HackerBox 0054: viedā māja: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:53

Sveiciens HackerBox hakeriem visā pasaulē! HackerBox 0054 pēta mājas automatizāciju, izmantojot viedos slēdžus, sensorus un daudz ko citu. Konfigurējiet Sonoff WiFi viedos slēdžus. Modificējiet viedos slēdžus, lai pievienotu programmēšanas galvenes un zibspuldzes alternatīvās programmaparatūras. Iestatiet mājas palīgu, MQTT un integrējiet viedos mājas centrmezglus, piemēram, Amazon Alexa vai Google Home. Salieciet DIY WiFi viedos mezglus, izmantojot Wemos ESP8266 moduļus. Konfigurējiet WiFi viedos mezglus kā slēdžu vadības punktus, sensoru punktus vai abus. Izpētiet vairākas sensoru iespējas viedām mājas darbībām. Eksperimentējiet ar pulsa oksimetriju un sirdsdarbības monitoringu.

Šajā rokasgrāmatā ir informācija, lai sāktu darbu ar HackerBox 0054, kuru var iegādāties šeit, kamēr beidzas krājumi. Ja vēlaties katru mēnesi saņemt šādu HackerBox tieši savā pastkastē, lūdzu, abonējiet to vietnē HackerBoxes.com un pievienojieties revolūcijai!

HackerBoxes ir ikmēneša abonēšanas kastes pakalpojums aparatūras hakeriem un elektronikas un datortehnikas entuziastiem. Pievienojieties mums un dzīvojiet HACK LIFE.

1. darbība: satura saraksts HackerBox 0054

• Divi Sonoff pamata WiFi viedie slēdži
• Divi Wemos D1 Mini ESP8266 moduļi
• Divi Wemos D1 mini releja vairogi
• Divi Wemos D1 mini prototipa vairogi
• Divi maiņstrāvas līdz 5 V līdzstrāvas adapteri
• FTDI sērijas USB modulis
• MAX30100 pulsa oksimetra sirdsdarbības modulis
• MH-SR602 PIR kustības sensora modulis
• Ūdens sensora modulis
• Divi digitālie temperatūras sensori DS18B20
• Divi 4,7K rezistori
• Džemperi vīriešiem un sievietēm DuPont 10 cm
• Ekskluzīva vinila tīmekļa kameras spiegu bloķētāja lapa
• Ekskluzīvs HackerBox HackLife gludināmais plāksteris

Dažas citas lietas, kas būs noderīgas:

• Viens vai divi divu zaru maiņstrāvas pagarinātāji
• Lodāmurs, lodētava un pamata lodēšanas rīki
• Dators programmatūras rīku palaišanai

Vissvarīgākais - jums būs nepieciešama piedzīvojumu sajūta, hakeru gars, pacietība un zinātkāre. Būvēt un eksperimentēt ar elektroniku, lai arī tas ir ļoti izdevīgi, dažkārt var būt sarežģīti, izaicinoši un pat nomākti. Mērķis ir progress, nevis pilnība. Kad jūs neatlaidīgi izbaudāt piedzīvojumu, no šī hobija var gūt lielu gandarījumu. Speriet katru soli lēnām, ņemiet vērā detaļas un nebaidieties lūgt palīdzību.

Kā vienmēr, mēs lūdzam pārskatīt HackerBoxes FAQ. Tur jūs atradīsiet daudz informācijas esošajiem un topošajiem biedriem. Gandrīz uz visiem saņemtajiem e-pasta ziņojumiem, kas nav tehniski, jau ir atbildēts bieži uzdotajos jautājumos, tāpēc mēs ļoti pateicamies, ja paskatīsieties ātri.

2. darbība. Mājas automatizācija ar Sonoff viedajiem slēdžiem

Sonoff Basic viedie slēdži ir tālvadības barošanas slēdži, kas atbalsta viedās mājas funkcionalitāti, pārslēdzot strāvu gandrīz jebkurai elektriskai ierīcei atbilstoši ziņojumiem, kas nosūtīti, izmantojot WiFi. Sonoff Basic viedie slēdži ietver ESP8266 WiFi mikrokontrolleru, strāvas releju, lai ieslēgtu un izslēgtu slodzi, un nelielu maiņstrāvas līdzstrāvas pārveidotāju, lai piegādātu mikrokontrolleru un releju no vienas līnijas, kas tiek pārslēgta.

UZMANĪBU! Viedās slēdžu ierīces tiek pievienotas jūsu mājas elektrotīklam. Tīkla strāva var būt bīstama. Jums vajadzētu saprast, kādas ir ierīces pievienošanas elektrotīklam sekas. Nekad nestrādājiet pie ierīces, kamēr tā ir pievienota elektrotīklam. Nemēģiniet pielāgot, modificēt vai programmēt ierīci, kamēr tā ir pievienota elektrotīklam. Ja jums trūkst pieredzes vai komforta, lai droši strādātu ar elektrotīklu, lūdzu, pievienojieties kādam ar atbilstošu pieredzi, lai palīdzētu jums. DROŠĪBA PIRMAJĀ VIETĀ

Labs sākumpunkts ir salikt "pārslēdzamu pagarinātāju", kā parādīts zīmējumā. Ņemiet vērā, ka maiņstrāvas elektrotīklam ir N (NEITRĀLS) VADĪTĀJS, kas parasti ir BALTS. Tam ir arī L (LINE, LIVE, HOT) VADĪTĀJS, kas parasti ir melns. Var būt arī G (ZEMES) VADĪTĀJS, kas parasti ir ZAĻS vai KAILS METĀLS. N CONDUCTOR savienojas ar plašāku kontaktdakšu un rievotu vai marķētu izolācijas apvalku. Paturiet to prātā, savienojot ar Sonoff Smart Switch L un N skrūves spailēm.

