HackerBox 0054: Smart Home: 8 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Zdravím hackery HackerBox z celého světa! HackerBox 0054 zkoumá domácí automatizaci prostřednictvím inteligentních přepínačů, senzorů a dalších. Konfigurujte chytré přepínače Sonoff WiFi. Upravte inteligentní přepínače tak, aby přidávaly záhlaví programování a alternativní firmwaru flash. Nastavte Home Assistant, MQTT a integrujte inteligentní domácí centra, jako je Amazon Alexa nebo Google Home. Sestavte si inteligentní uzly DIY WiFi pomocí modulů Wemos ESP8266. Nakonfigurujte inteligentní uzly WiFi jako ovládací body přepínačů, body senzorů nebo obojí. Prozkoumejte více možností senzorů pro chytré domácí operace. Experimentujte s pulzní oxymetrií a monitorováním srdeční frekvence.

Tato příručka obsahuje informace pro začátek s HackerBox 0054, který lze zakoupit zde do vyprodání zásob. Pokud byste chtěli každý měsíc dostávat HackerBox přímo do své schránky, přihlaste se k odběru na HackerBoxes.com a připojte se k revoluci!

HackerBoxes je služba měsíčního předplatného pro hardwarové hackery a nadšence do elektroniky a výpočetní techniky. Připojte se k nám a žijte HACK LIFE.

Krok 1: Seznam obsahu pro HackerBox 0054

• Dva chytré přepínače Sonoff Basic WiFi
• Dva moduly Wemos D1 Mini ESP8266
• Dva mini reléové štíty Wemos D1
• Dva mini prototypové štíty Wemos D1
• Dva síťové adaptéry AC na 5 V DC
• Sériový modul USB FTDI
• Pulzní oxymetr MAX30100 Modul srdeční frekvence
• Modul snímače pohybu PIR MH-SR602
• Modul senzoru vody
• Dva digitální snímače teploty DS18B20
• Dva rezistory 4,7K
• Mužské a ženské propojky 10 cm DuPont
• Exkluzivní vinylová webová kamera Spy Blocker Sheet
• Exkluzivní nažehlovačka HackerBox HackLife

Některé další věci, které budou užitečné:

• Jeden nebo dva dvoukolíkové prodlužovací kabely střídavého proudu
• Páječka, pájka a základní pájecí nástroje
• Počítač pro spouštění softwarových nástrojů

A co je nejdůležitější, budete potřebovat smysl pro dobrodružství, hackerského ducha, trpělivost a zvědavost. Vytváření a experimentování s elektronikou, i když je velmi přínosné, může být občas ošidné, náročné a dokonce frustrující. Cílem je pokrok, ne dokonalost. Když vytrváte a užíváte si dobrodružství, lze z tohoto koníčku odvodit velké uspokojení. Udělejte každý krok pomalu, pamatujte na detaily a nebojte se požádat o pomoc.

Jako vždy vás žádáme, abyste si přečetli nejčastější dotazy k HackerBoxes. Najdete zde velké množství informací pro současné i budoucí členy. Téměř všechny e-maily netechnické podpory, které dostáváme, jsou již zodpovězeny ve FAQ, takže si velmi vážíme, pokud se rychle podíváte.

Krok 2: Domácí automatizace s inteligentními přepínači Sonoff

Sonoff Basic Smart Switches jsou dálkově ovládané vypínače, které podporují funkce Smart Home přepínáním napájení pro téměř každé elektrické zařízení podle zpráv odesílaných přes WiFi. Základní inteligentní přepínače Sonoff obsahují mikrokontrolér ESP8266 WiFi, výkonové relé pro zapnutí a vypnutí zátěže a malý měnič střídavého proudu na stejnosměrný proud pro napájení mikrokontroléru a relé ze stejného přepínaného vedení.

UPOZORNĚNÍ: Zařízení s inteligentním přepínačem se připojují k domácí elektrické síti. Síťové napájení může být nebezpečné. Měli byste pochopit důsledky připojení zařízení k elektrické síti. Nikdy nepracujte na zařízení, které je připojeno k elektrické síti. Nepokoušejte se upravovat, upravovat nebo programovat zařízení, pokud je připojeno k elektrické síti. Pokud vám chybí zkušenosti nebo pohodlí pro bezpečnou práci se síťovým napájením, požádejte o pomoc někoho s patřičnými odbornými znalostmi. BEZPEČNOST PŘEDEVŠÍM

Dobrým výchozím bodem je sestavení „přepínatelné prodlužovací šňůry“, jak je znázorněno na obrázku. Pamatujte, že síťové napájecí vedení má N (NEUTRÁLNÍ) VODIČ, který je obvykle BÍLÝ. Má také L (LINE, LIVE, HOT) CONDUCTOR, který je obvykle ČERNÝ. Může také existovat G (POZEMNÍ) VODIČ, který je obvykle ZELENÝ nebo OBROVSKÝ KOV. N CONDUCTOR se připojuje k širšímu čepu zástrčky a žebrovanému nebo označenému izolačnímu plášti. Při připojování k šroubovým svorkám L a N Sonoff Smart Switch na to pamatujte.

