HackerBox 0054: Smart Home: 8 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:39

Hälsningar till HackerBox Hackare runt om i världen! HackerBox 0054 utforskar hemautomation genom smarta switchar, sensorer och mer. Konfigurera Sonoff WiFi smarta switchar. Ändra smarta switchar för att lägga till programmeringsrubriker och flasha alternativa firmwares. Ställ in Home Assistant, MQTT och integrera smarta hemhubbar som Amazon Alexa eller Google Home. Montera DIY WiFi -smarta noder med Wemos ESP8266 -moduler. Konfigurera WiFi smarta noder som switchkontrollpunkter, sensorpunkter eller båda. Utforska flera sensoralternativ för smarta hemoperationer. Experimentera med pulsoximetri och pulsmätning.

Den här guiden innehåller information om hur du kommer igång med HackerBox 0054, som kan köpas här så länge lagret räcker. Om du vill få en sån här HackerBox i din brevlåda varje månad, prenumerera på HackerBoxes.com och gå med i revolutionen!

HackerBoxes är den månatliga prenumerationstjänsten för hårdvaruhackare och entusiaster inom elektronik och datorteknik. Följ med oss och lev HACK LIFE.

Steg 1: Innehållslista för HackerBox 0054

• Två Sonoff Basic WiFi Smart Switches
• Två Wemos D1 Mini ESP8266 -moduler
• Två Wemos D1 Mini Relay Shields
• Två Wemos D1 Mini Prototype Shields
• Två nätadapterar till 5V DC
• FTDI Seriell USB -modul
• MAX30100 pulsoximeter pulsmodul
• MH-SR602 PIR rörelsesensormodul
• Vattensensormodul
• Två DS18B20 digitala temperatursensorer
• Två 4,7K motstånd
• Man-Kvinna DuPont 10cm Tröjor
• Exklusiv vinylwebbkamera Spy Blocker Sheet
• Exklusiv HackerBox HackLife Iron-On Patch

Några andra saker som kommer att vara till hjälp:

• En eller två tvådelade AC-förlängningssladdar
• Lödkolv, löd och grundläggande lödverktyg
• Dator för att köra mjukvaruverktyg

Viktigast av allt, du behöver en känsla av äventyr, hackeranda, tålamod och nyfikenhet. Att bygga och experimentera med elektronik, samtidigt som det är mycket givande, kan vara svårt, utmanande och till och med frustrerande ibland. Målet är framsteg, inte perfektion. När du fortsätter och njuter av äventyret kan du få stor tillfredsställelse från denna hobby. Ta varje steg långsamt, tänk på detaljerna och var inte rädd för att be om hjälp.

Som alltid ber vi dig att granska HackerBoxes vanliga frågor. Där hittar du en mängd information för nuvarande och blivande medlemmar. Nästan alla icke-tekniska supportmeddelanden som vi får besvaras redan i vanliga frågor, så vi uppskattar det verkligen om du tittar snabbt.

Steg 2: Hemautomation med Sonoff Smart Switches

Sonoff Basic Smart Switches är fjärrkontrollens strömbrytare som stöder Smart Home -funktioner genom att växla ström för nästan vilken elektrisk enhet som helst enligt meddelanden som skickas via WiFi. Sonoff Basic Smart Switches består av en ESP8266 WiFi -mikrokontroller, ett effektrelä för att slå på och stänga av lasten och en liten AC till DC -effektomvandlare för att försörja mikrokontrollern och reläet från samma linje som byts.

FÖRSIKTIGHET: Smart switch -enheter ansluter till ditt hemnät. Elnät kan vara farligt. Du bör förstå konsekvenserna av att ansluta enheter till nätström. Arbeta aldrig på en enhet medan den är ansluten till elnätet. Försök inte justera, modifiera eller programmera en enhet medan den är ansluten till en nätkälla. Om du saknar erfarenhet eller komfort för att säkert arbeta med elnät, vänligen be någon med rätt expertis att hjälpa dig. SÄKERHETEN FÖRST

En bra utgångspunkt är att sätta ihop en "omkopplingsbar förlängningssladd" som visas på ritningen. Observera att en nätströmsledning har en N (NEUTRAL) LEDARE som vanligtvis är VIT. Den har också en L (LINE, LIVE, HOT) -LEDARE som vanligtvis är SVART. Det kan också finnas en G (JORD) -LEDARE som vanligtvis är GRÖN eller BARMETALL. N CONDUCTOR ansluts till det bredare pluggbladet och den ribbade eller märkta isolerande manteln. Tänk på dessa när du ansluter till L- och N -skruvterminalerna på Sonoff Smart Switch.

