesteś Ty i Twój smartfon, nawet jeśli jest to tylko z kanapy, aby uniknąć nocnej wycieczki na zaśnieżone podwórko…. po prostu pamiętaj o wodoodporności, jeśli to zrobisz, aby przypadkowo nie stworzyć zagrożenia elektrycznego. Urządzenie Stanley, którego użyłem, jest nadal dostępne na różnych stronach internetowych, więc jeśli chcesz podstawowe urządzenie podobne do WeMo'ish, z pełnym dostępem do kodu źródłowego i elektroniki, którą możesz zhakować do perfekcji, ten Instructable Cię tam zabierze.

Krok 1: Jak to działa

Podstawą działania systemu jest Electric Imp. Gdy przycisk w aplikacji internetowej jest aktywowany, żądanie HTTP AJAX jest wysyłane do adresu URL określonego dla Twojego Imp. To żądanie jest wysyłane do agenta Imp w chmurze Electric Imp, która jest konkretnie powiązana z twoim Electric Imp. Kod agenta to miniserwer sieciowy, który analizuje żądanie i, jeśli jest prawidłowy, przekazuje je do oprogramowania układowego Imp za pośrednictwem chmury. Ta zakulisowa komunikacja między agentem opartym na serwerze a oprogramowaniem sprzętowym została opracowana przez utalentowanych ludzi z Electric Imp. Oprogramowanie układowe Imp odbiera wiadomość od agenta działającego w chmurze i odpowiednio ustawia wyjście przekaźnikowe. Umożliwia to wyłączanie lub włączanie gniazd Stanley przez naciśnięcie przycisku na smartfonie lub przeglądarce internetowej przy minimalnym nakładzie pracy nad oprogramowaniem i oprogramowaniem układowym. Miły!

Krok 2: Rzeczy, których będziesz potrzebować

Istnieje wiele odmian zdalnie sterowanych przełączników zasilania AC. Są one bardzo popularne w grudniowym okresie świątecznym w USA. Najprawdopodobniej każdy z nich może zostać zhakowany w podobny sposób. To jest lista części i narzędzi dla używanej przeze mnie jednostki Stanley. Części

• Zdalne gniazdo zasilania Stanley. Urządzenie, którego użyłem, jest nadal dostępne za około 16 USD od 1000Bulbs.com Podoba mi się wygoda posiadania 3 gniazdek
• Elektryczny Imp
• Tablica nośna Electric Imp
• 2-kanałowa płytka przekaźnikowa SainSmart. Posiada wejścia optoizolatora. Kupiłem tę deskę do innego projektu. W tym czasie (sierpień 2013 r.) dostawa z Amazon Prime wynosiła mniej niż 5 USD. Obecna cena to 9 USD
• 1 x 4-pinowe złącze Molex. Kupiłem mój na Jameco.com
• 1x3 pinowe złącze Molex. Jameco.com
• 5 x Styki złącza do złączy Molex serii KK. Jameco.com
• Termistor - 10K https://www.sparkfun.com/products/250 (Opcjonalnie - muszę jeszcze napisać kod do tego)
• Ładowarka USB do iPhone'a do zasilania impa - Amazon ma najlepsze ceny
• Kabel USB, który zostanie uszkodzony w celu zasilania Imp. Jeśli otrzymasz taki z małą końcówką wtyczki (jak ten, który jest dostarczany z iPhonem, będziesz w stanie uniknąć kroku okaleczania złącza!)

Narzędzia i materiały

• Śrubokręt Philips do demontażu jednostki Stanley. Nie trzeba dodawać, że Twoja gwarancja jest nieważna, gdy tylko to zrobisz
• Lutownica i lut - Radioshack ma różnorodność
• 24 lub 26 lub 28 Przewód połączeniowy do podłączenia elektrycznych wejść/wyjść imp do przekaźnika. Radioshack ma dostępne różne kolory 24 gauge
• Ostry nóż uniwersalny
• Małe narzędzia elektryczne (przecinak do drutu, ściągacz izolacji itp.)
• Małe wiertła (1/16") i wiertło do wykonania rowka Imp w boku urządzenia Stanley. Alternatywnie narzędzie Dremel z odpowiednią końcówką tnącą.
• Pistolet do klejenia na gorąco i sztyfty kleju do montażu bijaka elektrycznego i przekaźnika w obudowie. Użyłem typu o wysokiej wytrzymałości..

