HackerBox 0054: Умен дом: 8 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Поздрави на HackerBox хакери по целия свят! HackerBox 0054 изследва домашната автоматизация чрез интелигентни ключове, сензори и др. Конфигурирайте Sonoff WiFi интелигентни превключватели. Променете интелигентните превключватели, за да добавите програмни заглавки и алтернативни фърмуери на флаш. Настройте Home Assistant, MQTT и интегрирайте хъбовете за интелигентен дом като Amazon Alexa или Google Home. Съберете DIY WiFi интелигентни възли, използвайки модули Wemos ESP8266. Конфигурирайте WiFi интелигентни възли като контролни точки за превключване, сензорни точки или и двете. Разгледайте множество опции за сензори за интелигентни домашни операции. Експериментирайте с пулсова оксиметрия и мониторинг на сърдечната честота.

Това ръководство съдържа информация за започване на работа с HackerBox 0054, която може да бъде закупена тук до изчерпване на количествата. Ако искате да получавате такъв HackerBox точно във вашата пощенска кутия всеки месец, моля, абонирайте се на HackerBoxes.com и се присъединете към революцията!

HackerBoxes е услугата за месечни абонаментни кутии за хардуерни хакери и ентусиасти на електрониката и компютърните технологии. Присъединете се към нас и изживейте HACK LIFE.

Стъпка 1: Списък на съдържанието за HackerBox 0054

• Два Sonoff Basic WiFi интелигентни превключвателя
• Два модула Wemos D1 Mini ESP8266
• Два мини релейни щита Wemos D1
• Два щита Wemos D1 Mini Prototype
• Два мрежови адаптера за променлив ток до 5V DC
• FTDI сериен USB модул
• MAX30100 Модул за пулсов оксиметър за сърдечен ритъм
• MH-SR602 PIR сензор за движение модул
• Модул за сензор за вода
• Два цифрови температурни сензора DS18B20
• Два 4.7K резистора
• Мъжки и женски джъмпери DuPont 10 см
• Изключителен лист за блокиране на шпионска винилова уеб камера
• Ексклузивен пластир HackerBox HackLife Iron-On

Някои други неща, които ще бъдат полезни:

• Един или два двужилни AC удължителни кабела
• Поялник, спойка и основни инструменти за запояване
• Компютър за стартиране на софтуерни инструменти

Най -важното е, че ще имате нужда от приключение, хакерски дух, търпение и любопитство. Изграждането и експериментирането с електроника, макар и много възнаграждаващо, може да бъде сложно, предизвикателно и дори разочароващо понякога. Целта е напредък, а не съвършенство. Когато упорствате и се наслаждавате на приключението, от това хоби може да се получи голямо удовлетворение. Направете всяка стъпка бавно, обърнете внимание на детайлите и не се страхувайте да помолите за помощ.

Както винаги, искаме да прегледате често задаваните въпроси за HackerBoxes. Там ще намерите богата информация за настоящи и бъдещи членове. Почти всички имейли за нетехническа поддръжка, които получаваме, вече са отговорени в често задаваните въпроси, така че наистина оценяваме, ако имате бърз поглед.

Стъпка 2: Домашна автоматизация с интелигентни превключватели Sonoff

Основните интелигентни превключватели Sonoff са ключове за захранване с дистанционно управление, които поддържат функционалността на Smart Home чрез превключване на захранването за почти всяко електрическо устройство според съобщенията, изпратени по WiFi. Основните интелигентни превключватели Sonoff включват WiFi микроконтролер ESP8266, реле за захранване за включване и изключване на товара и малък преобразувател на променлив ток в постоянен ток за захранване на микроконтролера и релето от същата линия, която се превключва.

