„HackerBox 0054“: išmanieji namai: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Sveikiname HackerBox įsilaužėlius visame pasaulyje! „HackerBox 0054“tyrinėja namų automatizavimą per išmaniuosius jungiklius, jutiklius ir kt. Konfigūruokite išmaniuosius „Sonoff WiFi“jungiklius. Pakeiskite išmaniuosius jungiklius, kad pridėtumėte programavimo antraščių ir „Flash“alternatyvios programinės įrangos. Nustatykite „Home Assistant“, „MQTT“ir integruokite išmaniuosius namų centrus, tokius kaip „Amazon Alexa“ar „Google Home“. Surinkite išmaniuosius „pasidaryk pats“„WiFi“mazgus naudodami „Wemos ESP8266“modulius. Konfigūruokite išmaniuosius „WiFi“mazgus kaip jungiklių valdymo taškus, jutiklių taškus arba abu. Išbandykite keletą jutiklių parinkčių, skirtų išmaniųjų namų operacijoms. Eksperimentuokite su pulso oksimetrija ir širdies ritmo stebėjimu.

Šiame vadove yra informacijos, kaip pradėti naudotis „HackerBox 0054“, kurią galite įsigyti čia, kol pasibaigs prekės. Jei norėtumėte kiekvieną mėnesį gauti tokią „HackerBox“tiesiai į savo pašto dėžutę, užsiprenumeruokite „HackerBoxes.com“ir prisijunkite prie revoliucijos!

„HackerBoxes“yra mėnesio prenumeratos dėžutės paslauga, skirta aparatūros įsilaužėliams ir elektronikos bei kompiuterinių technologijų entuziastams. Prisijunk prie mūsų ir gyvenk HACK LIFE.

1 veiksmas: „HackerBox 0054“turinio sąrašas

• Du „Sonoff“pagrindiniai „Wi -Fi“išmanieji jungikliai
• Du „Wemos D1 Mini ESP8266“moduliai
• Du „Wemos D1“mini relės skydai
• Du „Wemos D1 Mini“prototipų skydai
• Du maitinimo šaltiniai iš kintamosios srovės iki 5 V nuolatinės srovės adapterių
• FTDI serijinis USB modulis
• MAX30100 pulso oksimetro širdies ritmo modulis
• MH-SR602 PIR judesio jutiklio modulis
• Vandens jutiklio modulis
• Du skaitmeniniai temperatūros jutikliai DS18B20
• Du 4,7K rezistoriai
• Vyriški-moteriški „DuPont“10 cm džemperiai
• Išskirtinis vinilo žiniatinklio kameros šnipų blokavimo lapas
• Išskirtinis „HackerBox HackLife“geležies pleistras

Kai kurie kiti dalykai, kurie bus naudingi:

• Vienas ar du dviejų šakų kintamosios srovės pailginimo laidai
• Lituoklis, lydmetalis ir pagrindiniai litavimo įrankiai
• Kompiuteris programinės įrangos įrankiams paleisti

Svarbiausia, kad jums reikės nuotykių jausmo, įsilaužėlių dvasios, kantrybės ir smalsumo. Elektronikos kūrimas ir eksperimentavimas, nors ir labai naudingas, kartais gali būti sudėtinga, sudėtinga ir net varginanti. Tikslas yra pažanga, o ne tobulumas. Kai ištveriate ir mėgaujatės nuotykiais, iš šio pomėgio galite gauti daug pasitenkinimo. Ženkite kiekvieną žingsnį lėtai, apgalvokite smulkmenas ir nebijokite prašyti pagalbos.

Kaip visada, prašome peržiūrėti DUK apie „HackerBoxes“. Čia rasite daug informacijos esamiems ir būsimiems nariams. Beveik į visus gautus netechninės pagalbos el. Laiškus jau atsakyta DUK, todėl labai vertiname, jei greitai peržiūrite.

