HackerBox 0054: Smart Home: 8 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Salutări hackerilor HackerBox din întreaga lume! HackerBox 0054 explorează automatizarea casei prin comutatoare inteligente, senzori și multe altele. Configurați comutatoarele inteligente Sonoff WiFi. Modificați comutatoarele inteligente pentru a adăuga anteturi de programare și pentru a bloca firmwarele alternative. Configurați Home Assistant, MQTT și integrați hub-uri de casă inteligente precum Amazon Alexa sau Google Home. Asamblați noduri inteligente WiFi WiFi folosind module Wemos ESP8266. Configurați nodurile inteligente WiFi ca puncte de control al comutatorului, puncte ale senzorilor sau ambele. Explorați mai multe opțiuni de senzori pentru operațiuni inteligente la domiciliu. Experimentați cu oximetria pulsului și monitorizarea ritmului cardiac.

Acest ghid conține informații pentru a începe să utilizați HackerBox 0054, care poate fi achiziționat aici până la epuizarea stocurilor. Dacă doriți să primiți o HackerBox ca aceasta chiar în cutia poștală în fiecare lună, vă rugăm să vă abonați la HackerBoxes.com și să vă alăturați revoluției!

HackerBoxes este serviciul de cutie de abonament lunar pentru hackerii hardware și pasionații de electronică și tehnologie informatică. Alătură-te nouă și trăiește HACK LIFE.

Pasul 1: Lista de conținut pentru HackerBox 0054

• Două comutatoare inteligente WiFi Sonoff Basic
• Două module Wemos D1 Mini ESP8266
• Două scuturi cu releu Wemos D1
• Două scuturi prototip Wemos D1
• Două adaptoare de curent alternativ la 5V DC
• Modul USB Serial FTDI
• Modul de ritm cardiac cu oximetru de puls MAX30100
• MH-SR602 Modul senzor de mișcare PIR
• Modul senzor de apă
• Doi senzori digitali de temperatură DS18B20
• Două rezistențe de 4.7K
• Jumperi masculin-feminin DuPont 10cm
• Foaie exclusivă de blocare a spionelor pentru camera web de vinil
• Patch Iron-On exclusiv HackerBox HackLife

Câteva alte lucruri care vă vor fi de ajutor:

• Unul sau două prelungitoare CA cu două direcții
• Instrument de lipit, lipit și instrumente de lipit de bază
• Computer pentru rularea instrumentelor software

Cel mai important, veți avea nevoie de un sentiment de aventură, spirit hacker, răbdare și curiozitate. Construirea și experimentarea cu electronice, deși foarte plină de satisfacții, poate fi dificilă, provocatoare și chiar frustrantă uneori. Scopul este progresul, nu perfecțiunea. Când persistați și vă bucurați de aventură, din acest hobby se poate obține o mulțime de satisfacții. Faceți fiecare pas încet, țineți cont de detalii și nu vă fie teamă să cereți ajutor.

Ca întotdeauna, vă solicităm să revizuiți întrebările frecvente despre HackerBoxes. Acolo veți găsi o mulțime de informații pentru membrii actuali și potențiali. Aproape toate e-mailurile de asistență non-tehnică pe care le primim au primit deja răspunsuri în Întrebări frecvente, așa că apreciem cu adevărat dacă aveți o privire rapidă.

Pasul 2: automatizare la domiciliu cu comutatoare inteligente Sonoff

Comutatoarele inteligente de bază Sonoff sunt comutatoare de alimentare de la distanță care acceptă funcționalitatea Smart Home prin comutarea puterii pentru aproape orice dispozitiv electric în funcție de mesajele trimise prin WiFi. Comutatoarele inteligente de bază Sonoff cuprind un microcontroler WiFi ESP8266, un releu de alimentare pentru a porni și opri sarcina și un convertor mic de curent alternativ la curent continuu pentru a furniza microcontrolerul și releul de pe aceeași linie care este comutată.

ATENȚIE: Dispozitivele cu comutare inteligentă se conectează la rețeaua electrică de acasă. Puterea rețelei poate fi periculoasă. Ar trebui să înțelegeți implicațiile conectării dispozitivelor la rețeaua electrică. Nu lucrați niciodată pe un dispozitiv cât timp este conectat la sursa de alimentare. Nu încercați să reglați, să modificați sau să programați un dispozitiv în timp ce acesta este conectat la o sursă de alimentare de la rețea. Dacă vă lipsește experiența sau confortul pentru a lucra în siguranță la rețeaua de alimentare, vă rugăm să vă alăturați cineva cu expertiza adecvată pentru a vă ajuta. SIGURANȚA ÎNAINTE

Un bun punct de plecare este să puneți împreună un „prelungitor comutabil” așa cum se arată în desen. Rețineți că o linie de curent alternativ are un CONDUCTOR N (NEUTRU) care este de obicei ALB. De asemenea, are un L (LINE, LIVE, HOT) CONDUCTOR care este de obicei NEGRU. Poate exista și un CONDUCTOR G (TEREN) care este de obicei VERDE sau METAL BARE. N CONDUCTOR se conectează la lama cu mufă mai largă și la manta izolantă cu nervuri sau marcată. Rețineți-le în timp ce vă conectați la bornele cu șurub L și N ale comutatorului inteligent Sonoff.

