HackerBox 0054: Älykäs koti: 8 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tervehdys HackerBox -hakkereille ympäri maailmaa! HackerBox 0054 tutkii kotiautomaatiota älykkäät kytkimet, anturit ja paljon muuta. Määritä Sonoffin WiFi -älykytkimet. Muokkaa älykkäitä kytkimiä lisäämään ohjelmointiotsikoita ja flash -vaihtoehtoisia laiteohjelmistoja. Määritä Home Assistant, MQTT ja integroi älykkäät kotikeskukset, kuten Amazon Alexa tai Google Home. Kokoa DIY WiFi -älykkäitä solmuja Wemos ESP8266 -moduuleilla. Määritä WiFi -älykkäät solmut kytkimen ohjauspisteiksi, anturipisteiksi tai molemmiksi. Tutustu useisiin anturivaihtoehtoihin älykkään kodin toimintoihin. Kokeile pulssioksimetriaa ja sykemittausta.

Tämä opas sisältää tietoja HackerBox 0054: n käytön aloittamisesta, ja sen voi ostaa täältä niin kauan kuin tavaraa riittää. Jos haluat saada tällaisen HackerBoxin suoraan postilaatikkoosi joka kuukausi, tilaa HackerBoxes.com ja liity vallankumoukseen!

HackerBoxes on kuukausittainen tilauslaatikkopalvelu laitteistohakkereille ja elektroniikan ja tietotekniikan harrastajille. Liity meihin ja elä HACK LIFE.

Vaihe 1: Sisältöluettelo HackerBox 0054: lle

• Kaksi Sonoff Basic WiFi Smart -kytkintä
• Kaksi Wemos D1 Mini ESP8266 -moduulia
• Kaksi Wemos D1 Mini -releen suojaa
• Kaksi Wemos D1 Mini -prototyyppisuojusta
• Kaksi verkkovirta -5V DC -virtalähdettä
• FTDI -sarja -USB -moduuli
• MAX30100 -pulssioksimetrinen sykemoduuli
• MH-SR602 PIR-liiketunnistinmoduuli
• Vesianturimoduuli
• Kaksi digitaalista DS18B20 -lämpötila -anturia
• Kaksi 4.7K vastusta
• Uros-naaras DuPont 10cm puserot
• Ainutlaatuinen Vinyl Webcam Spy Blocker Sheet
• Ainutlaatuinen HackerBox HackLife silitettävä laastari

Muutamia muita asioita, joista on apua:

• Yksi tai kaksi kaksipiikkistä vaihtovirtajohtoa
• Juotosrauta, juote ja perusjuottotyökalut
• Tietokone ohjelmistotyökalujen suorittamiseen

Mikä tärkeintä, tarvitset seikkailutunnetta, hakkerihenkeä, kärsivällisyyttä ja uteliaisuutta. Elektroniikan rakentaminen ja kokeileminen, vaikkakin erittäin palkitsevaa, voi olla hankalaa, haastavaa ja jopa turhauttavaa toisinaan. Tavoitteena on edistyminen, ei täydellisyys. Kun jatkat ja nautit seikkailusta, tästä harrastuksesta voi saada paljon tyydytystä. Ota jokainen askel hitaasti, muista yksityiskohdat ja älä pelkää pyytää apua.

Kuten aina, pyydämme sinua tarkistamaan HackerBoxien usein kysytyt kysymykset. Sieltä löydät runsaasti tietoa nykyisille ja tuleville jäsenille. Lähes kaikkiin saamiimme ei-teknisen tuen sähköpostiviesteihin on jo vastattu usein kysytyissä kysymyksissä, joten arvostamme sitä todella, jos vilkaiset niitä nopeasti.

Vaihe 2: Kotiautomaatio Sonoff Smart -kytkimillä

Sonoff Basic Smart Switches ovat kaukosäätimen virtakytkimiä, jotka tukevat Smart Home -toimintoa kytkemällä virtalähteeksi melkein minkä tahansa sähkölaitteen WiFi -yhteyden kautta lähetettyjen viestien mukaan. Sonoff Basic Smart -kytkimissä on ESP8266 WiFi -mikro -ohjain, virtarele kuorman kytkemiseksi päälle ja pois ja pieni AC -DC -tehomuunnin, joka syöttää mikro -ohjaimen ja releen samasta linjasta.

VAROITUS: Älykytkinlaitteet kytketään kotiverkkoon. Verkkovirta voi olla vaarallinen. Sinun on ymmärrettävä laitteiden liittämisen verkkovirtaan vaikutukset. Älä koskaan työskentele laitteen kanssa, kun se on kytketty verkkovirtalähteeseen. Älä yritä säätää, muokata tai ohjelmoida laitetta, kun se on kytketty verkkovirtalähteeseen. Jos sinulla ei ole kokemusta tai mukavuutta työskennellä turvallisesti verkkovirralla, pyydä joku, jolla on asianmukaista asiantuntemusta, auttamaan sinua. TURVALLISUUS ENNEN KAIKKEA

Hyvä lähtökohta on koota "vaihdettava jatkojohto" piirustuksen mukaisesti. Huomaa, että verkkovirtajohdossa on N (NEUTRAL) -JOHDIN, joka on yleensä VALKOINEN. Siinä on myös L (LINE, LIVE, HOT) -JOHTAJA, joka on yleensä MUSTA. Siellä voi olla myös G (GROUND) -JOHDIN, joka on yleensä VIHREÄ tai BARE METAL. N CONDUCTOR liitetään leveämpään tulppaan ja uritettuun tai merkittyyn eristysvaippaan. Muista nämä asiat, kun liität Sonoff Smart -kytkimen L- ja N -ruuviliittimiin.

