HackerBox 0054: Խելացի տուն. 8 քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Ողջույն ողջ աշխարհի HackerBox ցանցահեններին: HackerBox 0054- ը ուսումնասիրում է տան ավտոմատացումը խելացի անջատիչների, տվիչների և այլնի միջոցով: Կարգավորեք Sonoff WiFi խելացի անջատիչները: Փոփոխեք խելացի անջատիչները `ծրագրավորման վերնագրեր և այլընտրանքային ծրագրակազմեր լուսարձակում ավելացնելու համար: Ստեղծեք Home Assistant, MQTT և ինտեգրեք խելացի տան հանգույցներ, ինչպիսիք են Amazon Alexa- ն կամ Google Home- ը: Հավաքեք DIY WiFi խելացի հանգույցներ ՝ օգտագործելով Wemos ESP8266 մոդուլները: Կարգավորեք WiFi խելացի հանգույցները որպես անջատիչի կառավարման կետեր, տվիչների կետեր կամ երկուսն էլ: Ուսումնասիրեք խելացի տան գործարկման սենսորների բազմաթիվ տարբերակներ: Փորձարկեք զարկերակային օքսիմետրիայի և սրտի հաճախության մոնիտորինգի միջոցով:

Այս ուղեցույցը պարունակում է տեղեկատվություն HackerBox 0054 -ով սկսելու համար, որը կարելի է ձեռք բերել այստեղ, քանի դեռ մատակարարումները վերջանում են: Եթե ցանկանում եք ամեն ամիս ստանալ ձեր փոստարկղում այսպիսի HackerBox, խնդրում ենք բաժանորդագրվել HackerBoxes.com կայքում և միանալ հեղափոխությանը:

HackerBoxes- ը ամսական բաժանորդագրության տուփի ծառայություն է ապարատային հաքերների և էլեկտրոնիկայի և համակարգչային տեխնիկայի սիրահարների համար: Միացեք մեզ և ապրեք HACK LIFE:

Քայլ 1: HackerBox 0054- ի բովանդակության ցուցակ

• Երկու Sonoff հիմնական WiFi խելացի անջատիչ
• Երկու Wemos D1 Mini ESP8266 մոդուլ
• Երկու Wemos D1 Mini Relay Shields
• Երկու Wemos D1 մինի նախատիպի վահան
• Երկու հոսանքի AC- ից 5V DC հոսանքի ադապտերներ
• FTDI սերիական USB մոդուլ
• MAX30100 Pulse Oximeter Heart Rate Module
• MH-SR602 PIR Շարժման ցուցիչ մոդուլ
• Sրի սենսորային մոդուլ
• Երկու DS18B20 թվային ջերմաստիճանի տվիչներ
• Երկու 4.7K դիմադրիչ
• Արական և իգական DuPont 10 սմ թռիչքներ
• Վինիլային վեբ -տեսախցիկի բացառիկ արգելափակման թերթիկ
• Բացառիկ HackerBox HackLife Iron-On Patch

Որոշ այլ բաներ, որոնք օգտակար կլինեն.

• Մեկ կամ երկու երկկողմանի AC երկարացման լարեր
• Sոդման երկաթ, զոդման և զոդման հիմնական գործիքներ
• Համակարգիչ `ծրագրային գործիքների գործարկման համար

Ամենակարևորը, ձեզ հարկավոր կլինի արկածախնդրության, հաքերական ոգու, համբերության և հետաքրքրասիրության զգացում: Էլեկտրոնիկայի հետ կառուցելը և փորձարկելը, չնայած շատ պարգևատրող է, երբեմն կարող է լինել բարդ, դժվար և նույնիսկ հիասթափեցնող: Նպատակը առաջընթացն է, ոչ թե կատարելությունը: Երբ համառ ես և վայելում ես արկածախնդրությունը, այս հոբբիից կարող ես մեծ բավականություն ստանալ: Յուրաքանչյուր քայլ կատարեք դանդաղ, հաշվի առեք մանրամասները և մի վախեցեք օգնություն խնդրելուց:

Ինչպես միշտ, մենք խնդրում ենք ձեզ վերանայել HackerBoxes- ի ՀՏՀ -ն: Այնտեղ դուք կգտնեք հարուստ տեղեկատվություն ներկա և ապագա անդամների համար: Գրեթե բոլոր ոչ տեխնիկական աջակցության էլ.