Asigurați-vă că înșurubați capetele din carcasă din plastic ale comutatorului inteligent Sonoff, astfel încât dinții din interior să prindă învelișul izolator al conductoarelor de rețea. Acest lucru asigură o ameliorare a tensiunii care ajută la prevenirea desfacerii unui fir subțire care ar putea provoca daune sau răniri. În cazul în care cablul sau aparatul care se comută are un al treilea conductor de Pământ, asigurați-vă că pământul de pe ambele părți ale comutatorului inteligent Sonoff este conectat împreună (ocolind comutatorul).

Aplicația implicită care comunică și controlează Sonoff Smart Switches chiar din cutie este eWeLink.

Pasul 3: Hackează Sonoff

Există găuri de lipit pentru un antet pe placă în interiorul comutatorului inteligent Sonoff. Antetul include alimentare, masă, TX și RX. Acestea pot fi folosite pentru reprogramarea ESP8266. Butonul de pe comutatorul inteligent Sonoff se conectează la GPIO0, deci poate fi folosit pentru a porni ESP8266 în modul de programare.

Se recomandă utilizarea unui antet feminin pe placa Sonoff Smart Switch. Întrucât există tensiuni ridicate pe placă în timpul utilizării, nu dorim ca un știft masculin îndoit să scurtcircuite nimic.

Nu uitați să deconectați complet sursa de alimentare înainte de a deschide comutatorul inteligent Sonoff. Odată ce comutatorul a fost programat, sigilați-l complet înapoi în carcasă înainte de a reconecta rețeaua de înaltă tensiune

Video: Conectarea la antetul Sonoff

Există o serie de firmware-uri diferite care pot fi încărcate pe comutatoare inteligente bazate pe ESP8266 pentru plăcerea dvs. de hacking. Una dintre cele mai populare este Tasmota (vezi Despre Tasmota pe site-ul proiectului).

Video: Se încarcă Tasmota pe Sonoff

Video: Ghid complet pentru Tasmota

Pasul 4: Home Assistant și MQTT

Software-ul de automatizare la domiciliu facilitează controlul aparatelor obișnuite găsite într-o casă, birou sau, uneori, într-un cadru comercial, cum ar fi luminile, echipamentele HVAC, controlul accesului, sprinklerele și alte dispozitive. De obicei, prevede sarcini de programare, cum ar fi pornirea sprinklerelor la momentul potrivit și gestionarea evenimentelor, cum ar fi aprinderea luminilor atunci când este detectată mișcarea.

Două platforme comune de automatizare la domiciliu sunt Home Assistant și openHAB. Ambele sunt open source și sunt foarte complete. Ne vom uita mai mult la Home Assistant.

Video: Ghid pentru asistenți la domiciliu pentru începători

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) este un protocol de rețea ușor, publicat-abonat pentru transportul mesajelor între dispozitive.

Video: Înțelegerea MQTT în Home Assistant

Video: Conectarea dispozitivelor 8266 cu MQTT și Adafruit.io

Video: Home Assistant cu Alexa și Google Home

Pasul 5: Comutator inteligent DIY cu Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini este un popular modul ESP8266 cu suport WiFi integrat și interfață USB. Poate fi ușor programat prin Arduino IDE și alte platforme care acceptă ESP8266.

Un modul ESP8266, cum ar fi Wemos D1 Mini, poate fi conectat la un releu pentru a oferi aceeași funcționalitate ca și comutatorul inteligent Sonoff. O astfel de configurație oferă, de asemenea, pini GPIO suplimentari pentru serval. Acești pini IO pot sprijini conectarea senzorilor (intrărilor), a indicatorilor / actuatorilor (ieșirilor), a releelor suplimentare și a altor dispozitive.

În plus, releul poate fi utilizat pentru a comuta orice tip de semnal, nu doar tensiunea de alimentare. Comutarea altor semnale poate sprijini controlul sistemelor de aer condiționat, irigații / aspersoare, uși de garaj, încuietori de acces / poartă și iluminare de joasă tensiune, cum ar fi luminile de peisaj sau de piscină. Există multe exemple online de proiecte ca acestea.