Pamiętaj, że gdy tylko otworzysz przełącznik Stanley Remote AC Outlet, Twoja gwarancja wygasa. Upewnij się również, że pracujesz z odpowiednimi procedurami bezpieczeństwa dla głównych urządzeń zasilanych. Odłącz urządzenie Stanley przed przystąpieniem do pracy. Gdy jest odłączony, możesz bezpiecznie nad nim pracować bez obawy o przypadkowe porażenie siebie. Jeśli spróbujesz pracować na urządzeniu, gdy jest ono podłączone, napięcie pod napięciem (115VAC) wewnątrz urządzenia Stanley wystarczy, aby cię zabić. Nigdy nie pracuj przy wewnętrznych częściach urządzenia Stanley, gdy pokrywa jest zdjęta, a urządzenie jest podłączone. Bądź bezpieczny. W przypadku narzędzi należy stosować standardowe procedury bezpieczeństwa dla majsterkowiczów i zawsze nosić okulary ochronne.

Krok 3: Demontaż i modyfikacja

Jednostkę Stanley otwiera się poprzez odkręcenie 5 śrub z tyłu za pomocą małego śrubokręta Philips. Jedna ze śrub może być ukryta pod naklejką. Po wykręceniu wszystkich 5 śrub delikatnie rozsuń obie połówki. Wyjmij płytkę PCB pilota i wyrzuć ją. Nie użyjemy go ponownie. Tutaj zostanie zainstalowany Imp. W dolnej plastikowej obudowie znajdują się 2 duże plastikowe występy, do których była zamontowana oryginalna płyta RF. Te występy można odciąć za pomocą noży bocznych i wygładzić narzędziem dremel. Płytki obwodów Imp i przekaźnika zostaną przyklejone do podstawy. Usunięcie występów jest konieczne, aby płyta przekaźnika została zamontowana wystarczająco nisko, aby odsłonić górną pokrywę po ponownym złożeniu modułu Stanley. Wyjmij główną płytkę drukowaną z obudowy. Używając narzędzia Dremel z tarczą do cięcia, ostrożnie przetnij istniejący obwód, tak aby pozostawić tylko część prądu przemiennego płytki drukowanej, jak pokazano na zdjęciach. Przecięcie płytki drukowanej jest konieczne, aby zapewnić prześwit dla nowych przekaźników, które będą włączać i wyłączać gniazda. Chcesz opuścić główne tory AC, które obsługują gniazdka elektryczne. Aby zapewnić gniazdo na elektryczną kartę imp, należy wykonać gniazdo z boku obudowy. Początkowo zamierzałem użyć wbudowanego regulatora Stanleya do zasilania imp. Gdy okazało się, że moc jest niewystarczająca, musiałem przenieść szczelinę na przeciwną stronę dolnej obudowy. Aby wykonać szczelinę, wywierć kilka otworów o średnicy 1/16 cala mniej więcej w linii prostej, a następnie użyj małego pilnika, aby wyrównać szczelinę. Nie twórz szczeliny tam, gdzie pokazują te zdjęcia….. spójrz na końcowe zdjęcia w ostatnim kroku, aby zobaczyć, gdzie powinien iść automat!