Var noga med att skruva ner plasthusändarna på Sonoff Smart Switch så att tänderna inuti greppar fast isoleringskåpan på nätledarna. Detta ger en dragavlastning som hjälper till att förhindra att en strömförande ledning dras loss som då kan orsaka skada eller personskada. Om sladden eller apparaten som byts har en tredje JORD -ledare, se till att marken på båda sidor av Sonoff Smart Switch är ansluten till varandra (förbi omkopplaren).

Standardappen som kommunicerar med och styr Sonoff Smart Switches direkt ur lådan är eWeLink.

Steg 3: Hacka Sonoff

Det finns lödhål för ett huvud på brädet inuti Sonoff smart switch. Rubriken inkluderar power, ground, TX och RX. Dessa kan användas för att omprogrammera ESP8266. Knappen på Sonoff Smart Switch ansluts till GPIO0, så den kan användas för att starta ESP8266 till programmeringsläge.

Det föreslås att du använder en kvinnlig rubrik på Sonoff Smart Switch -kortet. Eftersom det finns höga spänningar på kortet när det används, vill vi inte att en böjd manlig huvudstift ska korta ut någonting.

Kom ihåg att helt koppla bort nätspänningen innan du öppnar Sonoff smart switch. När omkopplaren hade programmerats, försegla den helt igen i huset innan du återansluter högspänningsnätet

Video: Anslutning till Sonoff Header

Det finns ett antal olika firmwares som kan laddas till ESP8266-baserade smarta switchar för ditt hackingnöje. En av de mest populära är Tasmota (se Om Tasmota på projektets webbplats).

Video: Läser in Tasmota till Sonoff

Video: Komplett guide till Tasmota

Steg 4: Hemassistent och MQTT

Hemmautomationsprogramvara underlättar kontroll av vanliga apparater som finns i ett hem, på kontoret eller ibland i en kommersiell miljö, till exempel lampor, HVAC -utrustning, åtkomstkontroll, sprinkler och andra enheter. Det ger vanligtvis schemaläggningsuppgifter, till exempel att slå på sprinkler vid rätt tidpunkt och händelsehantering, till exempel att tända lampor när rörelse detekteras.

Två vanliga plattformar för hemautomation är Home Assistant och openHAB. De är båda öppen källkod och mycket fullfjädrad. Vi kommer att titta mer på Home Assistant.

Video: Home Assistant Beginners Guide

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) är ett lättprotokoll, publicera-prenumerera nätverksprotokoll för att transportera meddelanden mellan enheter.

Video: Förstå MQTT i Home Assistant

Video: Anslutning av 8266 -enheter med MQTT och Adafruit.io

Video: Hemassistent med Alexa och Google Home

Steg 5: DIY Smart Switch med Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini är en populär ESP8266 -modul med inbyggt WiFi -stöd och USB -gränssnitt. Det kan enkelt programmeras via Arduino IDE och andra plattformar som stöder ESP8266.

En ESP8266 -modul, till exempel Wemos D1 Mini, kan anslutas till ett relä för att ge samma funktionalitet som Sonoff Smart Switch. En sådan konfiguration ger också serval ytterligare GPIO -stift. Dessa IO -stift kan stödja anslutning av sensorer (ingångar), indikatorer/ställdon (utgångar), ytterligare reläer och olika andra enheter.

Dessutom kan reläet användas för att växla vilken typ av signal som helst, inte bara nätspänningen. Om du byter andra signaler kan du styra luftkonditioneringssystem, bevattning/sprinkler, garageportar, åtkomst-/grindlås och lågspänningsbelysning som landskap eller poolbelysning. Det finns många exempel online på sådana här projekt.