2 žingsnis: namų automatizavimas naudojant išmaniuosius „Sonoff“jungiklius

„Sonoff Basic Smart Switches“yra nuotolinio valdymo maitinimo jungikliai, palaikantys „Smart Home“funkcijas, perjungdami beveik bet kurio elektros prietaiso maitinimą pagal pranešimus, siunčiamus per „WiFi“. „Sonoff“pagrindinius išmaniuosius jungiklius sudaro ESP8266 „WiFi“mikrovaldiklis, maitinimo relė, skirta įjungti ir išjungti apkrovą, ir nedidelis kintamosios srovės į nuolatinės srovės maitinimo keitiklis, skirtas tiekti mikrovaldiklį ir relę iš tos pačios linijos, kuri yra perjungiama.

ATSARGIAI: Išmanieji jungikliai prijungiami prie jūsų namų elektros tinklo. Maitinimo tinklas gali būti pavojingas. Turėtumėte suprasti prietaisų prijungimo prie elektros tinklo pasekmes. Niekada nedirbkite su prietaisu, kol jis prijungtas prie maitinimo šaltinio. Nebandykite reguliuoti, modifikuoti ar programuoti įrenginio, kai jis prijungtas prie maitinimo šaltinio. Jei jums trūksta patirties ar komforto, kad galėtumėte saugiai dirbti su elektros tinklu, paprašykite, kad kas nors, turintis reikiamų žinių, padėtų jums padėti. SVARBIAUSIA SAUGUMAS

Geras atspirties taškas yra surinkti „perjungiamą ilgintuvą“, kaip parodyta brėžinyje. Atkreipkite dėmesį, kad kintamosios srovės maitinimo linijoje yra N (NEUTRALUS) KONDUKTORIUS, kuris paprastai yra BALTAS. Jame taip pat yra L (LINE, LIVE, HOT) KONDUKTORIUS, kuris dažniausiai yra JUODAS. Taip pat gali būti G (PAGRINDINIS) KONDUKTORIUS, kuris dažniausiai yra ŽALIAS arba PIKAS METALAS. „N CONDUCTOR“jungiasi prie platesnio kištuko ašmenų ir briaunoto arba pažymėto izoliacinio apvalkalo. Prisiminkite tai, kai jungiatės prie „Sonoff Smart Switch“L ir N varžtų gnybtų.

Būtinai užsukite plastikinius „Sonoff Smart Switch“korpuso galus, kad viduje esantys dantys prisitvirtintų prie elektros laidų izoliacinio apvalkalo. Tai leidžia sumažinti įtampą, kuri neleidžia ištraukti įtampos laido, o tai gali sugadinti ar sužaloti. Jei perjungiamas laidas ar prietaisas turi trečiąjį GROUND laidininką, įsitikinkite, kad įžeminimas abiejose „Sonoff Smart Switch“pusėse yra sujungtas kartu (apeinant jungiklį).

Numatytoji programa, palaikanti ryšį su „Sonoff Smart Switches“ir ją valdanti, yra „eWeLink“.

3 žingsnis: nulaužkite „Sonoff“

„Sonoff“išmaniojo jungiklio viduje esančioje plokštėje yra litavimo angos antraštėms. Antraštėje yra maitinimo, žemės, TX ir RX. Jie gali būti naudojami perprogramuoti ESP8266. „Sonoff Smart Switch“mygtukas jungiasi prie GPIO0, todėl juo galima paleisti ESP8266 į programavimo režimą.

„Sonoff Smart Switch“plokštėje siūloma naudoti moterišką antraštę. Kadangi naudojant plokštę yra aukšta įtampa, mes nenorime, kad sulenktas antgalio kaištis ką nors sutrumpintų.

Prieš atidarydami išmanųjį „Sonoff“jungiklį, nepamirškite visiškai atjungti maitinimo šaltinio. Kai jungiklis buvo užprogramuotas, prieš vėl prijungdami aukštos įtampos maitinimo šaltinį, uždarykite jį atgal į korpusą

Vaizdo įrašas: prisijungimas prie „Sonoff“antraštės

Į įsilaužimo malonumą į ESP8266 pagrįstus išmaniuosius jungiklius galima įkelti daugybę įvairių programinės įrangos. Vienas iš populiariausių yra „Tasmota“(projekto svetainėje žr. Apie „Tasmota“).

