HackerBox 0054: Smart Home: 8 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Pagbati sa mga HackerBox Hacker sa buong mundo! Sinisiyasat ng HackerBox 0054 ang automation ng bahay sa pamamagitan ng mga smart switch, sensor, at marami pa. I-configure ang mga smart switch ng Sonoff WiFi. Baguhin ang mga smart switch upang magdagdag ng mga header ng programa at flash ng kahaliling mga firmware. I-set up ang Home Assistant, MQTT, at isama ang mga smart home hub tulad ng Amazon Alexa o Google Home. Ipunin ang mga smart node ng DIY WiFi gamit ang mga modyul ng Wemos ESP8266. I-configure ang mga smart node ng WiFi bilang mga switch control point, sensor point, o pareho. Galugarin ang maraming mga pagpipilian sa sensor para sa matalinong pagpapatakbo ng bahay. Eksperimento sa pulse oximetry at pagsubaybay sa rate ng puso.

Naglalaman ang gabay na ito ng impormasyon para sa pagsisimula sa HackerBox 0054, na maaaring mabili dito habang tumatagal ang mga supply. Kung nais mong makatanggap ng isang HackerBox tulad ng karapatang ito sa iyong mailbox bawat buwan, mangyaring mag-subscribe sa HackerBoxes.com at sumali sa rebolusyon!

Ang HackerBoxes ay ang buwanang serbisyo sa kahon ng subscription para sa mga hacker ng hardware at mahilig sa electronics at teknolohiya ng computer. Sumali sa amin at mabuhay ang BUHAY HACK.

Hakbang 1: Listahan ng Nilalaman para sa HackerBox 0054

• Dalawang Sonoff Basic WiFi Smart Switch
• Dalawang Wemos D1 Mini ESP8266 Modules
• Dalawang Wemos D1 Mini Relay Shields
• Dalawang Wemos D1 Mini Prototype Shields
• Two Mains AC hanggang 5V DC Power Adapters
• FTDI Serial USB Module
• MAX30100 Pulse Oximeter Heart Rate Module
• MH-SR602 PIR Motion Sensor Module
• Modyul ng Sensor ng Tubig
• Dalawang DS18B20 Digital Temperatura Sensor
• Dalawang 4.7K Resistors
• Lalaki-Babae DuPont 10cm Mga Jumpers
• Eksklusibong Vinyl Webcam Spy Blocker Sheet
• Eksklusibong HackerBox HackLife Iron-On Patch

Ilang iba pang mga bagay na makakatulong:

• Isa o dalawang dalawang-prong AC extension cord
• Panghinang, bakal, at pangunahing mga tool sa paghihinang
• Computer para sa pagpapatakbo ng mga tool ng software

Pinakamahalaga, kakailanganin mo ang isang pakiramdam ng pakikipagsapalaran, espiritu ng hacker, pasensya, at pag-usisa. Ang pagbuo at pag-eksperimento sa electronics, habang napaka-rewarding, ay maaaring maging nakakalito, mapaghamong, at kahit nakakainis minsan. Ang layunin ay pag-unlad, hindi pagiging perpekto. Kapag nagpumilit ka at nasisiyahan sa pakikipagsapalaran, maraming kasiyahan ang maaaring makuha mula sa libangan na ito. Dahan-dahang gawin ang bawat hakbang, isipin ang mga detalye, at huwag matakot na humingi ng tulong.

Tulad ng nakasanayan, hinihiling namin sa iyo na suriin mo ang FAQ ng HackerBoxes. Doon, mahahanap mo ang isang kayamanan ng impormasyon para sa kasalukuyan at mga prospective na miyembro. Halos lahat ng mga email na hindi pang-teknikal na suporta na natanggap namin ay sinasagot na sa FAQ, kaya talagang pinahahalagahan namin ito kung mayroon kang isang mabilis na pagtingin.