Wemos D1 Mini kan drivas av valfri 5V -strömförsörjning, till exempel en "väggvarta" telefonladdare, via microUSB -porten. Alternativt kan en liten AC till DC -nätadapter (ungefär som den som är inbyggd i Sonoff Smart Switch) användas för strömförsörjning. Men: Extrem försiktighet måste iakttas när nätkabeln försiktigt ansluts till nätadaptern. Det måste också finnas ett hölje för att skydda och isolera nätadaptern innan nätströmmen aktiveras.

Projekt: Styr ett Wemos D1 Mini Relay via WiFi

Video: Laddar Tasmota på Wemos D1 Mini

Steg 6: Sensorer som är användbara för hemautomation

Rörelsesensor

MH-SR602 är en passiv infraröd sensor (PIR-sensor). PIR mäter infrarött (IR) ljus som strålar från objekt i deras synfält. De används oftast i PIR-baserade rörelsedetektorer. PIR -sensorer används vanligtvis i säkerhetslarm och automatiska belysningsprogram. Alla objekt med en temperatur över absolut noll avger värmeenergi i form av strålning. Vanligtvis är denna strålning inte synlig för det mänskliga ögat eftersom den strålar vid infraröda våglängder, men den kan detekteras av elektroniska enheter som PIR.

Detta exempel visar hur man använder en PIR -rörelsesensormodul i ett Arduino -projekt. Eftersom MH-SR602 PIR-rörelsesensorn arbetar i spänningsområdet 3,3V-15V. Den kan användas med 3,3V matning och signalering med Wemos D1 Mini (ESP8266) eller med en 5V Arduino.

Vattensensor

Detta demoprojekt för vattensensorn talar i stort sett för sig själv. Sensormodulen fungerar med antingen 3,3V eller 5V. Utgången kan avkännas med vilken analog ingångsstift som helst och Arduino analogRead () -funktionen.

Temperatursensor

DS18B20 är en temperatursensor som kan användas i en mängd olika applikationer. Sensorn kommunicerar med 1 -tråds (I2C) bussen och kräver bara ett 4,7K uppdragningsmotstånd för att fungera. Detta exempelprojekt visar gränssnitt mellan DS18B20 och Wemos D1 Mini.

Steg 7: Pulsoximeter och pulsmätare

Pulsoximetri är en icke -invasiv metod för att övervaka en patients syremättnad. Även om dess avläsning av perifer syremättnad (SpO2) inte alltid är identisk med den mer önskvärda avläsningen av arteriell syremättnad (SaO2) från arteriell blodgasanalys, korreleras de två tillräckligt bra för att den säkra, bekväma, icke -invasiva, billiga pulsoximetri -metoden är värdefull för mätning av syremättnad vid klinisk användning.

MAX30100 (eller MAX30102) är en integrerad pulsoximetri och pulsmätare biosensormodul. Den innehåller interna lysdioder, fotodetektorer, optiska element och ljudlös elektronik med avvisande av omgivande ljus. MAX30100 ger en komplett systemlösning för att underlätta designprocessen för mobila och bärbara enheter.

Detta exempelprojekt illustrerar gränssnittet mellan MAX30100 -modulen och Wemos D1 Mini.

ANMÄRKNING: MAX30100 -modulen, som med alla DIY -lösningar, är endast avsedd för pedagogiska experiment och demonstrationsändamål. Dessa demonstrationsenheter är absolut inte medicintekniska produkter och ska inte förlita sig för diagnos eller något annat kliniskt ändamål. Rådgör alltid med din legitimerade läkare för mer information.

Steg 8: Hacka planeten

Vi hoppas att du njuter av månadens HackerBox -äventyr inom elektronik och datorteknik. Nå ut och dela din framgång i kommentarerna nedan eller på HackerBox Facebook Group. Kom också ihåg att du kan skicka e -post till [email protected] när som helst om du har en fråga eller behöver hjälp.

Vad kommer härnäst? Gå med i revolutionen. Lev HackLife. Få en cool låda med hackbar utrustning levererad direkt till din brevlåda varje månad. Surfa över till HackerBoxes.com och registrera dig för ditt månatliga HackerBox -abonnemang.