HackerBox 0054: Smart Home: 8 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Salutacions als hackers de HackerBox de tot el món! HackerBox 0054 explora la domòtica a través d’interruptors intel·ligents, sensors i molt més. Configureu els commutadors intel·ligents WiFi Sonoff. Modifiqueu els commutadors intel·ligents per afegir capçaleres de programació i firmwares alternatius de flaix. Configureu Home Assistant, MQTT i integreu concentradors de cases intel·ligents com Amazon Alexa o Google Home. Muntar nodes intel·ligents WiFi DIY mitjançant mòduls Wemos ESP8266. Configureu els nodes intel·ligents WiFi com a punts de control de commutadors, punts de sensors o tots dos. Exploreu diverses opcions de sensors per a operacions a casa intel·ligent. Experimenta amb oximetria de pols i monitorització de la freqüència cardíaca.

Aquesta guia conté informació per començar a utilitzar HackerBox 0054, que es pot comprar aquí fins que esgotin els subministraments. Si voleu rebre un HackerBox com aquest a la vostra bústia de correu cada mes, subscriviu-vos a HackerBoxes.com i uniu-vos a la revolució.

HackerBoxes és el servei de caixa de subscripció mensual per a pirates informàtics i entusiastes de l’electrònica i la tecnologia informàtica. Uneix-te a nosaltres i viu la HACK LIFE.

Pas 1: Llista de contingut per a HackerBox 0054

• Dos commutadors intel·ligents bàsics WiFi Sonoff
• Dos mòduls Wemos D1 Mini ESP8266
• Dos escuts mini relés Wemos D1
• Dos mini protectors Wemos D1
• Dos adaptadors de corrent de corrent altern a 5 V CC
• Mòdul USB sèrie FTDI
• Mòdul de ritme cardíac oxímetre de pols MAX30100
• Mòdul del sensor de moviment PIR MH-SR602
• Mòdul de sensor d'aigua
• Dos sensors digitals de temperatura DS18B20
• Dues resistències de 4,7 K
• Jersei DuPont de 10 cm masculí-femení
• Full exclusiu de bloqueig d'espies per a càmeres web de vinil
• Pedaç Iron-On exclusiu de HackerBox HackLife

Algunes altres coses que us seran útils:

• Una o dues extensions de CA de dues puntes
• Soldador, soldador i eines bàsiques de soldadura
• Ordinador per executar eines de programari

El més important és que necessiteu un sentiment d’aventura, esperit de pirata informàtic, paciència i curiositat. Construir i experimentar amb electrònica, tot i que és molt gratificant, pot ser complicat, desafiant i fins i tot frustrant de vegades. L’objectiu és el progrés, no la perfecció. Quan persisteix i gaudeix de l'aventura, d'aquesta afició es pot obtenir una gran satisfacció. Feu cada pas lentament, tingueu en compte els detalls i no tingueu por de demanar ajuda.

Com sempre, us demanem que reviseu les PMF de HackerBoxes. Allà, hi trobareu una gran quantitat d’informació per als membres actuals i futurs. La pràctica totalitat dels correus electrònics d’assistència no tècnica que rebem ja es responen a les preguntes més freqüents, de manera que us agraïm molt que feu una ullada ràpida.

Pas 2: domòtica amb interruptors intel·ligents Sonoff

Els commutadors intel·ligents bàsics de Sonoff són interruptors d’alimentació de control remot que admeten la funcionalitat de Smart Home mitjançant la commutació d’alimentació de gairebé qualsevol dispositiu elèctric segons els missatges enviats per WiFi. Els commutadors intel·ligents bàsics de Sonoff inclouen un microcontrolador WiFi ESP8266, un relé d’alimentació per activar i apagar la càrrega i un petit convertidor de potència de CA a CC per subministrar el microcontrolador i el relé de la mateixa línia que es commuta.

ATENCIÓ: els dispositius de commutació intel·ligent es connecten a la xarxa elèctrica de casa. La xarxa elèctrica pot ser perillosa. Hauríeu d’entendre les implicacions de connectar els dispositius a la xarxa elèctrica. No treballeu mai en un dispositiu mentre estigui connectat a la font d'alimentació. No intenteu ajustar, modificar ni programar un dispositiu mentre estigui connectat a una font d'alimentació. Si no teniu experiència o comoditat per treballar amb seguretat a la xarxa elèctrica, demaneu que algú amb els coneixements adequats s’uneixi per ajudar-vos. SEGURETAT PRIMER

Un bon punt de partida és muntar un "cable extensible commutable" tal com es mostra al dibuix. Tingueu en compte que una línia d’alimentació de CA té un CONDUCTOR N (NEUTRAL) que sol ser BLANC. També té un L (LINE, LIVE, HOT) CONDUCTOR que sol ser NEGRE. També pot haver-hi un CONDUCTOR G (TERRA) que sol ser de METALL VERD o BARE. El N CONDUCTOR es connecta a la fulla de tap més ampla i a la jaqueta aïllant acanalada o marcada. Tingueu-los presents en connectar-vos als terminals de cargol L i N del Sonoff Smart Switch.