Ujistěte se, že jste přišroubovali konce plastového pouzdra Sonoff Smart Switch tak, aby se zuby uvnitř držely na izolačním plášti síťových vodičů. To poskytuje odlehčení tahu, které pomáhá zabránit uvolnění živého drátu, který by pak mohl způsobit poškození nebo zranění. Pokud má přepínaný kabel nebo zařízení třetí zemnící vodič, ujistěte se, že uzemnění na obou stranách Sonoff Smart Switch je spojeno dohromady (obejití spínače).

Výchozí aplikace, která komunikuje se Sonoff Smart Switches a ovládá ji hned po vybalení, je eWeLink.

Krok 3: Hackněte Sonoffa

Na desce uvnitř inteligentního přepínače Sonoff jsou pájecí otvory pro záhlaví. Záhlaví obsahuje výkon, zem, TX a RX. Lze je použít k přeprogramování ESP8266. Tlačítko na inteligentním přepínači Sonoff se připojuje k GPIO0, takže jej lze použít k zavedení ESP8266 do programovacího režimu.

Na desce Sonoff Smart Switch se doporučuje použít samičí záhlaví. Vzhledem k tomu, že na desce je při používání vysoké napětí, nechceme, aby ohnutý kolíkový kolíkový konektor něco zkratoval.

Před otevřením inteligentního spínače Sonoff nezapomeňte úplně odpojit síťové napájení. Jakmile byl spínač naprogramován, před opětovným připojením síťového napájení vysokého napětí jej zcela uzavřete zpět do jeho pouzdra

Video: Připojení k hlavičce Sonoff

Existuje řada různých firmwarů, které lze načíst do inteligentních přepínačů na bázi ESP8266 pro vaše potěšení z hackování. Jednou z nejpopulárnějších je Tasmota (viz O Tasmotě na webu projektu).

Video: Načítání Tasmoty do Sonoffa

Video: Kompletní průvodce Tasmotou

Krok 4: Home Assistant a MQTT

Software pro domácí automatizaci usnadňuje ovládání běžných spotřebičů nacházejících se v domácnosti, kanceláři nebo někdy v komerčním prostředí, jako jsou světla, zařízení HVAC, řízení přístupu, postřikovače a další zařízení. Obvykle poskytuje úkoly plánování, jako je zapnutí postřikovačů ve vhodnou dobu a zpracování událostí, jako je zapnutí světel při detekci pohybu.

Dvě běžné platformy pro domácí automatizaci jsou Home Assistant a openHAB. Oba jsou open source a velmi plnohodnotné. Podíváme se více na Home Assistant.

Video: Průvodce Home Assistant pro začátečníky

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) je lehký síťový protokol pro publikování a předplatné pro přenos zpráv mezi zařízeními.

Video: Porozumění MQTT v Home Assistant

Video: Propojení 8266 zařízení s MQTT a Adafruit.io

Video: Home Assistant with Alexa and Google Home

Krok 5: Inteligentní přepínač DIY s Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini je populární modul ESP8266 s integrovanou podporou WiFi a rozhraním USB. Lze to snadno naprogramovat pomocí Arduino IDE a dalších platforem podporujících ESP8266.

Modul ESP8266, jako je Wemos D1 Mini, lze připojit k relé, aby poskytovalo stejné funkce jako inteligentní spínač Sonoff. Taková konfigurace také poskytuje další přídavné piny GPIO. Tyto IO piny mohou podporovat připojení senzorů (vstupů), indikátorů/akčních členů (výstupů), přídavných relé a různých dalších zařízení.

Kromě toho lze relé použít k přepínání jakéhokoli typu signálu, nejen napájecího síťového napětí. Přepínání dalších signálů může podporovat ovládání klimatizačních systémů, zavlažování/postřikovačů, garážových vrat, přístupových/branních zámků a osvětlení s nízkým napětím, jako je osvětlení krajiny nebo bazénu. Na internetu existuje mnoho příkladů podobných projektů.