Varmista, että kierrät Sonoff Smart -kytkimen muovikotelon päät niin, että sisäpuolella olevat hampaat tarttuvat verkkojohtimien eristysvaippaan. Tämä tarjoaa vedonpoistoa, joka auttaa estämään jännitteisen langan vetämistä irti, mikä voi aiheuttaa vaurioita tai vammoja. Jos vaihdettavassa johdossa tai laitteessa on kolmas GROUND -johdin, varmista, että Sonoff Smart -kytkimen molemmin puolin oleva maa on kytketty yhteen (ohittamalla kytkin).

Oletussovellus, joka kommunikoi Sonoff Smart Switchesin kanssa ja hallitsee sitä heti, on eWeLink.

Vaihe 3: hakata Sonoff

Levyssä on juotosreiät otsikolle Sonoff -älykytkimen sisällä. Otsikko sisältää virran, maan, TX: n ja RX: n. Näillä voidaan ohjelmoida ESP8266 uudelleen. Sonoff Smart Switchin painike muodostaa yhteyden GPIO0: een, joten sitä voidaan käyttää ESP8266: n käynnistämiseen ohjelmointitilaan.

On suositeltavaa käyttää naarasotsikkoa Sonoff Smart Switch -kortilla. Koska levyllä on korkeita jännitteitä käytön aikana, emme halua, että taivutettu urospistoke tappaa oikosulun.

Muista katkaista verkkovirta kokonaan ennen Sonoff -älykytkimen avaamista. Kun kytkin oli ohjelmoitu, sulje se kokonaan takaisin koteloon ennen kuin kytket suurjännitelähteen uudelleen

Video: Yhdistäminen Sonoff -otsikkoon

On olemassa useita erilaisia laiteohjelmistoja, jotka voidaan ladata ESP8266-pohjaisiin älykytkimiin hakkerointisi iloa varten. Yksi suosituimmista on Tasmota (katso Tietoja Tasmotasta projektin sivustolla).

Video: Tasmotan lataaminen Sonoffiin

Video: Täydellinen Tasmota -opas

Vaihe 4: Kotiavustaja ja MQTT

Kotiautomaatio -ohjelmisto helpottaa kotona, toimistossa tai joskus kaupallisessa ympäristössä olevien yleisten laitteiden, kuten valojen, LVI -laitteiden, kulunvalvonnan, sprinklereiden ja muiden laitteiden, hallintaa. Se sisältää yleensä aikataulutehtäviä, kuten sprinklerien kytkemisen päälle oikeaan aikaan ja tapahtumien käsittelyn, kuten valojen sytyttämisen liikkeen havaitessa.

Kaksi yleistä kotiautomaatioalustaa ovat Home Assistant ja openHAB. Ne ovat molemmat avoimen lähdekoodin ja erittäin monipuolisia. Katsomme tarkemmin Home Assistantia.

Video: Aloitusavustajan aloitusopas

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) on kevyt, julkaise-tilaa verkkoprotokolla viestien siirtämiseen laitteiden välillä.

Video: MQTT: n ymmärtäminen Home Assistantissa

Video: 8266 laitteen yhdistäminen MQTT: llä ja Adafruit.io: lla

Video: Home Assistant Alexan ja Google Homen kanssa

Vaihe 5: DIY -älykytkin Wemos D1 Minin kanssa

Wemos D1 Mini on suosittu ESP8266 -moduuli, jossa on sisäänrakennettu WiFi -tuki ja USB -liitäntä. Se voidaan ohjelmoida helposti Arduino IDE: n ja muiden ESP8266: ta tukevien alustojen kautta.

ESP8266 -moduuli, kuten Wemos D1 Mini, voidaan kytkeä releeseen, jotta se toimisi samoin kuin Sonoff Smart Switch. Tällainen kokoonpano tarjoaa myös Serval -lisä GPIO -nastoja. Nämä IO -nastat voivat tukea antureiden (tulot), ilmaisimien/toimilaitteiden (lähdöt), lisäreleiden ja monien muiden laitteiden liittämistä.

Lisäksi releellä voidaan vaihtaa minkä tahansa tyyppistä signaalia, ei pelkästään verkkojännitettä. Muiden signaalien kytkeminen voi tukea ilmastointijärjestelmien, kastelu-/sprinklereiden, autotallin ovien, kulku-/porttilukkojen ja pienjännitevalaistuksen, kuten maiseman tai uima -altaan valojen, ohjaamista. Netissä on paljon esimerkkejä tällaisista projekteista.

