HackerBox 0054: Smart Home - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Groeten HackerBox Hackers over de hele wereld! HackerBox 0054 verkent domotica via slimme schakelaars, sensoren en meer. Configureer Sonoff WiFi slimme schakelaars. Pas slimme schakelaars aan om programmeerheaders toe te voegen en alternatieve firmwares te flashen. Stel Home Assistant, MQTT in en integreer slimme thuishubs zoals Amazon Alexa of Google Home. Stel doe-het-zelf slimme wifi-knooppunten samen met Wemos ESP8266-modules. Configureer slimme wifi-knooppunten als schakelbedieningspunten, sensorpunten of beide. Verken meerdere sensoropties voor slimme thuisbewerkingen. Experimenteer met pulsoximetrie en hartslagmeting.

Deze handleiding bevat informatie om aan de slag te gaan met HackerBox 0054, die u hier kunt kopen zolang de voorraad strekt. Als je elke maand zo'n HackerBox in je mailbox wilt ontvangen, schrijf je dan in op HackerBoxes.com en doe mee aan de revolutie!

HackerBoxes is de maandelijkse abonnementsservice voor hardwarehackers en liefhebbers van elektronica en computertechnologie. Doe mee en leef het HACK LIFE.

Stap 1: Inhoudslijst voor HackerBox 0054

• Twee Sonoff Basic WiFi Smart Switches
• Twee Wemos D1 Mini ESP8266-modules
• Twee Wemos D1 Mini Relay Shields
• Twee Wemos D1 Mini Prototype Shields
• Twee netvoedingsadapters van AC naar 5 V DC
• FTDI seriële USB-module
• MAX30100 Pulsoximeter Hartslagmodule
• MH-SR602 PIR-bewegingssensormodule
• Watersensormodule
• Twee DS18B20 digitale temperatuursensoren
• Twee 4,7K-weerstanden
• Heren-vrouwen DuPont 10 cm truien
• Exclusief vinyl webcamspionblokkeringsvel
• Exclusieve HackerBox HackLife Iron-On Patch

Enkele andere dingen die nuttig zullen zijn:

• Een of twee tweepolige AC-verlengsnoeren
• Soldeerbout, soldeer en standaard soldeergereedschappen
• Computer voor het uitvoeren van softwaretools

Het belangrijkste is dat je gevoel voor avontuur, hackergeest, geduld en nieuwsgierigheid nodig hebt. Het bouwen van en experimenteren met elektronica, hoewel zeer de moeite waard, kan soms lastig, uitdagend en zelfs frustrerend zijn. Het doel is vooruitgang, niet perfectie. Als je volhoudt en geniet van het avontuur, kan er veel voldoening uit deze hobby worden gehaald. Neem elke stap langzaam, let op de details en wees niet bang om hulp te vragen.

Zoals altijd verzoeken we u om de HackerBoxes FAQ door te nemen. Daar vindt u een schat aan informatie voor huidige en toekomstige leden. Bijna alle niet-technische ondersteunings-e-mails die we ontvangen, worden al beantwoord in de veelgestelde vragen, dus we stellen het zeer op prijs als u snel een kijkje neemt.

Stap 2: Domotica met Sonoff Smart Switches

Sonoff Basic Smart Switches zijn op afstand bedienbare stroomschakelaars die Smart Home-functionaliteit ondersteunen door de stroom voor bijna elk elektrisch apparaat te schakelen volgens berichten die via wifi worden verzonden. Sonoff Basic Smart Switches bestaan uit een ESP8266 WiFi-microcontroller, een stroomrelais om de belasting in en uit te schakelen, en een kleine AC naar DC-stroomomvormer om de microcontroller en het relais te voeden vanaf dezelfde lijn die wordt geschakeld.

LET OP: Smart Switch-apparaten worden aangesloten op het lichtnet in huis. Netstroom kan gevaarlijk zijn. U moet de implicaties begrijpen van het aansluiten van apparaten op het lichtnet. Werk nooit aan een apparaat terwijl het is aangesloten op het lichtnet. Probeer niet om een apparaat aan te passen, aan te passen of te programmeren terwijl het is aangesloten op een stopcontact. Als u niet de ervaring of het comfort heeft om veilig met netstroom te werken, laat dan iemand met de juiste expertise u helpen. VEILIGHEID EERST

Een goed uitgangspunt is om een "schakelbaar verlengsnoer" samen te stellen zoals aangegeven op de tekening. Merk op dat een AC-netvoedingslijn een N (NEUTRAAL) GELEIDING heeft die meestal WIT is. Het heeft ook een L (LINE, LIVE, HOT) GELEIDER die meestal ZWART is. Er kan ook een G (AARDE) GELEIDER zijn die meestal GROEN of KAAL METAAL is. De N CONDUCTOR wordt aangesloten op het bredere plugblad en de geribbelde of gemarkeerde isolatiemantel. Houd hier rekening mee bij het aansluiten op de L- en N-schroefaansluitingen van de Sonoff Smart Switch.

Zorg ervoor dat u de uiteinden van de plastic behuizing van de Sonoff Smart Switch vastschroeft, zodat de tanden binnenin de isolatiemantel van de netgeleiders vastgrijpen. Dit zorgt voor een trekontlasting die helpt voorkomen dat een stroomdraad wordt losgetrokken, wat schade of letsel kan veroorzaken. Als het snoer of apparaat dat wordt geschakeld een derde AARDE-geleider heeft, zorg er dan voor dat de aarde aan beide zijden van de Sonoff Smart Switch met elkaar zijn verbonden (de schakelaar omzeilen).

De standaard app die direct uit de doos communiceert met en bestuurt Sonoff Smart Switches is eWeLink.

Stap 3: Hack de Sonoff

Er zijn soldeergaten voor een header op het bord in de Sonoff slimme schakelaar. De header bevat voeding, aarde, TX en RX. Deze kunnen worden gebruikt om de ESP8266 te herprogrammeren. De knop op de Sonoff Smart Switch maakt verbinding met GPIO0, zodat deze kan worden gebruikt om de ESP8266 in de programmeermodus op te starten.

Er wordt voorgesteld om een vrouwelijke header op het Sonoff Smart Switch-bord te gebruiken. Omdat er tijdens gebruik hoge spanningen op het bord staan, willen we niet dat een gebogen mannelijke header-pin iets kortsluit.

Vergeet niet om de netvoeding volledig los te koppelen voordat u de Sonoff smart switch opent. Nadat de schakelaar is geprogrammeerd, sluit u deze volledig weer in de behuizing voordat u de hoogspanningsvoeding weer aansluit

Video: verbinding maken met de Sonoff-header

Er zijn een aantal verschillende firmwares die op ESP8266-gebaseerde Smart Switches kunnen worden geladen voor uw hackplezier. Een van de meest populaire is Tasmota (zie Over Tasmota op de projectsite).

Video: Tasmota naar Sonoff laden

Video: complete gids voor Tasmota

Stap 4: Home Assistant en MQTT

Domotica-software vergemakkelijkt de bediening van veelvoorkomende apparaten in een huis, kantoor of soms een commerciële omgeving, zoals lampen, HVAC-apparatuur, toegangscontrole, sprinklers en andere apparaten. Het voorziet meestal in het plannen van taken, zoals het inschakelen van sprinklers op het juiste moment, en het afhandelen van gebeurtenissen, zoals het inschakelen van lichten wanneer beweging wordt gedetecteerd.

Twee veelgebruikte Home Automation-platforms zijn Home Assistant en openHAB. Ze zijn beide open source en zeer volledig uitgerust. We zullen meer kijken naar Home Assistant.

Video: Home Assistant-handleiding voor beginners

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) is een lichtgewicht, publiceren-abonneren netwerkprotocol voor het transporteren van berichten tussen apparaten.

Video: MQTT begrijpen in Home Assistant

Video: 8266-apparaten verbinden met MQTT en Adafruit.io

Video: Home Assistant met Alexa en Google Home

Stap 5: doe-het-zelf slimme schakelaar met Wemos D1 Mini

De Wemos D1 Mini is een populaire ESP8266-module met ingebouwde WiFi-ondersteuning en USB-interface. Het kan eenvoudig worden geprogrammeerd via de Arduino IDE en andere platforms die de ESP8266 ondersteunen.

Een ESP8266-module, zoals de Wemos D1 Mini, kan worden aangesloten op een relais om dezelfde functionaliteit te bieden als de Sonoff Smart Switch. Een dergelijke configuratie biedt ook extra GPIO-pinnen. Deze IO-pinnen kunnen de aansluiting van sensoren (ingangen), indicatoren/actuatoren (uitgangen), extra relais en verschillende andere apparaten ondersteunen.

Bovendien kan het relais worden gebruikt om elk type signaal te schakelen, niet alleen de netspanning. Het schakelen van andere signalen kan het regelen van airconditioningsystemen, irrigatie/sprinklers, garagedeuren, toegangs-/poortsloten en laagspanningsverlichting zoals landschaps- of zwembadverlichting ondersteunen. Er zijn veel voorbeelden online van dit soort projecten.

De Wemos D1 Mini kan worden gevoed door elke voldoende 5V-voeding, zoals een "wall wart" telefoonoplader, via de microUSB-poort. Als alternatief kan een kleine AC-naar-DC-stroomadapter (vergelijkbaar met degene die in de Sonoff Smart Switch is ingebouwd) voor stroom worden gebruikt. Echter: Wees uiterst voorzichtig bij het zorgvuldig aansluiten van de netvoeding op de voedingsadapter. Er moet ook een behuizing worden voorzien om de voedingsadapter te beschermen en te isoleren voordat de netvoeding wordt geactiveerd.

Project: Bedien een Wemos D1 Mini Relay via WiFi

Video: Tasmota laden op Wemos D1 Mini

Stap 6: Sensoren die nuttig zijn voor domotica

Bewegingssensor

De MH-SR602 is een passieve infraroodsensor (PIR-sensor). PIR's meten infrarood (IR) licht dat uitstraalt van objecten in hun gezichtsveld. Ze worden het meest gebruikt in op PIR gebaseerde bewegingsdetectoren. PIR-sensoren worden vaak gebruikt in beveiligingsalarmen en automatische verlichtingstoepassingen. Alle objecten met een temperatuur boven het absolute nulpunt zenden warmte-energie uit in de vorm van straling. Meestal is deze straling niet zichtbaar voor het menselijk oog omdat het uitstraalt op infrarode golflengten, maar het kan worden gedetecteerd door elektronische apparaten zoals PIR's.

Dit voorbeeld laat zien hoe u een PIR-bewegingssensormodule gebruikt in een Arduino-project. Omdat de MH-SR602 PIR-bewegingssensor werkt in het spanningsbereik van 3,3 V-15 V. Het kan worden gebruikt met 3.3V voeding en signalering met de Wemos D1 Mini (ESP8266) of met een 5V Arduino.

Watersensor

Dit demoproject voor de Watersensor spreekt vrijwel voor zich. De sensormodule werkt met 3,3V of 5V. De uitvoer kan worden gedetecteerd met behulp van elke analoge ingangspen en de Arduino analogRead()-functie.

Temperatuursensor

De DS18B20 is een temperatuursensor die in verschillende toepassingen kan worden gebruikt. De sensor communiceert via de 1-draads (I2C) bus en heeft slechts één 4,7K pull-up weerstand nodig om te werken. Dit voorbeeldproject demonstreert de koppeling van de DS18B20 met de Wemos D1 Mini.

Stap 7: Pulsoximeter en hartslagmeter

Pulsoximetrie is een niet-invasieve methode voor het bewaken van de zuurstofsaturatie van een patiënt. Hoewel de aflezing van perifere zuurstofsaturatie (SpO2) niet altijd identiek is aan de meer gewenste aflezing van arteriële zuurstofsaturatie (SaO2) uit arteriële bloedgasanalyse, zijn de twee goed genoeg gecorreleerd zodat de veilige, gemakkelijke, niet-invasieve, goedkope pulsoximetriemethode is waardevol voor het meten van zuurstofverzadiging bij klinisch gebruik.

De MAX30100 (of MAX30102) is een geïntegreerde biosensormodule voor pulsoximetrie en hartslagmonitor. Het omvat interne LED's, fotodetectoren, optische elementen en ruisarme elektronica met onderdrukking van omgevingslicht. De MAX30100 biedt een complete systeemoplossing om het ontwerpproces voor mobiele en draagbare apparaten te vergemakkelijken.

Dit voorbeeldproject illustreert de koppeling van de MAX30100-module aan de Wemos D1 Mini.

KENNISGEVING: De MAX30100-module is, zoals bij elke doe-het-zelfoplossing, alleen bedoeld voor educatieve experimenten en demonstratiedoeleinden. Deze demonstratie-eenheden zijn absoluut geen medische apparaten en er mag niet op worden vertrouwd voor diagnose of enig ander klinisch doel. Raadpleeg altijd uw bevoegde arts voor meer informatie.

Stap 8: Hack de planeet

We hopen dat je geniet van het HackerBox-avontuur van deze maand op het gebied van elektronica en computertechnologie. Reik uit en deel uw succes in de reacties hieronder of op de HackerBox Facebook Group. Onthoud ook dat je [email protected] op elk moment kunt e-mailen als je een vraag hebt of hulp nodig hebt.

Wat is het volgende? Doe mee met de revolutie. Leef het HackLife. Ontvang elke maand een koelbox met hackbare uitrusting rechtstreeks in je mailbox. Surf naar HackerBoxes.com en meld u aan voor uw maandelijkse HackerBox-abonnement.