Noteikti pieskrūvējiet Sonoff Smart Switch plastmasas korpusa galus tā, lai iekšpusē esošie zobi satvertu pie elektrotīkla vadu izolācijas apvalka. Tas nodrošina spriedzes samazināšanu, kas palīdz novērst sprieguma stieples atvilkšanu, kas pēc tam var izraisīt bojājumus vai ievainojumus. Ja vadam vai ierīcei, ko pārslēdz, ir trešais GROUND vadītājs, pārliecinieties, ka zemējums abās Sonoff Smart Switch pusēs ir savienots kopā (apejot slēdzi).

Noklusējuma lietotne, kas sazinās ar Sonoff viedajiem slēdžiem un tos kontrolē, ir eWeLink.

3. solis: uzlauziet Sonofu

Sonoff viedā slēdža iekšpusē uz tāfeles ir lodēšanas caurumi galvenei. Galvenē ietilpst barošana, zeme, TX un RX. Tos var izmantot, lai pārprogrammētu ESP8266. Sonoff viedā slēdža poga savienojas ar GPIO0, tāpēc to var izmantot, lai ESP8266 palaistu programmēšanas režīmā.

Ieteicams Sonoff Smart Switch panelī izmantot sieviešu galveni. Tā kā lietošanas laikā uz tāfeles ir augsts spriegums, mēs nevēlamies, lai izliekta tēviņa galvenes tapa kaut ko saīsinātu.

Pirms Sonoff viedā slēdža atvēršanas neaizmirstiet pilnībā atvienot elektrotīklu. Kad slēdzis bija ieprogrammēts, pirms augstsprieguma tīkla pievienošanas pilnībā aizveriet to savā korpusā

Video: savienojums ar Sonoff galveni

Ir vairāki dažādi programmaparatūras veidi, kurus var ielādēt viedajos slēdžos, kuru pamatā ir ESP8266, lai nodrošinātu jūsu uzlaušanas prieku. Viens no populārākajiem ir Tasmota (sk. Par Tasmota projekta vietnē).

Video: Tasmota ielāde Sonoff

Video: pilnīga Tasmota rokasgrāmata

4. darbība: mājas palīgs un MQTT

Mājas automatizācijas programmatūra atvieglo mājās, birojā vai dažkārt komerciālā vidē sastopamu parasto ierīču, piemēram, gaismu, HVAC iekārtu, piekļuves kontroles, sprinkleru un citu ierīču, kontroli. Tas parasti paredz plānošanas uzdevumus, piemēram, sprinkleru ieslēgšanu atbilstošā laikā un notikumu apstrādi, piemēram, gaismas ieslēgšanu, kad tiek konstatēta kustība.

Divas izplatītas mājas automatizācijas platformas ir mājas palīgs un openHAB. Tie ir gan atvērtā pirmkoda, gan ļoti pilnvērtīgi. Mēs sīkāk aplūkosim mājas palīgu.

Video: mājas asistenta ceļvedis iesācējiem

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ir viegls, publicējams abonēšanas tīkla protokols ziņojumu pārsūtīšanai starp ierīcēm.

Video: MQTT izpratne mājas palīgā

Video: 8266 ierīču savienošana ar MQTT un Adafruit.io

Video: mājas palīgs ar Alexa un Google Home

5. solis: DIY viedais slēdzis ar Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini ir populārs ESP8266 modulis ar iebūvētu WiFi atbalstu un USB interfeisu. To var viegli ieprogrammēt, izmantojot Arduino IDE un citas platformas, kas atbalsta ESP8266.

ESP8266 moduli, piemēram, Wemos D1 Mini, var pievienot relejam, lai nodrošinātu tādu pašu funkcionalitāti kā Sonoff Smart Switch. Šāda konfigurācija nodrošina arī papildu GPIO tapas. Šīs IO tapas var atbalstīt sensoru (ieejas), indikatoru/izpildmehānismu (izejas), papildu releju un dažādu citu ierīču savienošanu.

Turklāt releju var izmantot, lai pārslēgtu jebkura veida signālu, ne tikai barošanas tīkla spriegumu. Citu signālu pārslēgšana var palīdzēt kontrolēt gaisa kondicionēšanas sistēmas, apūdeņošanu/laistīšanu, garāžas durvis, piekļuves/vārtu slēdzenes un zemsprieguma apgaismojumu, piemēram, ainavas vai baseina apgaismojumu. Tiešsaistē ir daudz šādu projektu piemēru.