Krok 4: Szczegóły elektryczne i montaż

Oryginalny przekaźnik w jednostce Stanley był wyposażony w przekaźnik 250VAC/10A, który do przełączania wymagał napięcia cewki 12V. Trudne do wysterowania z obwodu 5V, więc został zastąpiony modułem z podwójnym przekaźnikiem. Przed rozpoczęciem pracy upewnij się, że jednostka Stanley nie jest podłączona do zasilania. Użyta przeze mnie płytka przekaźnikowa ma dwa przekaźniki 10A, które przełączają się przy napięciu cewki 5V. Aby zapewnić obciążenie 15A zhakowanej jednostki, użyłem przekaźników równolegle, aby zapewnić obciążenie 20A. Zapewnia to przyzwoity współczynnik bezpieczeństwa dla zasilacza podłączonego do standardowego obwodu domowego 15A chronionego przez wyłącznik. Jeśli używasz przekaźnika o wyższym prądzie, możesz indywidualnie przełączać gniazda zasilania. Jeśli listwa zasilająca ma prąd znamionowy 15A, każde z gniazdek musi być bezpieczne do działania przy 15A. Poprzez równoległe okablowanie przekaźników określonych dla tej instrukcji można zapewnić, że każde pojedyncze gniazdo lub wszystkie 3 gniazda razem mogą bezpiecznie pobierać 15A. Większe obciążenie niż to i wyłącznik w twoim domowym panelu okablowania zadziała, aby chronić obwód. Elektronika zasilana jest przez ładowarkę USB iPhone'a. Miałem zapasowy, którego mogłem użyć. Są niedrogie i dostępne na Amazon i eBay. Taniej jest kupić ładowarkę z kablem USB niż kupować komponenty do budowy własnego zasilacza. Obudowa iPhone'a dobrze sprawdza się w ograniczonej przestrzeni wewnętrznej jednostki Stanley. Użyj końcówek widełkowych, aby podłączyć bezpośrednio do zacisków AC ładowarki. Użyj koszulki termokurczliwej, aby zakryć odsłonięte części zacisków AC, aby zapobiec przypadkowemu kontaktowi. Kabel USB, który znalazłem w pudełku z projektami, miał obszerne, formowane złącze. Za pomocą ostrego noża usunięto plastikowe listwy. Czerwone i czarne przewody kabla USB zostały zastąpione przewodem o rozmiarze 26, aby zapewnić większą wytrzymałość mechaniczną, a następnie złącze zostało dodatkowo zabezpieczone za pomocą termokurczliwego materiału, jak widać na zdjęciach. Pierwotnie zamierzałem przełączać przekaźniki niezależnie, abym mógł niezależnie sterować co najmniej 2 wyjściami. W ten sposób obwód został pierwotnie podłączony. Po zbadaniu obciążalności prądowej przekaźników zdecydowałem się na równoległe połączenie wyjść przekaźnikowych. Połączenie między Imp a płytą przekaźnikową ma dwa styki Imp kontrolujące każdy przekaźnik. W rzeczywistości wystarczy podłączyć jeden pin Imp do obu wejść przekaźnikowych. Oprogramowanie układowe przełącza oba piny razem, więc każdy sposób jest w porządku. AC Neutral i AC Ground są już podłączone do gniazdek elektrycznych. Pozostaw wszystko połączone tak, jak pochodzi z fabryki. Jedynym przewodem, który należy zmodyfikować, jest przewód pod napięciem AC (czarny przewód). Ten przewód musi być t'd lub rozgałęziony, aby mieć wejście pod napięciem do każdego przekaźnika, jak pokazano na schemacie. Zabezpiecz połączenie za pomocą koszulki termokurczliwej. Do tego rozgałęzienia użyłem małego kawałka drutu 16AWG. Przewód wielożyłowy 16AWG może zwykle przenosić prąd o natężeniu 22A, gdy jest używany do okablowania podwozia o krótkim zasięgu. Wyjścia przekaźnikowe są przylutowane do spodniej części PCB AC, jak pokazano na rysunku. Po wykonaniu wszystkich połączeń wciśnij wszystko do obudowy, jak pokazano, i przyklej na gorąco płytki przekaźnika i imp do podstawy obudowy.

Krok 5: Oprogramowanie układowe Imp, kod agenta i miganie

Aby chochlik mógł działać, musi połączyć się z siecią bezprzewodową. Electric Imp dostarcza narzędzie, które dokonuje konfiguracji optycznie. Proces nazywa się BlinkUp i jest szczegółowo opisany tutaj https://electricimp.com/docs/gettingstarted/1-blinkup/ Po zakończeniu BlinkUp Twój chochlik pojawi się na Twoim IDE w obszarze Nowe urządzenia. Jeśli nie używałeś wcześniej elektrycznego chochlika, proponuję najpierw wypróbować przykład Hello World na stronie Electric Imp, aby zapoznać się z chochlikiem. Istnieje również świetny przewodnik po chochliku po instruktażach napisany przez @beardedinventor: https://www.instructables.com/id/Getting-Started-with-Electric-Imp/ Oprogramowanie układowe chochlika jest dołączone do tego kroku jako ImpoweredImp.nut Kod agenta jest dołączony jako ImpoweredAgent.nutInterakcja z oprogramowaniem układowym i kodem agenta Agent ma specyficzny adres URL. Gdy wiadomość HTTP zostanie wysłana na ten adres URL, Twój kod agenta działający w Imp Cloud sprawdza ważność żądania, porównując przychodzący klucz API (dowolny klucz, który utworzysz - więcej bitów utrudnia odgadnięcie) z zapisanym kluczem API w pamięci Agenta (pomysł API Key z https://forums.electricimp.com/discussion/comment/8281#Comment_8281). Jeśli klucz jest zgodny, wiadomość jest sprawdzana w celu określenia, czy w pakiecie żądania HTTP jest przekazywane zdarzenie buttonPress lub żądanie stanu. Jeśli żądanie HTTP dotyczy statusu, kod Agenta zwraca status Wł./Wył. gniazd AC. Stan jest asynchronicznie aktualizowany przez oprogramowanie układowe Imp, gdy styki wyjściowe zmieniają stan. Jeśli zdarzenie buttonPress zostanie przekazane w żądaniu HTTP, zdarzenie to jest przekazywane do oprogramowania układowego Imp przez bezpieczny kanał komunikacji electric imp między Imp a agentem opartym na serwerze. Imp „odbiera” to zdarzenie za pośrednictwem funkcji agent.on(„buttonPressed”, function(value). Za każdym razem, gdy zdarzenie naciśnięcia przycisku zostanie odebrane przez Imp, stan wyjścia Pin1 i 7 jest przełączany, co powoduje włączenie lub Wyłączone w zależności od poprzedniego stanu Zmienna status jest odsyłana do agenta kanałem komunikacyjnym Agent-Imp i odbierana przez Agenta w funkcji device.on.