Assegureu-vos de cargolar els extrems de la carcassa de plàstic de l’interruptor intel·ligent Sonoff de manera que les dents de l’interior s’adherin a la jaqueta aïllant dels conductors de la xarxa. Això proporciona un alleujament de la tensió que ajuda a evitar que es desprengui un fil viu que pugui causar danys o lesions. Si el cable o l’aparell que es commuta té un tercer conductor de terra, assegureu-vos que la terra a banda i banda del commutador intel·ligent Sonoff estigui connectada entre si (passant per alt l’interruptor).

L'aplicació predeterminada que comunica i controla els interruptors intel·ligents de Sonoff immediatament fora de la caixa és eWeLink.

Pas 3: piratejar el Sonoff

Hi ha forats de soldadura per a una capçalera al tauler dins del commutador intel·ligent Sonoff. La capçalera inclou alimentació, terra, TX i RX. Es poden utilitzar per reprogramar l’ESP8266. El botó del Sonoff Smart Switch es connecta a GPIO0, de manera que es pot utilitzar per arrencar l’ESP8266 en mode de programació.

Es recomana utilitzar una capçalera femenina a la placa Sonoff Smart Switch. Com que hi ha tensions altes a la placa mentre s’utilitza, no volem que un pas de capçalera masculí doblegat pugui reduir res.

Recordeu que heu de desconnectar completament la xarxa elèctrica abans d’obrir l’interruptor intel·ligent Sonoff. Un cop programat l’interruptor, torneu a segellar-lo completament a la carcassa abans de tornar a connectar la xarxa elèctrica d’alta tensió

Vídeo: Connexió a la capçalera de Sonoff

Hi ha diversos firmware que es poden carregar als commutadors intel·ligents basats en ESP8266 per al vostre plaer de piratejar. Un dels més populars és Tasmota (vegeu Quant a Tasmota al lloc del projecte).

Vídeo: carregant Tasmota a Sonoff

Vídeo: Guia completa de Tasmota

Pas 4: Home Assistant i MQTT

El programari de domòtica facilita el control d’aparells habituals que es troben en una llar, oficina o, de vegades, en un entorn comercial, com ara llums, equips de climatització, control d’accés, aspersors i altres dispositius. Normalment, preveu la programació de tasques, com ara encendre aspersors en el moment adequat, i el tractament d’esdeveniments, com encendre llums quan es detecta moviment.

Dues plataformes domòtiques habituals són Home Assistant i openHAB. Tots dos són de codi obert i amb funcions molt completes. Analitzarem més a l’assistent domèstic.

Vídeo: Guia per a principiants de l'Assistent a la llar

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) és un protocol de xarxa lleuger de publicació i subscripció per transportar missatges entre dispositius.

Vídeo: entendre MQTT a Home Assistant

Vídeo: Connexió de dispositius 8266 amb MQTT i Adafruit.io

Vídeo: Home Assistant amb Alexa i Google Home

Pas 5: Interruptor intel·ligent de bricolatge amb Wemos D1 Mini

El Wemos D1 Mini és un popular mòdul ESP8266 amb suport WiFi integrat i interfície USB. Es pot programar fàcilment mitjançant l'IDE Arduino i altres plataformes compatibles amb l'ESP8266.

Un mòdul ESP8266, com el Wemos D1 Mini, es pot connectar a un relé per proporcionar la mateixa funcionalitat que el Sonoff Smart Switch. Aquesta configuració també proporciona pins GPIO addicionals. Aquests pins IO poden suportar la connexió de sensors (entrades), indicadors / actuadors (sortides), relés addicionals i diversos altres dispositius.

A més, el relé es pot utilitzar per canviar qualsevol tipus de senyal, no només el voltatge d’alimentació. Canviar d’altres senyals pot permetre controlar sistemes de climatització, reg / aspersors, portes de garatge, panys d’accés / portes i il·luminació de baixa tensió, com ara llums de paisatge o piscina. Hi ha molts exemples en línia de projectes com aquests.