Hakbang 2: Pag-aautomat ng Home Sa Mga Sonoff Smart Switch

Ang Sonoff Basic Smart Switches ay mga remote control switch ng kuryente na sumusuporta sa pagpapaandar ng Smart Home sa pamamagitan ng paglipat ng kuryente para sa halos anumang aparato na de-koryente ayon sa mga mensahe na ipinadala sa paglipas ng WiFi. Ang Sonoff Basic Smart Switches ay binubuo ng isang ESP8266 WiFi microcontroller, isang power relay upang i-on at i-off ang load, at isang maliit na AC sa DC power converter upang maibigay ang microcontroller at i-relay mula sa parehong linya na inililipat.

Pag-iingat: kumonekta ang mga smart switch na aparato sa lakas ng iyong home mains. Mapanganib ang kapangyarihan ng pangunahing Dapat mong maunawaan ang mga implikasyon ng pagkonekta ng mga aparato sa lakas ng mains. Huwag kailanman gumana sa isang aparato habang nakakonekta ito sa mapagkukunan ng kuryente. Huwag subukang ayusin, baguhin, o programa ng isang aparato habang nakakonekta ito sa isang mapagkukunan ng kuryente. Kung kulang ka sa karanasan o ginhawa upang ligtas na magtrabaho kasama ang kapangyarihan ng mains, mangyaring sumali sa isang taong may wastong kadalubhasaan upang matulungan ka. SAFETY UNA

Ang isang mahusay na panimulang punto, ay upang pagsamahin ang isang "switchable extension cord" tulad ng ipinakita sa pagguhit. Tandaan na ang isang linya ng kuryente ng AC mains ay may isang N (NEUTRAL) CONDUCTOR na karaniwang Puti. Mayroon din itong L (LINE, LIVE, HOT) CONDUCTOR na karaniwang BLACK. Maaari ring magkaroon ng isang G (GROUND) CONDUCTOR na karaniwang GREEN o BARE METAL. Ang N CONDUCTOR ay kumokonekta sa mas malawak na talim ng plug at ang ribbed o minarkahang insulate jacket. Isaisip ito habang kumokonekta sa mga terminal ng L at N na tornilyo ng Sonoff Smart Switch.

Siguraduhin na i-tornilyo ang mga dulo ng plastik na pabahay ng Sonoff Smart Switch upang ang mga ngipin sa loob ay mahigpit na nakakabit sa insulate jacket ng mga conductor ng mains. Nagbibigay ito ng isang kaluwagan sa pilay na makakatulong mapigilan ang isang live na kawad mula sa paghugot na maluwag na maaaring magdulot ng pinsala o pinsala. Kung ang cord o appliance na inililipat ay may pangatlong konduktor ng GROUND, tiyaking ang lupa sa magkabilang panig ng Sonoff Smart Switch ay konektado magkasama (bypassing the switch).

Ang default na app na nakikipag-ugnay sa, at nagkokontrol, ang Sonoff Smart Switches mula mismo sa kahon ay eWeLink.

Hakbang 3: I-hack ang Sonoff

Mayroong mga butas ng panghinang para sa isang header sa board sa loob ng Sonoff smart switch. Kasama sa header ang lakas, lupa, TX, at RX. Maaari itong magamit upang muling pagprogram ng ESP8266. Ang pindutan sa Sonoff Smart Switch ay kumokonekta sa GPIO0, kaya maaari itong magamit upang i-boot ang ESP8266 sa mode ng pagprograma.

Iminumungkahi na gumamit ng isang babaeng header sa Sonoff Smart Switch board. Dahil may mataas na boltahe sa board habang ginagamit, hindi namin nais ang isang baluktot na male header pin upang maikli ang anumang bagay.

Alalahaning ganap na idiskonekta ang power supply ng mains bago buksan ang Sonoff smart switch. Kapag na-program na ang switch, i-seal ito nang kumpletong back up sa kanyang pabahay bago muling kumonekta ang supply ng mataas na boltahe

Video: Kumokonekta sa Sonoff Header

Mayroong isang bilang ng iba't ibang mga firmwares na maaaring mai-load sa mga Smart switch na nakabatay sa ESP8266 para sa iyong kasiyahan sa pag-hack. Ang isa sa pinakatanyag ay ang Tasmota (tingnan ang Tungkol sa Tasmota sa site ng proyekto).