Քայլ 2. Տնային ավտոմատացում Sonoff խելացի անջատիչներով

Sonoff Basic Smart Switches- ը հեռակառավարման էլեկտրական անջատիչներ են, որոնք ապահովում են Smart Home- ի գործառույթը ՝ անջատելով գրեթե ցանկացած էլեկտրական սարքի էներգիան ՝ ըստ WiFi- ով ուղարկված հաղորդագրությունների: Sonoff Basic Smart Switches- ը ներառում է ESP8266 WiFi միկրոկոնտրոլեր, բեռը միացնելու և անջատելու էներգիայի ռելե և մի փոքր AC to DC էներգիայի փոխարկիչ `միկրոկոնտրոլերը և ռելեն միացնելու համար:

Ո CAՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Խելացի անջատիչ սարքերը միանում են ձեր տան ցանցին: Էլեկտրաէներգիայի հոսանքը կարող է վտանգավոր լինել: Դուք պետք է հասկանաք սարքերը ցանցին միացնելու հետևանքները: Երբեք մի աշխատեք սարքի վրա, երբ այն միացված է հոսանքի աղբյուրին: Մի փորձեք հարմարեցնել, փոփոխել կամ ծրագրավորել սարքը, երբ այն միացված է ցանցի էներգիայի աղբյուրին: Եթե դուք չունեք փորձ կամ հարմարավետություն ՝ ապահով էլեկտրական էներգիայի հետ աշխատելու համար, խնդրում ենք, որ համապատասխան փորձաքննությամբ օժտված անձը միանա ձեզ օգնելու համար: ԱՆՎՏԱՆԳՈԹՅՈ FՆ ԱՌԱԻՆ

Լավ ելակետ է ՝ միացնել «անջատելի երկարացման լար», ինչպես ցույց է տրված գծագրում: Ուշադրություն դարձրեք, որ AC ցանցի էլեկտրահաղորդման գծում կա N (ՉԵUTՈALԹՅՈՆ) ԿԱՄՈՈԻՉ, որը սովորաբար ՍՊԻՏԱԿ է: Այն ունի նաև L (LINE, LIVE, HOT) CONDUCTOR, որը սովորաբար ՍԵՎ է: Կարող է լինել նաև G (GROUND) CONDUCTOR, որը սովորաբար GREEN կամ BARE METAL է: N CONDUCTOR- ը միանում է խրոցակի ավելի լայն սայրի և շերտավոր կամ նշվող մեկուսիչ բաճկոնի հետ: Հիշեք դրանք Sonoff Smart Switch- ի L և N պտուտակային տերմինալներին միանալիս:

Համոզվեք, որ պտուտակեք Sonoff Smart անջատիչի պլաստմասե ծայրերը այնպես, որ ներսի ատամները կպչեն ցանցի հաղորդիչների մեկուսիչ բաճկոնին: Սա ապահովում է լարվածության թեթևացում, որն օգնում է կանխել կենդանի մետաղալարերի արձակումը, ինչը կարող է վնաս կամ վնասվածք պատճառել: Եթե լարը կամ սարքը, որը փոխվում է, ունի երրորդ GROUND հաղորդիչ, համոզվեք, որ Sonoff խելացի անջատիչի երկու կողմերը միացված են իրար (անջատիչը շրջանցելով):

Լռելյայն ծրագիրը, որը հաղորդակցվում և վերահսկում է Sonoff Smart Switches- ը վանդակում, eWeLink- ն է:

Քայլ 3. Կոտրեք Sonoff- ը

Sonoff խելացի անջատիչի ներսում տախտակի վրա կան վերնագրի զոդման անցքեր: Վերնագիրը ներառում է հզորություն, հող, TX և RX: Դրանք կարող են օգտագործվել ESP8266- ի վերագրագրավորման համար: Sonoff Smart Switch- ի կոճակը միանում է GPIO0- ին, ուստի այն կարող է օգտագործվել ESP8266- ը ծրագրավորման ռեժիմի գործարկելու համար:

Sonoff Smart Switch տախտակին առաջարկվում է օգտագործել կին վերնագիր: Քանի որ տախտակի վրա բարձր լարման առկայություն կա օգտագործման ընթացքում, մենք չենք ցանկանում, որ տղամարդու գլխի ծալված քորոցը կարճացնի որևէ բան:

Հիշեք, որ Sonoff խելացի անջատիչը բացելուց առաջ ամբողջությամբ անջատեք էլեկտրասնուցումը: Անջատիչը ծրագրավորվելուց հետո այն ամբողջությամբ փակեք իր պատյան մեջ ՝ նախքան բարձր լարման ցանցի մատակարարումը նորից միացնելը:

Տեսանյութ. Միացում Sonoff- ի վերնագրին

Կան մի շարք տարբեր ֆիրմային ծրագրեր, որոնք կարող են բեռնվել ESP8266- ի վրա հիմնված Smart Switches- ի վրա `ձեր հակերային հաճույքի համար: Ամենահայտնիներից մեկն է Տասմոտան (տե՛ս Տասմոտայի մասին նախագծի կայքում):