Wemos D1 Mini, izmantojot microUSB portu, var darbināt ar jebkuru atbilstošu 5 V barošanas avotu, piemēram, tālruņa sienas lādētāju. Alternatīvi, strāvai var izmantot nelielu maiņstrāvas līdz līdzstrāvas adapteri (ļoti līdzīgu tam, kas iebūvēts Sonoff viedajā slēdzī). Tomēr: piesardzīgi pieslēdzot strāvas padevi strāvas adapterim, jābūt ļoti uzmanīgam. Tāpat ir jānodrošina korpuss, lai aizsargātu un izolētu strāvas adapteri pirms elektrotīkla aktivizēšanas.

Projekts: kontrolējiet Wemos D1 mini releju, izmantojot WiFi

Video: Tasmota ielāde ierīcē Wemos D1 Mini

6. darbība. Mājas automatizācijai noderīgi sensori

Kustības sensors

MH-SR602 ir pasīvs infrasarkanais sensors (PIR sensors). PIR mēra infrasarkano (IR) gaismu, kas izstaro no objektiem to redzes laukā. Visbiežāk tos izmanto kustību detektoros, kuru pamatā ir PIR. PIR sensorus parasti izmanto drošības signalizācijās un automātiskās apgaismojuma lietojumprogrammās. Visi objekti, kuru temperatūra pārsniedz absolūto nulli, izstaro siltuma enerģiju starojuma veidā. Parasti šis starojums cilvēka acīm nav redzams, jo tas izstaro infrasarkanā viļņa garumā, bet to var noteikt ar elektroniskām ierīcēm, piemēram, PIR.

Šis piemērs parāda, kā izmantot PIR kustības sensora moduli Arduino projektā. Tā kā MH-SR602 PIR kustības sensors darbojas sprieguma diapazonā no 3.3V-15V. To var izmantot ar 3.3V barošanu un signalizāciju ar Wemos D1 Mini (ESP8266) vai ar 5V Arduino.

Ūdens sensors

Šis ūdens sensora demonstrācijas projekts gandrīz pats par sevi runā. Sensora modulis darbojas ar 3.3V vai 5V. Izeju var noteikt, izmantojot jebkuru analogo ievades tapu un Arduino analogRead () funkciju.

Temperatūras sensors

DS18B20 ir temperatūras sensors, ko var izmantot dažādos lietojumos. Sensors sazinās, izmantojot 1 stieples (I2C) kopni, un tā darbībai ir nepieciešams tikai viens 4,7K pievilkšanas rezistors. Šis projekta piemērs parāda DS18B20 saskarni ar Wemos D1 Mini.

7. solis: pulsa oksimetrs un sirdsdarbības mērītājs

Pulsa oksimetrija ir neinvazīva metode pacienta piesātinājuma ar skābekli uzraudzībai. Lai gan tā nolasījums par perifēro skābekļa piesātinājumu (SpO2) ne vienmēr ir identisks vēlamajam arteriālo skābekļa piesātinājuma (SaO2) rādījumam no arteriālo asiņu gāzes analīzes, abi ir pietiekami labi saistīti, lai droša, ērta, neinvazīva, lēta pulsa oksimetrijas metode ir vērtīgs skābekļa piesātinājuma mērīšanai klīniskajā lietošanā.

MAX30100 (vai MAX30102) ir integrēts pulsa oksimetrijas un sirdsdarbības monitora biosensoru modulis. Tajā ietilpst iekšējās gaismas diodes, fotodetektori, optiskie elementi un zema trokšņa līmeņa elektronika ar apkārtējās gaismas noraidīšanu. MAX30100 nodrošina pilnu sistēmas risinājumu, lai atvieglotu mobilo un valkājamo ierīču izstrādes procesu.

Šis projekta piemērs ilustrē MAX30100 moduļa sasaisti ar Wemos D1 Mini.

PAZIŅOJUMS: MAX30100 modulis, tāpat kā jebkurš DIY risinājums, ir paredzēts tikai izglītojošiem eksperimentiem un demonstrējumiem. Šīs demonstrācijas vienības absolūti nav medicīniskas ierīces, un uz tām nevajadzētu paļauties diagnozes noteikšanai vai citiem klīniskiem mērķiem. Lai iegūtu plašāku informāciju, vienmēr konsultējieties ar savu licencēto ārstu.

8. solis: uzlauziet planētu

Mēs ceram, ka jums patīk šī mēneša HackerBox piedzīvojums elektronikā un datortehnoloģijās. Sazinieties un dalieties savos panākumos zemāk esošajos komentāros vai HackerBox Facebook grupā. Atcerieties arī to, ka jebkurā laikā varat sūtīt e -pastu uz [email protected], ja jums ir jautājums vai nepieciešama palīdzība.

Ko tālāk? Pievienojieties revolūcijai. Dzīvojiet HackLife. Katru mēnesi saņemiet vēsu uzlaužamu rīku kastīti tieši jūsu pastkastē. Pārlūkojiet vietni HackerBoxes.com un reģistrējieties ikmēneša HackerBox abonementam.