Video: Nilo-load ang Tasmota kay Sonoff

Video: Kumpletuhin ang Patnubay sa Tasmota

Hakbang 4: Home Assistant at MQTT

Pinapadali ng Home Automation Software ang kontrol ng mga karaniwang kagamitan na matatagpuan sa isang bahay, tanggapan, o kung minsan ay isang setting ng komersyo, tulad ng mga ilaw, kagamitan sa HVAC, kontrol sa pag-access, mga pandilig, at iba pang mga aparato. Karaniwan itong nagbibigay para sa pag-iiskedyul ng mga gawain, tulad ng pag-on ng mga pandilig sa naaangkop na oras, at paghawak ng kaganapan, tulad ng pag-on ng mga ilaw kapag nakita ang paggalaw.

Dalawang karaniwang mga platform sa Home Automation ay ang Home Assistant at openHAB. Pareho silang bukas na mapagkukunan at napaka-tampok na tampok. Mas titingnan namin ang tungkol sa Home Assistant.

Video: Gabay sa Mga Nagsisimula ng Assistant ng Bahay

Ang MQTT (Mensahe ng Queue ng Telemetry Transport) ay isang magaan, mag-publish-subscribe ng network protocol para sa pagdadala ng mga mensahe sa pagitan ng mga aparato.

Video: Pag-unawa sa MQTT sa Home Assistant

Video: Pagkonekta ng 8266 Mga Device sa MQTT at Adafruit.io

Video: Home Assistant kasama ang Alexa at Google Home

Hakbang 5: DIY Smart Switch Sa Wemos D1 Mini

Ang Wemos D1 Mini ay isang tanyag na module ng ESP8266 na may built in na suporta sa WiFi at interface ng USB. Maaari itong madaling mai-program sa pamamagitan ng Arduino IDE at iba pang mga platform na sumusuporta sa ESP8266.

Ang isang module na ESP8266, tulad ng Wemos D1 Mini, ay maaaring konektado sa isang relay upang maibigay ang parehong pag-andar tulad ng Sonoff Smart Switch. Ang nasabing pagsasaayos ay nagbibigay din ng karagdagang serval na mga pin ng GPIO. Maaaring suportahan ng mga IO pin na ito ang koneksyon ng mga sensor (input), tagapagpahiwatig / actuator (output), karagdagang mga relay, at iba`t ibang mga aparato.

Bukod dito, maaaring magamit ang relay upang ilipat ang anumang uri ng signal, hindi lamang ang boltahe ng powering mains. Ang paglipat ng iba pang mga signal ay maaaring suportahan ang pagkontrol ng mga aircon system, patubig / pandilig, pintuan ng garahe, pag-access / gate lock, at pag-iilaw ng mababang boltahe tulad ng mga ilaw ng tanawin o pool. Maraming mga halimbawa sa online ng mga proyektong tulad nito.

Ang Wemos D1 Mini ay maaaring pinalakas ng anumang sapat na 5V supply, tulad ng isang "wall wart" charger ng telepono, sa pamamagitan ng microUSB port. Bilang kahalili, ang isang maliit na AC sa DC power adapter (katulad ng naitayo sa Sonoff Smart Switch) ay maaaring magamit para sa lakas. Gayunpaman: Ang matinding pag-aalaga ay dapat gawin kapag maingat na kumokonekta ng lakas ng mains sa power adapter. Gayundin, dapat magbigay ng isang enclosure upang maprotektahan at ihiwalay ang power adapter bago pa maaktibo ang lakas ng mains.

Project: Kontrolin ang isang Wemos D1 Mini Relay sa WiFi

Video: Naglo-load ng Tasmota sa Wemos D1 Mini

Hakbang 6: Kapaki-pakinabang ang Mga Sensor para sa Pag-aautomat ng Bahay

Motion Sensor

Ang MH-SR602 ay isang passive infrared sensor (PIR sensor). Sinusukat ng PIRs ang infrared (IR) na ilaw na nagniningning mula sa mga bagay sa kanilang larangan ng pagtingin. Kadalasan ginagamit ang mga ito sa mga detektor ng paggalaw na nakabatay sa PIR. Ang mga sensor ng PIR ay karaniwang ginagamit sa mga alarma sa seguridad at awtomatikong mga aplikasyon ng pag-iilaw. Ang lahat ng mga bagay na may temperatura sa itaas ng ganap na zero ay naglalabas ng enerhiya ng init sa anyo ng radiation. Kadalasan ang radiation na ito ay hindi nakikita ng mata ng tao dahil lumilitaw ito sa mga infrared na haba ng daluyong, ngunit maaari itong makita ng mga elektronikong aparato tulad ng PIRs.

