HackerBox 0054: Pametni dom: 8 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Lep pozdrav hekerjem HackerBox po vsem svetu! HackerBox 0054 raziskuje avtomatizacijo doma prek pametnih stikal, senzorjev in drugega. Konfigurirajte pametna stikala Sonoff WiFi. Spremenite pametna stikala, da dodate programske glave in nadomestna vdelana programska oprema. Nastavite Home Assistant, MQTT in vključite vozlišča pametnega doma, kot sta Amazon Alexa ali Google Home. Sestavite pametna vozlišča WiFi DIY z moduli Wemos ESP8266. Pametna vozlišča WiFi konfigurirajte kot stikalne, senzorske ali oboje. Raziščite več možnosti senzorjev za delovanje pametnega doma. Poskusite s pulzno oksimetrijo in spremljanjem srčnega utripa.

Ta priročnik vsebuje informacije za začetek uporabe HackerBox 0054, ki ga lahko kupite tukaj, ko so zaloge na voljo. Če želite vsak mesec v svoj nabiralnik prejemati takšen HackerBox, se naročite na HackerBoxes.com in se pridružite revoluciji!

HackerBoxes je mesečna naročnina za hekerje strojne opreme in navdušence nad elektroniko in računalniško tehnologijo. Pridružite se nam in zaživite HACK LIFE.

Korak: Seznam vsebine za HackerBox 0054

• Dva pametna stikala Sonoff Basic WiFi
• Dva modula Wemos D1 Mini ESP8266
• Dva mini relejna ščita Wemos D1
• Dva prototipna ščita Wemos D1 Mini
• Dva napajalnika za izmenični tok do 5V DC
• Serijski USB modul FTDI
• Modul srčnega utripa pulznega oksimetra MAX30100
• Modul senzorja gibanja MH-SR602 PIR
• Modul senzorja vode
• Dva digitalna temperaturna senzorja DS18B20
• Dva 4.7K upora
• Moški-ženski DuPont 10-kratni skakači
• Ekskluzivni list za blokiranje vohunskih spletnih kamer
• Ekskluzivni obliž HackerBox HackLife Iron-On

Nekaj drugih stvari, ki vam bodo v pomoč:

• En ali dva dvopolna AC podaljška
• Spajkalnik, spajkalnik in osnovna orodja za spajkanje
• Računalnik za izvajanje programskih orodij

Najpomembneje je, da boste potrebovali občutek pustolovščine, hekerskega duha, potrpežljivost in radovednost. Gradnja in eksperimentiranje z elektroniko, čeprav zelo koristno, sta včasih lahko težavna, zahtevna in celo frustrirajoča. Cilj je napredek in ne popolnost. Ko vztrajate in uživate v pustolovščini, lahko ta hobi prinese veliko zadovoljstvo. Vsak korak naredite počasi, upoštevajte podrobnosti in ne bojte se prositi za pomoč.

Kot vedno prosimo, da pregledate pogosta vprašanja o HackerBoxih. Tam boste našli veliko informacij za sedanje in bodoče člane. Skoraj vsa e-poštna sporočila o netehnični podpori, ki jih prejmemo, so že odgovorjena v pogostih vprašanjih, zato vam bomo zelo hvaležni, če boste na hitro pogledali.

Korak: Domača avtomatizacija s pametnimi stikali Sonoff

Pametna stikala Sonoff Basic so stikala za vklop na daljinsko upravljanje, ki podpirajo funkcijo Smart Home s preklopom napajanja za skoraj vse električne naprave glede na sporočila, poslana prek WiFi. Pametna stikala Sonoff Basic vsebujejo mikrokontroler WiFi ESP8266, napajalni rele za vklop in izklop obremenitve ter majhen pretvornik izmeničnega / enosmernega napajanja za napajanje mikrokrmilnika in releja iz iste linije, ki se preklaplja.

POZOR: Naprave s pametnim stikalom se priključijo na električno omrežje doma. Omrežje je lahko nevarno. Razumeti morate posledice priključitve naprav na električno omrežje. Nikoli ne delajte na napravi, ko je priključena na električno omrežje. Naprave ne poskušajte prilagajati, spreminjati ali programirati, ko je priključena na električno omrežje. Če nimate izkušenj ali udobja za varno delo z električnim omrežjem, naj vam pomaga nekdo z ustreznim znanjem. VARNOST NA PRVEM MESTU

Dobro izhodišče je sestaviti "preklopni podaljšek", kot je prikazano na risbi. Upoštevajte, da ima omrežni napajalnik N (nevtralni) vodnik, ki je običajno bel. Ima tudi L (LINIJSKI, ŽIVI, VROČI) PROVODNIK, ki je običajno ČRAN. Morda obstaja tudi G (OZEMLJENI) PREVODNIK, ki je ponavadi ZELEN ali ČISTA KOVINA. N CONDUCTOR se poveže s širšim rezilom vtiča in rebrastim ali označenim izolacijskim plaščem. To upoštevajte pri priključitvi na vijačne sponke L in N na pametnem stikalu Sonoff.

Ne pozabite priviti koncev plastičnega ohišja pametnega stikala Sonoff, da se zobje v notranjosti oprimejo izolacijskega plašča omrežnih vodnikov. To zagotavlja razbremenitev napetosti, ki preprečuje, da bi napeljavo pod napetostjo odtrgali, kar bi lahko povzročilo poškodbe ali poškodbe. Če ima kabel ali naprava, ki se preklopi, tretji ozemljitveni vodnik, se prepričajte, da sta ozemljitev na obeh straneh pametnega stikala Sonoff povezana skupaj (mimo stikala).

Privzeta aplikacija, ki komunicira s Sonoff Smart Switches in jih nadzoruje, je eWeLink.

3. korak: Vdrete v Sonoff

Na plošči znotraj pametnega stikala Sonoff so luknje za spajkanje glave. Glava vključuje napajanje, ozemljitev, TX in RX. Te lahko uporabite za reprogramiranje ESP8266. Gumb na pametnem stikalu Sonoff se poveže z GPIO0, zato ga lahko uporabite za zagon ESP8266 v način programiranja.

Na plošči Sonoff Smart Switch je priporočljivo uporabiti žensko glavo. Ker so med uporabo na plošči visoke napetosti, ne želimo, da bi upognjeni moški zatič glave karkoli skrajšal.

Ne pozabite popolnoma odklopiti električnega napajanja, preden odprete pametno stikalo Sonoff. Ko je stikalo programirano, ga pred ponovnim priklopom na visokonapetostno omrežje popolnoma zaprite nazaj v ohišje

Video: Povezovanje z glavo Sonoff

Obstaja veliko različnih vdelanih programov, ki jih lahko naložite na pametna stikala na osnovi ESP8266 za vaš hekerski užitek. Eden najbolj priljubljenih je Tasmota (glej O Tasmoti na spletnem mestu projekta).

Video: Nalaganje Tasmote v Sonoff

Video: Popoln vodnik po Tasmoti

4. korak: Domači pomočnik in MQTT

Programska oprema za domačo avtomatizacijo omogoča nadzor nad običajnimi napravami, ki jih najdemo doma, v pisarni ali včasih v komercialnem okolju, kot so luči, oprema za klimatizacijo, klimatsko napravo, nadzor dostopa, brizgalne in druge naprave. Običajno predvideva naloge razporejanja, na primer vklop brizgalk ob ustreznem času in upravljanje dogodkov, kot je vklop luči, ko zazna gibanje.

Dve običajni platformi za domačo avtomatizacijo sta Home Assistant in openHAB. Oba sta odprtokodna in zelo opremljena. Bolj se bomo osredotočili na pomočnika na domu.

Video: Vodnik za začetnike domačega pomočnika

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) je lahek omrežni protokol za objavo in naročanje za prenos sporočil med napravami.

Video: Razumevanje MQTT v Home Assistantu

Video: Povezovanje 8266 naprav z MQTT in Adafruit.io

Video: Domači pomočnik z Alexa in Google Home

5. korak: Pametno stikalo DIY z Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini je priljubljen modul ESP8266 z vgrajeno podporo WiFi in vmesnikom USB. Lahko ga enostavno programirate prek Arduino IDE in drugih platform, ki podpirajo ESP8266.

Modul ESP8266, kot je Wemos D1 Mini, lahko priključite na rele, da zagotovite enako funkcionalnost kot Sonoff Smart Switch. Takšna konfiguracija zagotavlja tudi servalne dodatne zatiče GPIO. Ti IO zatiči lahko podpirajo povezavo senzorjev (vhodi), indikatorjev/aktuatorjev (izhodi), dodatnih relejev in različnih drugih naprav.

Poleg tega se rele lahko uporablja za preklapljanje katere koli vrste signala, ne samo za napajanje omrežne napetosti. Preklapljanje drugih signalov lahko podpira krmiljenje klimatskih sistemov, namakanja/škropilnikov, garažnih vrat, ključavnic za dostop/vrata in nizkonapetostne razsvetljave, kot so krajinske ali bazenske luči. Na spletu je veliko primerov takšnih projektov.