Wemos D1 Mini může být napájen jakýmkoli adekvátním 5V napájením, jako je například „nabíječka na telefon“na zeď, přes port microUSB. Alternativně lze k napájení použít malý napájecí adaptér AC / DC (velmi podobný adaptéru zabudovanému v inteligentním přepínači Sonoff). Nicméně: Při pečlivém připojení síťového napájení k napájecímu adaptéru je třeba postupovat velmi opatrně. Rovněž musí být k dispozici kryt pro ochranu a izolaci napájecího adaptéru před aktivací síťového napájení.

Projekt: Ovládejte mini relé Wemos D1 přes WiFi

Video: Načítání Tasmoty na Wemos D1 Mini

Krok 6: Senzory užitečné pro domácí automatizaci

Pohybový senzor

MH-SR602 je pasivní infračervený senzor (PIR senzor). PIR měří infračervené (IR) světlo vyzařující z předmětů v jejich zorném poli. Nejčastěji se používají v detektorech pohybu na bázi PIR. Senzory PIR se běžně používají v bezpečnostních alarmech a aplikacích automatického osvětlení. Všechny objekty s teplotou nad absolutní nulou vyzařují tepelnou energii ve formě záření. Toto záření obvykle není lidským okem viditelné, protože vyzařuje na infračervených vlnových délkách, ale může být detekováno elektronickými zařízeními, jako jsou PIR.

Tento příklad ukazuje, jak použít modul snímače pohybu PIR v projektu Arduino. Protože pohybový senzor MH-SR602 PIR pracuje v rozsahu napětí 3,3V-15V. Lze jej použít s napájením a signalizací 3,3 V s Wemos D1 Mini (ESP8266) nebo s 5V Arduino.

Vodní senzor

Tento demo projekt pro snímač vody do značné míry mluví sám za sebe. Senzorový modul pracuje buď s 3.3V nebo 5V. Výstup lze snímat pomocí libovolného analogového vstupního pinu a funkce Arduino analogRead ().

Senzor teploty

DS18B20 je teplotní senzor, který lze použít v různých aplikacích. Senzor komunikuje pomocí 1vodičové (I2C) sběrnice a ke svému provozu vyžaduje pouze jeden 4,7K zatahovací odpor. Tento ukázkový projekt ukazuje propojení DS18B20 s Wemos D1 Mini.

Krok 7: Pulzní oxymetr a monitor srdečního tepu

Pulzní oxymetrie je neinvazivní metoda sledování saturace pacienta kyslíkem. Ačkoli jeho čtení periferní saturace kyslíkem (SpO2) není vždy totožné s žádanějším odečtem arteriální saturace kyslíkem (SaO2) z analýzy arteriálního krevního plynu, tyto dva jsou korelovány natolik dobře, že bezpečná, pohodlná, neinvazivní, levná metoda pulzní oxymetrie je cenný pro měření nasycení kyslíkem při klinickém použití.

MAX30100 (nebo MAX30102) je integrovaný modul biosenzoru pulzní oxymetrie a monitoru srdečního tepu. Obsahuje interní LED, fotodetektory, optické prvky a nízkošumovou elektroniku s potlačením okolního světla. MAX30100 poskytuje kompletní systémové řešení, které usnadňuje proces návrhu pro mobilní a nositelná zařízení.

Tento příklad ukazuje propojení modulu MAX30100 s Wemos D1 Mini.

UPOZORNĚNÍ: Modul MAX30100, stejně jako jakékoli jiné kutilské řešení, je určen pouze pro účely vzdělávacích experimentů a demonstrací. Tyto předváděcí jednotky nejsou absolutně zdravotnickými prostředky a nemělo by se na ně spoléhat při diagnostice nebo jiném klinickém účelu. Další informace vždy konzultujte se svým licencovaným lékařem.

Krok 8: Hackujte planetu

Doufáme, že si tento měsíc užijete dobrodružství HackerBox v oblasti elektroniky a výpočetní techniky. Oslovte a podělte se o svůj úspěch v níže uvedených komentářích nebo na facebookové skupině HackerBox. Pamatujte také, že pokud máte dotaz nebo potřebujete pomoc, můžete kdykoli poslat e -mail na adresu [email protected].

Co bude dál? Připojte se k revoluci. Žijte HackLife. Nechte si každý měsíc doručit skvělou krabici hackerského vybavení přímo do vaší poštovní schránky. Procházejte stránky HackerBoxes.com a zaregistrujte se k odběru měsíčního předplatného HackerBox.