Ipinapakita ng halimbawang ito kung paano gumamit ng module ng PIR motion sensor sa isang proyekto ng Arduino. Dahil ang MH-SR602 PIR Motion Sensor ay nagpapatakbo sa saklaw ng boltahe ng 3.3V-15V. Maaari itong magamit sa 3.3V supply at pagbibigay ng senyas sa Wemos D1 Mini (ESP8266) o sa isang 5V Arduino.

Water Sensor

Ang proyektong demo na ito para sa Water Sensor ay halos nagsasalita para sa sarili. Ang module ng sensor ay nagpapatakbo ng alinman sa 3.3V o 5V. Ang output ay maaaring madama gamit ang anumang analog input pin at ang function ng Arduino analogRead ().

Temperatura Sensor

Ang DS18B20 ay isang sensor ng temperatura na maaaring magamit sa iba't ibang mga application. Nakikipag-usap ang sensor gamit ang 1 wire (I2C) bus at nangangailangan lamang ng isang 4.7K pull up risistor upang mapatakbo. Ang halimbawang proyekto na ito ay nagpapakita ng interfacing ng DS18B20 sa Wemos D1 Mini.

Hakbang 7: Pulse Oximeter at Heart-Rate Monitor

Ang pulse oximetry ay isang noninvasive na pamamaraan para sa pagsubaybay sa saturation ng oxygen ng pasyente. Kahit na ang pagbabasa nito ng peripheral oxygen saturation (SpO2) ay hindi laging magkapareho sa mas kanais-nais na pagbabasa ng arterial oxygen saturation (SaO2) mula sa arterial blood gas analysis, ang dalawa ay naugnay nang maayos na ang ligtas, maginhawa, hindi nakakainvisyo, murang pamamaraan ng pulse oximetry ay mahalaga para sa pagsukat ng oxygen saturation sa paggamit ng klinikal.

Ang MAX30100 (o MAX30102) ay isang integrated pulse oximetry at heart-rate monitor biosensor module. May kasamang panloob na mga LED, photodetector, mga elemento ng salamin sa mata, at mga electronics na mababa ang ingay na may tanggap na ilaw sa paligid. Ang MAX30100 ay nagbibigay ng isang kumpletong solusyon sa system upang magaan ang proseso ng disenyo-sa para sa mga mobile at naisusuot na aparato.

Ang halimbawang proyekto na ito ay naglalarawan ng pag-interfaces ng MAX30100 module sa Wemos D1 Mini.

PAUNAWA: Ang module na MAX30100, tulad ng anumang solusyon sa DIY, ay inilaan lamang para sa mga layuning pang-eksperimentong pang-edukasyon at pagpapakita. Ang mga yunit ng demonstrasyon na ito ay ganap na hindi mga aparatong medikal at hindi dapat umasa para sa pagsusuri o anumang ibang layunin sa klinikal. Palaging kumunsulta sa iyong lisensyadong manggagamot para sa karagdagang impormasyon.

Hakbang 8: I-hack ang Planet

Inaasahan namin na nasisiyahan ka sa pakikipagsapalaran sa HackerBox ng buwang ito sa electronics at computer na teknolohiya. Abutin at ibahagi ang iyong tagumpay sa mga komento sa ibaba o sa HackerBox Facebook Group. Gayundin, tandaan na maaari kang mag-email sa [email protected] anumang oras kung mayroon kang isang katanungan o kailangan mo ng tulong.

Anong susunod? Sumali sa rebolusyon. Live ang HackLife. Kumuha ng isang cool na kahon ng na-hack na gear na naihatid mismo sa iyong mailbox bawat buwan. Mag-surf sa HackerBoxes.com at mag-sign up para sa iyong buwanang subscription sa HackerBox.