Wemos D1 Mini poate fi alimentat de orice sursă adecvată de 5V, cum ar fi un încărcător de telefon „verucă de perete”, prin portul microUSB. Alternativ, un adaptor de curent alternativ la curent continuu (foarte asemănător celui integrat în comutatorul inteligent Sonoff) poate fi utilizat pentru alimentare. Cu toate acestea: Trebuie acordată o atenție deosebită atunci când conectați cu atenție alimentarea de la rețea la adaptorul de alimentare. De asemenea, trebuie să fie prevăzută o carcasă pentru a proteja și a izola adaptorul de alimentare înainte ca alimentarea să fie activată.

Proiect: Controlați un Mini Releu Wemos D1 prin WiFi

Video: Se încarcă Tasmota pe Wemos D1 Mini

Pasul 6: senzori utili pentru automatizarea casei

Senzor de mișcare

MH-SR602 este un senzor infraroșu pasiv (senzor PIR). PIR-urile măsoară lumina infraroșie (IR) care radiază de la obiectele din câmpul lor vizual. Acestea sunt cele mai des utilizate în detectoarele de mișcare bazate pe PIR. Senzorii PIR sunt utilizați în mod obișnuit în alarmele de securitate și în aplicațiile de iluminat automat. Toate obiectele cu o temperatură peste zero absolut emit energie termică sub formă de radiații. De obicei, această radiație nu este vizibilă pentru ochiul uman, deoarece radiază la lungimi de undă în infraroșu, dar poate fi detectată de dispozitive electronice, cum ar fi PIR.

Acest exemplu demonstrează modul de utilizare a unui modul senzor de mișcare PIR într-un proiect Arduino. Deoarece senzorul de mișcare MH-SR602 PIR funcționează în domeniul tensiunii de 3,3V-15V. Poate fi utilizat cu alimentare și semnalizare de 3,3V cu Wemos D1 Mini (ESP8266) sau cu un Arduino de 5V.

Senzor de apă

Acest proiect demonstrativ pentru senzorul de apă vorbește destul de mult de la sine. Modulul senzor funcționează fie cu 3.3V, fie cu 5V. Ieșirea poate fi detectată folosind orice pin de intrare analogic și funcția Arduino analogRead ().

Senzor de temperatura

DS18B20 este un senzor de temperatură care poate fi utilizat într-o varietate de aplicații. Senzorul comunică utilizând magistrala cu 1 fir (I2C) și necesită doar un rezistor de tragere de 4.7K pentru a funcționa. Acest exemplu de proiect demonstrează interfața DS18B20 cu Wemos D1 Mini.

Pasul 7: Oximetru de puls și monitor de ritm cardiac

Pulsoximetria este o metodă neinvazivă pentru monitorizarea saturației de oxigen a unui pacient. Deși citirea sa de saturație oxigen periferică (SpO2) nu este întotdeauna identică cu citirea mai dorită a saturației oxigenului arterial (SaO2) din analiza gazelor arteriale din sânge, cele două sunt corelate suficient de bine încât metoda sigură, convenabilă, neinvazivă, ieftină de oximetrie a pulsului este valoros pentru măsurarea saturației de oxigen în uz clinic.

MAX30100 (sau MAX30102) este un modul integrat de biosenzor pentru pulsimetrie și monitorizare a ritmului cardiac. Include LED-uri interne, fotodetectoare, elemente optice și electronice cu zgomot redus cu respingere a luminii ambientale. MAX30100 oferă o soluție completă de sistem pentru a ușura procesul de proiectare pentru dispozitive mobile și portabile.

Acest exemplu de proiect ilustrează interfața modulului MAX30100 cu Wemos D1 Mini.

ANUNȚ: Modulul MAX30100, ca și în cazul oricărei soluții DIY, este destinat numai experimentării educaționale și scopurilor demonstrative. Aceste unități demonstrative nu sunt absolut dispozitive medicale și nu ar trebui să fie invocate pentru diagnostic sau pentru orice alt scop clinic. Consultați întotdeauna medicul dumneavoastră autorizat pentru mai multe informații.

Pasul 8: Hack planeta

Sperăm că vă veți bucura de aventura HackerBox din această lună în electronică și tehnologie computerizată. Intindeți-vă și împărtășiți-vă succesul în comentariile de mai jos sau pe grupul Facebook HackerBox. De asemenea, amintiți-vă că puteți trimite e-mail la [email protected] oricând dacă aveți o întrebare sau aveți nevoie de ajutor.

Ce urmeaza? Alatura-te revolutiei. Trăiește HackLife. Obțineți o cutie grozavă de echipamente care se pot pirata livrate direct în cutia poștală în fiecare lună. Navigați la HackerBoxes.com și înscrieți-vă pentru abonamentul dvs. HackerBox lunar.