ВНИМАНИЕ: Устройствата за интелигентно превключване се свързват към домашното ви захранване. Захранването от мрежата може да бъде опасно. Трябва да разберете последиците от свързването на устройства към електрическата мрежа. Никога не работете с устройство, докато то е свързано към захранващия източник. Не се опитвайте да регулирате, променяте или програмирате устройство, докато то е свързано към захранващ източник. Ако ви липсва опит или комфорт за безопасна работа с електрическа мрежа, моля, помолете някой с подходящ опит да ви помогне. БЕЗОПАСНОСТТА НА ПЪРВО МЯСТО

Добра отправна точка е да сглобите "превключващ се удължителен кабел", както е показано на чертежа. Обърнете внимание, че захранващият кабел за променлив ток има N (НЕУТРАЛЕН) ПРОВОДНИК, който обикновено е бял. Той също така има L (LINE, LIVE, HOT) ПРОВОДНИК, който обикновено е ЧЕРЕН. Възможно е също така да има G (заземен) проводник, който обикновено е ЗЕЛЕН или СЪСТОЯН МЕТАЛ. N CONDUCTOR се свързва с по -широкия нож на щепсела и оребрената или маркирана изолационна обвивка. Имайте това предвид, докато свързвате към винтовите клеми L и N на Sonoff Smart Switch.

Не забравяйте да завиете пластмасовите краища на корпуса на Sonoff Smart Switch, така че зъбите вътре да се прилепват към изолационната обвивка на захранващите проводници. Това осигурява облекчение на напрежението, което предотвратява разхлабването на жица, която може да причини повреда или нараняване. Ако кабелът или уредът, който се включва, имат трети заземен проводник, уверете се, че земята от двете страни на Sonoff Smart Switch е свързана заедно (заобикаляйки превключвателя).

Приложението по подразбиране, което комуникира и контролира, Sonoff Smart Switches веднага след кутията е eWeLink.

Стъпка 3: Хакнете Sonoff

Върху интелигентния превключвател Sonoff има дупки за запояване за заглавка. Заглавката включва захранване, заземяване, TX и RX. Те могат да се използват за препрограмиране на ESP8266. Бутонът на Sonoff Smart Switch се свързва с GPIO0, така че може да се използва за зареждане на ESP8266 в режим на програмиране.

Препоръчва се да се използва женска заглавка на платката на Sonoff Smart Switch. Тъй като има високи напрежения на платката, докато се използва, ние не искаме огънат мъжки щифт на заглавката да късо свърши нещо.

Не забравяйте да изключите напълно захранването, преди да отворите интелигентния превключвател Sonoff. След като превключвателят е програмиран, затворете го напълно обратно в корпуса му, преди да свържете отново захранването с високо напрежение

Видео: Свързване към Sonoff Header

Има няколко различни фърмуера, които могат да се заредят в ESP8266-базирани интелигентни превключватели за вашето хакерско удоволствие. Един от най -популярните е Tasmota (вижте Всичко за Tasmota на сайта на проекта).

Видео: Зареждане на Tasmota в Sonoff

Видео: Пълно ръководство за Тасмота

Стъпка 4: Домашен асистент и MQTT

Софтуерът за домашна автоматизация улеснява контрола на обикновени уреди, намиращи се в дома, офиса или понякога в търговски условия, като светлини, ОВК оборудване, контрол на достъпа, пръскачки и други устройства. Обикновено той предвижда задачи по планиране, като включване на пръскачките в подходящото време и обработка на събития, като например включване на светлините при откриване на движение.

Две общи платформи за домашна автоматизация са Home Assistant и openHAB. И двете са с отворен код и са много пълнофункционални. Ще разгледаме повече Home Assistant.

Видео: Ръководство за начинаещи Home Assistant

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) е лек мрежов протокол за публикуване с абонамент за транспортиране на съобщения между устройства.

Видео: Разбиране на MQTT в Home Assistant

Видео: Свързване на 8266 устройства с MQTT и Adafruit.io

Видео: Домашен асистент с Alexa и Google Home

Стъпка 5: Направи си сам Smart Switch с Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini е популярен модул ESP8266 с вградена поддръжка за WiFi и USB интерфейс. Може лесно да се програмира чрез Arduino IDE и други платформи, поддържащи ESP8266.

Модул ESP8266, като Wemos D1 Mini, може да бъде свързан към реле, за да осигури същата функционалност като Sonoff Smart Switch. Такава конфигурация също така осигурява допълнително обслужване на GPIO щифтове. Тези IO щифтове могат да поддържат свързване на сензори (входове), индикатори/изпълнителни механизми (изходи), допълнителни релета и различни други устройства.

Освен това релето може да се използва за превключване на всякакъв вид сигнал, а не само на захранващото мрежово напрежение. Превключването на други сигнали може да поддържа управление на климатични системи, напояване/разпръсквачи, гаражни врати, брави за достъп/порта и нисковолтово осветление, като ландшафтни или басейнни светлини. Има много примери онлайн за проекти като тези.