Vaizdo įrašas: „Tasmota“įkėlimas į „Sonoff“

Vaizdo įrašas: visas „Tasmota“vadovas

4 žingsnis: namų asistentas ir MQTT

Namų automatikos programinė įranga palengvina įprastų namuose, biure ar kartais komercinėje aplinkoje esančių prietaisų, tokių kaip šviestuvai, ŠVOK įranga, prieigos kontrolė, purkštuvai ir kiti įrenginiai, valdymą. Paprastai tai numato planavimo užduotis, pvz., Purkštuvų įjungimą tinkamu laiku ir įvykių tvarkymą, pvz., Šviesos įjungimą, kai aptinkamas judesys.

Dvi įprastos namų automatikos platformos yra „Home Assistant“ir „openHAB“. Jie abu yra atviro kodo ir labai išsamūs. Mes daugiau pažvelgsime į namų asistentą.

Vaizdo įrašas: vadovas namų asistentui pradedantiesiems

„MQTT“(„Message Queuing Telemetry Transport“) yra lengvas, paskelbimo ir prenumeratos tinklo protokolas, skirtas pranešimams perkelti iš vieno įrenginio į kitą.

Vaizdo įrašas: MQTT supratimas naudojant namų asistentą

Vaizdo įrašas: 8266 įrenginių prijungimas naudojant MQTT ir „Adafruit.io“

Vaizdo įrašas: namų asistentas su „Alexa“ir „Google Home“

5 žingsnis: „Pasidaryk pats“išmanusis jungiklis su „Wemos D1 Mini“

„Wemos D1 Mini“yra populiarus ESP8266 modulis su įmontuotu „WiFi“palaikymu ir USB sąsaja. Jį galima lengvai užprogramuoti naudojant „Arduino IDE“ir kitas platformas, palaikančias ESP8266.

ESP8266 modulį, pvz., „Wemos D1 Mini“, galima prijungti prie relės, kad būtų užtikrintos tokios pačios funkcijos kaip „Sonoff Smart Switch“. Tokia konfigūracija taip pat suteikia servalo papildomų GPIO kaiščių. Šie IO kaiščiai gali palaikyti jutiklių (įėjimų), indikatorių/pavarų (išėjimų), papildomų relių ir įvairių kitų įrenginių prijungimą.

Be to, relė gali būti naudojama bet kokio tipo signalui perjungti, ne tik maitinimo tinklo įtampai. Perjungiant kitus signalus galima valdyti oro kondicionavimo sistemas, drėkinimo/purkštuvus, garažo duris, įėjimo/vartų užraktus ir žemos įtampos apšvietimą, pvz., Kraštovaizdžio ar baseino apšvietimą. Internete yra daug tokių projektų pavyzdžių.

„Wemos D1 Mini“per „microUSB“prievadą gali būti maitinamas bet kokiu tinkamu 5 V maitinimo šaltiniu, pvz., „Sieninių karpų“telefono įkrovikliu. Maitinti galima ir iš mažo kintamosios srovės į nuolatinės srovės adapterį (labai panašų į tą, kuris įmontuotas „Sonoff Smart Switch“). Tačiau: labai atsargiai prijunkite maitinimo šaltinį prie maitinimo adapterio. Be to, prieš įjungiant maitinimą, turi būti įrengtas gaubtas, skirtas apsaugoti ir izoliuoti maitinimo adapterį.