Wemos D1 Mini voi saada virran millä tahansa sopivalla 5 V: n virtalähteellä, kuten "seinän syylä" -laturilla, microUSB -portin kautta. Vaihtoehtoisesti virtalähteenä voidaan käyttää pientä AC -DC -virtalähdettä (joka on hyvin samanlainen kuin Sonoff Smart Switchin sisäänrakennettu). Kuitenkin: Ole erittäin varovainen, kun liität verkkovirran varovasti verkkolaitteeseen. Lisäksi on oltava kotelo, joka suojaa ja eristää verkkolaitteen ennen verkkovirran kytkemistä päälle.

Projekti: Ohjaa Wemos D1 Mini -rele WiFi -yhteyden kautta

Video: Tasmotan lataaminen Wemos D1 Miniin

Vaihe 6: Kotiautomaatioon hyödylliset anturit

Liiketunnistin

MH-SR602 on passiivinen infrapuna-anturi (PIR-anturi). PIR -laitteet mittaavat infrapunavaloa (IR), joka säteilee niiden näkökentän esineistä. Niitä käytetään useimmiten PIR-pohjaisissa liiketunnistimissa. PIR -antureita käytetään yleisesti turvahälytyksissä ja automaattisissa valaistussovelluksissa. Kaikki esineet, joiden lämpötila on yli absoluuttisen nollan, lähettävät lämpöenergiaa säteilyn muodossa. Yleensä tämä säteily ei näy ihmissilmälle, koska se säteilee infrapuna -aallonpituuksilla, mutta se voidaan havaita elektronisilla laitteilla, kuten PIR -laitteilla.

Tämä esimerkki osoittaa, kuinka PIR -liiketunnistinmoduulia käytetään Arduino -projektissa. Koska MH-SR602 PIR-liiketunnistin toimii jännitealueella 3.3V-15V. Sitä voidaan käyttää 3,3 V: n syöttö- ja merkinantolaitteiden kanssa Wemos D1 Minin (ESP8266) tai 5 V: n Arduinon kanssa.

Vesianturi

Tämä vesianturin demoprojekti puhuu pitkälti puolestaan. Anturimoduuli toimii joko 3.3V tai 5V jännitteellä. Lähtö voidaan tunnistaa millä tahansa analogisella tulonapilla ja Arduino analogRead () -toiminnolla.

Lämpösensori

DS18B20 on lämpötila -anturi, jota voidaan käyttää monenlaisiin sovelluksiin. Anturi kommunikoi 1 -johtimisella (I2C) väylällä ja vaatii vain yhden 4,7K -vetovastuksen toimiakseen. Tämä esimerkkiprojekti osoittaa DS18B20: n liittämisen Wemos D1 Miniin.

Vaihe 7: Pulssioksimetri ja sykemittari

Pulssioksimetria on ei -invasiivinen menetelmä potilaan happisaturaation seurantaan. Vaikka sen lukema perifeerisestä happisaturaatiosta (SpO2) ei ole aina sama kuin valtimoveren kaasuanalyysin toivotumpi lukema valtimoiden happisaturaatiosta (SaO2), nämä kaksi korreloivat riittävän hyvin, jotta turvallinen, kätevä, ei -invasiivinen, edullinen pulssioksimetriamenetelmä on arvokas happisaturaation mittaamiseen kliinisessä käytössä.

MAX30100 (tai MAX30102) on integroitu pulssioksimetria- ja sykemittarin biosensorimoduuli. Se sisältää sisäisiä LED-valoja, valonilmaisimia, optisia elementtejä ja hiljaista elektroniikkaa, jossa on ympäristön valon hylkääminen. MAX30100 tarjoaa täydellisen järjestelmäratkaisun, joka helpottaa mobiililaitteiden ja puettavien laitteiden suunnitteluprosessia.

Tämä esimerkkiprojekti kuvaa MAX30100 -moduulin liittämistä Wemos D1 Mini -laitteeseen.

HUOMAUTUS: MAX30100 -moduuli, kuten mikä tahansa DIY -ratkaisu, on tarkoitettu vain opetuskokeiluun ja esittelyyn. Nämä demonstraatioyksiköt eivät ole ehdottomasti lääkinnällisiä laitteita, eikä niitä pitäisi luottaa diagnoosiin tai muuhun kliiniseen tarkoitukseen. Kysy aina lisätietoja lisensoidulta lääkäriltäsi.

Vaihe 8: hakata planeettaa

Toivomme, että nautit tämän kuukauden HackerBox -seikkailusta elektroniikan ja tietotekniikan parissa. Ota yhteyttä ja jaa menestyksesi alla olevissa kommenteissa tai HackerBox Facebook -ryhmässä. Muista myös, että voit lähettää sähköpostia osoitteeseen [email protected] milloin tahansa, jos sinulla on kysyttävää tai tarvitset apua.

Mitä seuraavaksi? Liity vallankumoukseen. Elää HackLife. Hanki viileä pakkauslaitteisto, joka toimitetaan suoraan postilaatikkoosi joka kuukausi. Selaa HackerBoxes.com -sivustoa ja tilaa kuukausittainen HackerBox -tilauksesi.