Wemos D1 Mini se lahko napaja s katerim koli ustreznim 5V napajanjem, na primer polnilnikom za telefon "zidne bradavice", prek vrat microUSB. Druga možnost je, da za napajanje uporabite majhen napajalnik AC / DC (zelo podoben tistemu, ki je vgrajen v Sonoff Smart Switch). Vendar: Pri previdnem priklopu napajalnika na napajalnik morate biti zelo previdni. Pred vklopom omrežnega napajanja je treba zagotoviti tudi ohišje za zaščito in izolacijo napajalnika.

Projekt: Nadzirajte mini rele Wemos D1 prek WiFi

Video: Nalaganje Tasmote na Wemos D1 Mini

6. korak: Senzorji, uporabni za avtomatizacijo doma

Senzor gibanja

MH-SR602 je pasivni infrardeči senzor (PIR senzor). PIR merijo infrardečo (IR) svetlobo, ki seva od predmetov v njihovem vidnem polju. Najpogosteje se uporabljajo v detektorjih gibanja na osnovi PIR. Senzorji PIR se običajno uporabljajo v varnostnih alarmih in aplikacijah za samodejno razsvetljavo. Vsi predmeti s temperaturo nad absolutno ničlo oddajajo toplotno energijo v obliki sevanja. Običajno to sevanje ni vidno človeškemu očesu, ker seva pri infrardečih valovnih dolžinah, lahko pa ga zaznajo elektronske naprave, kot so PIR.

Ta primer prikazuje, kako uporabiti modul senzorja gibanja PIR v projektu Arduino. Ker senzor gibanja MH-SR602 PIR deluje v napetostnem območju 3,3 V-15 V. Uporablja se lahko z napajanjem in signalizacijo 3.3V z Wemos D1 Mini (ESP8266) ali s 5V Arduinom.

Senzor vode

Ta demo projekt za senzor vode precej govori sam zase. Senzorski modul deluje na 3.3V ali 5V. Izhod je mogoče zaznati s katerim koli vhodom za analogni vhod in funkcijo Arduino analogRead ().

Temperaturni senzor

DS18B20 je temperaturni senzor, ki se lahko uporablja v različnih aplikacijah. Tipalo komunicira z vodilom z 1 žico (I2C) in za delovanje potrebuje le en 4,7K vlečni upor. Ta primer projekta prikazuje povezavo DS18B20 z Wemos D1 Mini.

7. korak: Pulzni oksimeter in merilnik srčnega utripa

Pulzna oksimetrija je neinvazivna metoda za spremljanje bolnikove nasičenosti s kisikom. Čeprav odčitavanje periferne nasičenosti s kisikom (SpO2) ni vedno enako želenemu odčitku nasičenosti arterijskega kisika (SaO2) iz analize plinov v arterijski krvi, sta oba dovolj dobro povezana, da je varna, priročna, neinvazivna in poceni metoda pulzne oksimetrije je dragocen za merjenje nasičenosti s kisikom v klinični uporabi.

MAX30100 (ali MAX30102) je integriran modul za merjenje srčnega utripa in pulzno oksimetrijo. Vključuje notranje LED diode, fotodetektorje, optične elemente in elektroniko z nizkim šumom z zavračanjem zunanje svetlobe. MAX30100 ponuja popolno sistemsko rešitev za olajšanje procesa načrtovanja mobilnih in nosljivih naprav.

Ta primer projekta prikazuje povezovanje modula MAX30100 z Wemos D1 Mini.

OBVESTILO: Modul MAX30100 je, tako kot vsaka druga rešitev DIY, namenjen samo izobraževalnim eksperimentiranjem in predstavitvam. Te predstavitvene enote absolutno niso medicinski pripomočki in se nanje ne smemo zanesti pri diagnozi ali kakšnem drugem kliničnem namenu. Za več informacij se vedno posvetujte s svojim zdravnikom.

8. korak: Hack the Planet

Upamo, da boste v tem mesecu uživali v HackerBoxovi pustolovščini na področju elektronike in računalniške tehnologije. Obrnite se in delite svoj uspeh v spodnjih komentarjih ali v Facebook skupini HackerBox. Ne pozabite tudi, da lahko kadar koli pošljete e -pošto na [email protected], če imate vprašanje ali potrebujete pomoč.

Kaj je naslednje? Pridružite se revoluciji. Živi HackLife. Vsak mesec dobite kul škatlo opreme, ki jo je mogoče vdreti, in jo dostavite neposredno v nabiralnik. Pojdite na HackerBoxes.com in se prijavite za mesečno naročnino na HackerBox.