Wemos D1 Mini може да се захранва от всяко подходящо 5V захранване, като например зарядно за телефон "брадавица на стена", чрез microUSB порта. Като алтернатива, малък захранващ адаптер за променлив / постоянен ток (много подобен на този, вграден в Sonoff Smart Switch) може да се използва за захранване. Въпреки това: Когато внимателно свързвате захранващия адаптер към захранващия адаптер, трябва да бъдете изключително внимателни. Също така трябва да се осигури заграждение за защита и изолиране на захранващия адаптер преди да се активира захранването от мрежата.

Проект: Контролирайте мини реле Wemos D1 през WiFi

Видео: Зареждане на Tasmota на Wemos D1 Mini

Стъпка 6: Сензори, полезни за домашна автоматизация

Датчик за движение

MH-SR602 е пасивен инфрачервен сензор (PIR сензор). PIR измерват инфрачервена (IR) светлина, излъчвана от обекти в тяхното зрително поле. Най-често се използват в PIR-базирани детектори за движение. PIR сензорите обикновено се използват в аларми за сигурност и приложения за автоматично осветление. Всички обекти с температура над абсолютната нула излъчват топлинна енергия под формата на радиация. Обикновено това излъчване не се вижда от човешкото око, тъй като излъчва при инфрачервени дължини на вълните, но може да бъде открито от електронни устройства като PIR.

Този пример демонстрира как да използвате модул PIR сензор за движение в проект на Arduino. Тъй като MH-SR602 PIR сензорът за движение работи в диапазона на напрежение 3.3V-15V. Може да се използва с 3.3V захранване и сигнализация с Wemos D1 Mini (ESP8266) или с 5V Arduino.

Сензор за вода

Този демонстрационен проект за сензора за вода говори сам за себе си. Сензорният модул работи с 3.3V или 5V. Изходът може да бъде засечен с помощта на всеки аналогов входен щифт и функцията Arduino analogRead ().

Температурен сензор

DS18B20 е температурен сензор, който може да се използва в различни приложения. Сензорът комуникира с помощта на 1 -жична (I2C) шина и изисква само един 4,7K издърпващ резистор за работа. Този пример демонстрира взаимодействие на DS18B20 с Wemos D1 Mini.

Стъпка 7: Пулсоксиметър и пулсомер

Пулсоксиметрията е неинвазивен метод за наблюдение на насищането на пациента с кислород. Въпреки че отчитането на периферното насищане с кислород (SpO2) не винаги е идентично с по -желаното отчитане на артериалното насищане с кислород (SaO2) от газовия анализ на артериалната кръв, двете са достатъчно добре свързани, че безопасният, удобен, неинвазивен и евтин метод за пулсова оксиметрия е ценен за измерване на насищането с кислород при клинична употреба.

MAX30100 (или MAX30102) е интегриран модул за пулсоксиметрия и биосензор за измерване на сърдечната честота. Той включва вътрешни светодиоди, фотодетектори, оптични елементи и нискошумна електроника с отхвърляне на околната светлина. MAX30100 предоставя цялостно системно решение за улесняване на процеса на проектиране за мобилни и носими устройства.

Този пример илюстрира свързването на модула MAX30100 към Wemos D1 Mini.

ЗАБЕЛЕЖКА: Модулът MAX30100, както и всяко друго решение „направи си сам“, е предназначен само за образователни експерименти и демонстрационни цели. Тези демонстрационни единици абсолютно не са медицински изделия и не трябва да се разчита на тях за диагностика или друга клинична цел. Винаги се консултирайте с вашия лицензиран лекар за повече информация.

Стъпка 8: Хакнете планетата

Надяваме се да се насладите на приключението HackerBox този месец в електрониката и компютърните технологии. Протегнете ръка и споделете успеха си в коментарите по -долу или във Facebook групата на HackerBox. Също така не забравяйте, че можете да изпратите имейл на [email protected] по всяко време, ако имате въпрос или имате нужда от помощ.

Какво следва? Присъединете се към революцията. Изживейте HackLife. Вземете готина кутия с хакерски съоръжения, доставяни директно до вашата пощенска кутия всеки месец. Сърфирайте към HackerBoxes.com и се регистрирайте за месечния си абонамент за HackerBox.