Projektas: valdykite „Wemos D1 Mini Relay“per „WiFi“

Vaizdo įrašas: „Tasmota“įkėlimas į „Wemos D1 Mini“

6 žingsnis: namų automatizavimui naudingi jutikliai

Judesio jutiklis

MH-SR602 yra pasyvus infraraudonųjų spindulių jutiklis (PIR jutiklis). PIR matuoja infraraudonųjų spindulių (IR) šviesą, sklindančią iš jų regėjimo lauko objektų. Dažniausiai jie naudojami PIR pagrindu veikiančiuose judesio detektoriuose. PIR jutikliai dažniausiai naudojami apsaugos signalizacijose ir automatinio apšvietimo programose. Visi objektai, kurių temperatūra viršija absoliučią nulį, spinduliuoja šilumos energiją. Paprastai ši spinduliuotė žmogaus akiai nematoma, nes ji spinduliuoja infraraudonųjų spindulių bangos ilgiu, tačiau ją galima aptikti elektroniniais prietaisais, tokiais kaip PIR.

Šis pavyzdys parodo, kaip naudoti PIR judesio jutiklio modulį „Arduino“projekte. Kadangi MH-SR602 PIR judesio jutiklis veikia 3,3V-15V įtampos diapazone. Jis gali būti naudojamas su 3,3 V maitinimo ir signalizavimo sistema su „Wemos D1 Mini“(ESP8266) arba su 5 V „Arduino“.

Vandens jutiklis

Šis demonstracinis vandens jutiklio projektas beveik pats kalba. Jutiklio modulis veikia su 3.3V arba 5V. Išvestį galima aptikti naudojant bet kurį analoginį įvesties kaištį ir „Arduino analogRead“() funkciją.

Temperatūros jutiklis

DS18B20 yra temperatūros jutiklis, kurį galima naudoti įvairiose srityse. Jutiklis bendrauja naudodamas 1 laido (I2C) magistralę ir jam reikia tik vieno 4,7K ištraukimo rezistoriaus. Šis pavyzdinis projektas demonstruoja DS18B20 sąsają su „Wemos D1 Mini“.

7 žingsnis: pulso oksimetras ir širdies ritmo monitorius

Pulso oksimetrija yra neinvazinis metodas, leidžiantis stebėti paciento prisotinimą deguonimi. Nors jo periferinio prisotinimo deguonimi (SpO2) rodmuo ne visada sutampa su pageidaujamu arterinio kraujo prisotinimo deguonimi (SaO2) rodmeniu, šie du yra pakankamai gerai susiję, todėl saugus, patogus, neinvazinis ir nebrangus pulso oksimetrijos metodas yra vertingas klinikiniam naudojimui matuoti prisotinimą deguonimi.

MAX30100 (arba MAX30102) yra integruotas pulso oksimetrijos ir širdies ritmo monitoriaus biosensorinis modulis. Jame yra vidiniai šviesos diodai, fotodetektoriai, optiniai elementai ir mažo triukšmo elektronika su aplinkos šviesos atmetimu. „MAX30100“siūlo išsamų sistemos sprendimą, palengvinantį mobiliųjų ir nešiojamų prietaisų projektavimo procesą.

Šis pavyzdinis projektas iliustruoja MAX30100 modulio sąsają su „Wemos D1 Mini“.

PASTABA: MAX30100 modulis, kaip ir bet kuris „pasidaryk pats“sprendimas, skirtas tik edukaciniams eksperimentams ir demonstravimui. Šie demonstraciniai vienetai visiškai nėra medicinos prietaisai ir jais neturėtų būti remiamasi diagnozuojant ar kitais klinikiniais tikslais. Visada pasitarkite su licencijuotu gydytoju, kad gautumėte daugiau informacijos.

8 žingsnis: nulaužkite planetą

Tikimės, kad jums patinka šio mėnesio „HackerBox“nuotykiai elektronikos ir kompiuterių technologijų srityse. Pasiekite ir pasidalykite savo sėkme komentaruose žemiau arba „HackerBox Facebook“grupėje. Taip pat atminkite, kad bet kuriuo metu galite atsiųsti el. Laišką adresu [email protected], jei turite klausimų ar reikia pagalbos.

Kas toliau? Prisijunk prie revoliucijos. Gyvenk HackLife. Kiekvieną mėnesį į savo pašto dėžutę pristatykite šaunią įsilaužimo įrankių dėžę. Naršykite „HackerBoxes.com“ir prisiregistruokite gauti mėnesinę „HackerBox“prenumeratą.