Krok 6: Kod HTML/Javascript iPhone'a

Aplikacja kliencka to aplikacja HTML/Javascript. Jako przycisk służy prosty obrazek. Po naciśnięciu obrazu przycisk jest animowany, aby pokazać pakiety Wi-Fi wychodzące z urządzenia. Komunikowanie się z Elektrycznym chochlikiem odbywa się poprzez wysłanie wiadomości na adres URL agenta, który jest specyficzny dla danego chochlika. W aplikacji HTML tworzymy obiekt XMLHttpRequest, a następnie wysyłamy zdarzenie naciśnięcia przycisku w sformatowanym pakiecie JSON do adresu URL agenta. xmlhttp.open("POST", "https://agent.electricimp.com/YourURL?timestamp=" + nowa Date().getTime(), true); xmlhttp.setRequestHeader("Typ-treści", "aplikacja/x-www-form-urlencoded"); xmlhttp.setRequestHeader("x-apikey", "Twój klucz API"); var impRequest = { "request": "buttonPressed", "button": button.id }; xmlhttp.send(JSON.stringify(impRequest)); Aby uzyskać status gniazdek, Agent jest pytany xmlhttp.open("POST", "https://agent.electricimp.com/YourURL?timestamp=" + new Date().getTime(), true); xmlhttp.setRequestHeader("x-apikey", "Twój klucz API"); xmlhttp.setRequestHeader("Typ-treści", "aplikacja/x-www-form-urlencoded"); var impRequest = { "request": "GetStatus" }; xmlhttp.send(JSON.stringify(impRequest)); Aby strona HTML była wyświetlana jako natywna aplikacja na iPhonie, musisz załadować ją z witryny internetowej, a następnie dodać do ekranu głównego. Proces jest opisany w mojej poprzedniej instrukcji tutaj: https://www.instructables.com/id/Electric-Imp-Garage-Door-Opener/step10/Configuring-IIS-Express-And-Loading-The-App-onto- y/ Pliki iPhone'a są dołączone do tego kroku

Krok 7: Działa

Po całym budynku, konfiguracji, a może nawet odrobinie przekleństw, powinieneś mieć urządzenie WeMo'ish, które możesz kontrolować za pomocą swojego iPhone'a / smartfona / przeglądarki internetowej z dowolnego miejsca. Istnieje wiele zastosowań gniazdka z dostępem do Internetu, które sprawiają, że Twój dom jest o wiele inteligentniejszy.

• Zdalne sterowanie urządzeniami domowymi, takimi jak lampy, sprzęt hi-fi, telewizor itp. Możesz ulepszyć oprogramowanie i zbudować wiele urządzeń, aby umożliwić sterowanie oświetleniem w domu, aby ludzie myśleli, że dom jest zajęty podczas Twojej nieobecności. Możesz włączać i wyłączać telewizor, aby dodać do iluzji. Możesz ulepszyć oprogramowanie układowe i oprogramowanie smartfona, aby zaprogramować każde urządzenie tak, aby działało według innego harmonogramu włączania/wyłączania, aby symulować losową naturę prawdziwych ludzi w twoim domu, aby dopełnić iluzję ze względów bezpieczeństwa, gdy jesteś poza domem.
• Możesz dodać pilota do trudno dostępnych punktów zasilania…. na przykład moje światła garażowe!
• Możesz sprawdzić status swoich punktów sprzedaży, aby odpowiedzieć na pytania, które zawsze pojawiają się po tym, jak jesteś już wiele mil w podróży z dala od domu, np. „Kochanie, czy odwróciłeś żelazko, gorący patyk do włosów, filtr do akwarium, filtr basenowy, „Light timer” on / off w zależności od charakteru każdego urządzenia.
• Dodaj czujnik ruchu, aby automatycznie włączać/wyłączać rzeczy po wykryciu ruchu.
• Dodaj termistor lub inne urządzenie do pomiaru temperatury, aby monitorować temperaturę w pomieszczeniu.
• Dowiedz się, jak połączyć się z IFTTT.com, aby na przykład wysłać e-mail, wiadomość na FB, tweet do swojego gniazdka, aby włączyć / wyłączyć
• Proszę o komentarz poniżej, a dodam Twoje pomysły do tej listy!

Jeśli je zbudujesz, dodaj do komentarzy i daj mi znać o wszelkich dodanych funkcjach lub alternatywnych urządzeniach do gniazdek, które zhakowałeś, aby osiągnąć ten sam cel. Ponadto, jeśli wymyślisz, jak to zrobić IFTTT, ja też lubię wiedzieć, jak to zrobić! Pozdrawiam!

Druga nagroda w hakowaniu sprzętu

II nagroda w Konkursie Mikrokontrolerów