El Wemos D1 Mini es pot alimentar mitjançant qualsevol subministrament adequat de 5V, com ara un carregador de telèfon "berruga de paret", a través del port microUSB. Com a alternativa, es pot utilitzar un petit adaptador d’alimentació de CA a CC (molt semblant a l’integrat al Sonoff Smart Switch). Tot i això: s’ha de tenir molta precaució quan es connecta amb cura l’alimentació de la xarxa a l’adaptador de corrent. A més, s’ha de proporcionar un recinte per protegir i aïllar l’adaptador d’alimentació abans d’activar la xarxa elèctrica.

Projecte: controlar un mini relé Wemos D1 per WiFi

Vídeo: carregant Tasmota a Wemos D1 Mini

Pas 6: Sensors útils per a la domòtica

Sensor de moviment

El MH-SR602 és un sensor d'infrarojos passius (sensor PIR). Els PIR mesuren la llum infraroja (IR) que irradia dels objectes del seu camp de visió. S’utilitzen més sovint en detectors de moviment basats en PIR. Els sensors PIR s’utilitzen habitualment en alarmes de seguretat i aplicacions d’il·luminació automàtica. Tots els objectes amb una temperatura superior al zero absolut emeten energia calorífica en forma de radiació. Normalment, aquesta radiació no és visible a l’ull humà perquè radia a longituds d’ona infraroges, però pot ser detectada per dispositius electrònics com els PIR.

Aquest exemple mostra com utilitzar un mòdul de sensor de moviment PIR en un projecte Arduino. Atès que el sensor de moviment PIR MH-SR602 funciona en el rang de voltatge de 3,3V-15V. Es pot utilitzar amb subministrament i senyalització de 3,3V amb el Wemos D1 Mini (ESP8266) o amb un Arduino de 5V.

Sensor d'aigua

Aquest projecte de demostració del Water Sensor parla gairebé per si mateix. El mòdul del sensor funciona amb 3,3V o 5V. La sortida es pot detectar mitjançant qualsevol pin d’entrada analògica i la funció Arduino analogRead ().

Sensor de temperatura

El DS18B20 és un sensor de temperatura que es pot utilitzar en diverses aplicacions. El sensor es comunica mitjançant el bus 1 cable (I2C) i només requereix una resistència de 4,7 K per funcionar. Aquest exemple d’exemple demostra la interfície del DS18B20 amb el Wemos D1 Mini.

Pas 7: oxímetre de pols i pulsòmetre

L’oximetria de pols és un mètode no invasiu per controlar la saturació d’oxigen d’un pacient. Tot i que la seva lectura de la saturació d’oxigen perifèric (SpO2) no sempre és idèntica a la lectura més desitjable de la saturació d’oxigen arterial (SaO2) a partir de l’anàlisi de gasos sanguinis arterials, els dos es correlacionen prou bé que el mètode d’oximetria de pols segur, convenient, no invasiu i econòmic. és valuós per mesurar la saturació d’oxigen en ús clínic.

El MAX30100 (o MAX30102) és un mòdul de biosensor integrat d’oximetria de pulsos i monitor de ritme cardíac. Inclou LED interns, fotodetectors, elements òptics i electrònica de baix soroll amb rebuig de llum ambiental. El MAX30100 proporciona una solució completa del sistema per facilitar el procés de disseny de dispositius mòbils i portàtils.

Aquest exemple d’exemple il·lustra la interfície del mòdul MAX30100 amb el Wemos D1 Mini.

AVÍS: El mòdul MAX30100, igual que amb qualsevol solució de bricolatge, només està pensat per a experimentacions educatives i demostracions. Aquestes unitats de demostració no són absolutament dispositius mèdics i no s’han de confiar per al diagnòstic ni per a cap altre propòsit clínic. Consulteu sempre el vostre metge amb llicència per obtenir més informació.

Pas 8: piratejar el planeta

Esperem que gaudiu d’aquest mes de l’aventura HackerBox en electrònica i tecnologia informàtica. Arribeu i compartiu el vostre èxit als comentaris següents o al grup de HackerBox Facebook. Recordeu també que podeu enviar un correu electrònic a [email protected] en qualsevol moment si teniu alguna pregunta o necessiteu ajuda.

Que segueix? Uneix-te a la revolució. Viu el HackLife. Obteniu una caixa d’equips piratejables que es lliuri directament a la vostra bústia de correu cada mes. Navegueu a HackerBoxes.com i inscriviu-vos a la vostra subscripció mensual a HackerBox.