Տեսանյութ ՝ բեռնվում է Տասմոտան Սոնոֆին

Տեսանյութ ՝ Տասմոտայի ամբողջական ուղեցույց

Քայլ 4: Տնային օգնական և MQTT

Տնային ավտոմատացման ծրագրակազմը հեշտացնում է տանը, գրասենյակում կամ երբեմն առևտրային տարածքում գտնվող սովորական սարքավորումների վերահսկումը, ինչպիսիք են լույսերը, HVAC սարքավորումները, մուտքի վերահսկումը, ցնցուղները և այլ սարքերը: Սովորաբար այն նախատեսում է պլանավորման առաջադրանքներ, ինչպիսիք են `համապատասխան պահին միացնել հեղուկացիրները և իրադարձությունների կառավարում, օրինակ` լույսերը միացնել, երբ շարժում է հայտնաբերվում:

Տան ավտոմատացման երկու ընդհանուր հարթակ են ՝ Home Assistant- ը և openHAB- ը: Նրանք երկուսն էլ բաց կոդ են և շատ լիարժեք: Մենք ավելի շատ կանդրադառնանք Home Assistant- ին:

Տեսանյութ. Տնային օգնական սկսնակների ուղեցույց

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)-թեթև, հրատարակող և բաժանորդագրվող ցանցային արձանագրություն ՝ սարքերի միջև հաղորդագրություններ փոխադրելու համար:

Տեսանյութ. Տնային օգնականում MQTT- ի իմացություն

Տեսանյութ ՝ 8266 սարքերի միացում MQTT- ի և Adafruit.io- ի հետ

Տեսանյութ ՝ Տնային օգնական Alexa- ի և Google Home- ի հետ

Քայլ 5. DIY Smart Switch Wemos D1 Mini- ով

Wemos D1 Mini- ն հանրաճանաչ ESP8266 մոդուլ է ՝ ներկառուցված WiFi աջակցությամբ և USB ինտերֆեյսով: Այն կարելի է հեշտությամբ ծրագրավորել Arduino IDE- ի և ESP8266- ին աջակցող այլ հարթակների միջոցով:

ESP8266 մոդուլը, ինչպիսին է Wemos D1 Mini- ն, կարող է միացվել ռելեին `ապահովելու նույն ֆունկցիոնալությունը, ինչ Sonoff Smart Switch- ը: Նման կոնֆիգուրացիան ապահովում է նաև serval լրացուցիչ GPIO կապում: Այս IO կապերը կարող են աջակցել սենսորների (մուտքերի), ցուցիչների/գործարկիչների (ելքերի), լրացուցիչ ռելեներ և տարբեր այլ սարքերի միացմանը:

Ավելին, ռելեը կարող է օգտագործվել ցանկացած տեսակի ազդանշան փոխելու համար, այլ ոչ միայն սնուցման ցանցի լարման: Այլ ազդանշանների փոխարկումը կարող է աջակցել օդորակման համակարգերի, ոռոգման/ցնցուղների, ավտոտնակի դռների, մուտքի/դարպասի կողպեքների և ցածր լարման լուսավորության, ինչպիսիք են լանդշաֆտի կամ լողավազանի լույսերը: Առցանց նման նախագծերի բազմաթիվ օրինակներ կան:

Wemos D1 Mini- ն կարող է սնուցվել ցանկացած 5 Վ լարման համապատասխան աղբյուրով, օրինակ ՝ «պատի գորտնուկ» հեռախոսի լիցքավորիչով, microUSB պորտի միջոցով: Այլապես, հոսանքի համար կարող է օգտագործվել մի փոքր AC- ից DC հոսանքի ադապտեր (շատ նման է Sonoff Smart Switch- ում տեղադրվածին): Այնուամենայնիվ. Maայրահեղ զգուշություն պետք է ցուցաբերվի, երբ ուշադիր միացնում եք հոսանքը հոսանքի ադապտերին: Բացի այդ, պետք է տրամադրվի պարիսպ, որը պետք է պաշտպանի և մեկուսացնի հոսանքի ադապտերը, նախքան ցանցի հոսանքը միացնելը:

Նախագիծ. Վերահսկեք Wemos D1 Mini Relay- ը WiFi- ի միջոցով

Տեսանյութ ՝ Tasmota- ի բեռնում Wemos D1 Mini- ում

Քայլ 6: Տնային ավտոմատացման համար օգտակար սենսորներ

Շարժման ցուցիչ

MH-SR602- ը պասիվ ինֆրակարմիր սենսոր է (PIR ցուցիչ): PIR- ները չափում են իրենց տեսադաշտի օբյեկտներից ճառագայթող ինֆրակարմիր (IR) լույսը: Դրանք առավել հաճախ օգտագործվում են PIR- ի վրա հիմնված շարժման դետեկտորներում: PIR տվիչները սովորաբար օգտագործվում են անվտանգության ահազանգերի և լուսավորման ավտոմատ ծրագրերում: Բացարձակ զրոյից բարձր ջերմաստիճան ունեցող բոլոր առարկաները ճառագայթման տեսքով ջերմային էներգիա են արձակում: Սովորաբար այս ճառագայթումը տեսանելի չէ մարդու աչքին, քանի որ այն ճառագայթում է ինֆրակարմիր ալիքների երկարություններում, սակայն այն կարող է հայտնաբերվել էլեկտրոնային սարքերի միջոցով, ինչպիսիք են PIR- ները:

Այս օրինակը ցույց է տալիս, թե ինչպես օգտագործել PIR շարժման տվիչների մոդուլը Arduino նախագծում: Քանի որ MH-SR602 PIR շարժման տվիչը գործում է 3.3V-15V լարման տիրույթում: Այն կարող է օգտագործվել 3.3 Վ լարման և ազդանշանով Wemos D1 Mini (ESP8266) - ով կամ 5 Վ Arduino- ով:

Րի տվիչ

Demրի սենսորի այս ցուցադրական նախագիծը բավականին ինքնին խոսում է: Սենսորային մոդուլը գործում է կամ 3.3V կամ 5V- ով: Ելքը կարելի է զգալ ՝ օգտագործելով ցանկացած անալոգային մուտքագրման քորոց և Arduino analogRead () գործառույթը:

Երմաստիճանի ցուցիչ

DS18B20- ը ջերմաստիճանի տվիչ է, որը կարող է օգտագործվել տարբեր ծրագրերում: Սենսորը հաղորդակցվում է 1 մետաղալարով (I2C) ավտոբուսով և աշխատելու համար պահանջվում է միայն մեկ 4.7K ձգման դիմադրություն: Այս օրինակի նախագիծը ցույց է տալիս DS18B20- ի և Wemos D1 Mini- ի հետ փոխկապակցումը:

Քայլ 7 ՝ զարկերակային օքսիմետր և սրտի զարկերի մոնիտոր

Իմպուլսային օքսիմետրիան հիվանդի թթվածնի հագեցվածությունը վերահսկելու ոչ ինվազիվ մեթոդ է: Թեև ծայրամասային թթվածնի հագեցվածության (SpO2) ընթերցումը միշտ չէ, որ զարկերակային արյան գազի անալիզից զարկերակային թթվածնի հագեցվածության (SaO2) ավելի ցանկալի ընթերցումն է, այդ երկուսը բավական լավ փոխկապակցված են, որ անվտանգ, հարմար, ոչ ինվազիվ, էժան զարկերակային օքսիմետրիայի մեթոդը: արժեքավոր է կլինիկական օգտագործման մեջ թթվածնի հագեցվածությունը չափելու համար:

MAX30100- ը (կամ MAX30102) ինտեգրված զարկերակային օքսիմետրիայի և սրտի զարկերի մոնիտորի կենսասենսորային մոդուլ է: Այն ներառում է ներքին լուսադիոդներ, ֆոտոդետեկտորներ, օպտիկական տարրեր և ցածր աղմուկ ունեցող էլեկտրոնիկա ՝ շրջակա լույսի մերժմամբ: MAX30100- ը տրամադրում է ամբողջական համակարգային լուծում `շարժական և կրելի սարքերի նախագծման գործընթացը հեշտացնելու համար:

Այս օրինակը ցույց է տալիս MAX30100 մոդուլի միացումը Wemos D1 Mini- ին:

Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. MAX30100 մոդուլը, ինչպես ցանկացած DIY լուծում, նախատեսված է միայն կրթական փորձերի և ցուցադրման նպատակների համար: Այս ցուցադրական միավորները բացարձակապես բժշկական սարքավորումներ չեն և չպետք է ապավինեն ախտորոշման կամ որևէ այլ կլինիկական նպատակի համար: Լրացուցիչ տեղեկությունների համար միշտ խորհրդակցեք ձեր լիցենզավորված բժշկի հետ:

Քայլ 8: Հաք մոլորակը

Հուսով ենք, որ դուք վայելում եք այս ամսվա HackerBox արկածախնդրությունը էլեկտրոնիկայի և համակարգչային տեխնոլոգիաների ոլորտում: Շփվեք և կիսվեք ձեր հաջողությամբ ստորև բերված մեկնաբանություններում կամ HackerBox Facebook Group- ում: Նաև հիշեք, որ ցանկացած հարցի կամ օգնության կարիք ունենալու դեպքում կարող եք ցանկացած պահի ուղարկել [email protected] էլ.

Ի՞նչ է հաջորդը: Միացեք հեղափոխությանը: Ապրեք HackLife- ով: Ամեն ամիս ձեռք բերեք կոտրելի հանդերձանքի զովացուցիչ տուփ, որը անմիջապես առաքվում է ձեր փոստարկղին: Գնացեք HackerBoxes.com և գրանցվեք ձեր HackerBox ամսական բաժանորդագրության համար: