HackerBox 0054: خانه هوشمند: 8 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

درود بر هکرهای HackerBox در سراسر جهان! HackerBox 0054 اتوماسیون خانه را از طریق سوئیچ های هوشمند ، حسگرها و موارد دیگر بررسی می کند. سوئیچ های هوشمند Sonoff WiFi را پیکربندی کنید. سوئیچ های هوشمند را برای افزودن هدرهای برنامه نویسی و فریمورهای متناوب فلش تغییر دهید. Home Assistant ، MQTT را تنظیم کرده و هاب های خانه هوشمند مانند Amazon Alexa یا Google Home را ادغام کنید. گره های هوشمند DIY WiFi را با استفاده از ماژول های Wemos ESP8266 مونتاژ کنید. گره های هوشمند WiFi را به عنوان نقاط کنترل سوئیچ ، نقاط حسگر یا هر دو پیکربندی کنید. گزینه های متعدد سنسور را برای عملیات خانه هوشمند کاوش کنید. با پالس اکسی متری و نظارت بر ضربان قلب آزمایش کنید.

این راهنما حاوی اطلاعاتی برای شروع کار با HackerBox 0054 است که می توانید تا آخرین عرضه آن را در اینجا خریداری کنید. اگر می خواهید هر ماه یک HackerBox مانند این را در صندوق پستی خود دریافت کنید ، لطفاً در HackerBoxes.com مشترک شوید و به انقلاب بپیوندید!

HackerBoxes سرویس ماهانه جعبه اشتراک برای هکرهای سخت افزاری و علاقمندان به الکترونیک و فناوری رایانه است. به ما بپیوندید و HACK LIFE را زندگی کنید.

مرحله 1: فهرست محتوا برای HackerBox 0054

• دو سوئیچ هوشمند Sonoff Basic WiFi
• دو ماژول Wemos D1 Mini ESP8266
• دو سپر رله Wemos D1 مینی
• دو Wemos D1 Mini Prototype Shields
• دو آداپتور برق AC به 5V DC
• ماژول USB سریال FTDI
• ماژول ضربان قلب اکسیمتر پالس MAX30100
• ماژول سنسور حرکت MH-SR602 PIR
• ماژول سنسور آب
• دو سنسور درجه حرارت دیجیتال DS18B20
• دو مقاومت 4.7K
• پرش کننده مردانه زنانه DuPont 10 سانتی متری
• ورق مسدود کننده وب کم وینیل اختصاصی
• پچ اختصاصی HackerBox HackLife Iron-On

برخی موارد دیگر که مفید خواهد بود:

• یک یا دو سیم دو طرفه AC
• آهن لحیم کاری ، لحیم کاری و ابزارهای اصلی لحیم کاری
• کامپیوتر برای اجرای ابزارهای نرم افزاری

مهمتر از همه ، شما نیاز به حس ماجراجویی ، روحیه هکر ، صبر و کنجکاوی دارید. ساختن و آزمایش با وسایل الکترونیکی ، در حالی که بسیار سودمند است ، می تواند گاهی سخت ، چالش برانگیز و حتی ناامید کننده باشد. هدف پیشرفت است نه کمال. وقتی پافشاری می کنید و از ماجراجویی لذت می برید ، می توانید رضایت زیادی از این سرگرمی به دست آورید. هر قدم را به آرامی بردارید ، به جزئیات توجه کنید و از درخواست کمک نترسید.

مثل همیشه ، از شما می خواهیم که سQالات متداول HackerBoxes را مرور کنید. در آنجا اطلاعات زیادی برای اعضای فعلی و آینده نگر خواهید یافت. تقریباً همه ایمیلهای پشتیبانی غیر فنی که دریافت می کنیم قبلاً در سوالات متداول پاسخ داده شده است ، بنابراین اگر یک نگاه سریع داشته باشید ، واقعاً از آن قدردانی می کنیم.

مرحله 2: اتوماسیون خانگی با سوئیچ های هوشمند Sonoff

سوئیچ های هوشمند Sonoff Basic کلیدهای کنترل از راه دور هستند که از عملکرد Smart Home پشتیبانی می کنند و تقریباً برای هر دستگاه برقی با توجه به پیام های ارسال شده از طریق WiFi ، قدرت را تغییر می دهند. کلیدهای هوشمند Sonoff شامل یک میکروکنترلر WiFi ESP8266 ، یک رله قدرت برای خاموش و روشن کردن بار و یک مبدل کوچک AC به DC برای تامین میکروکنترلر و رله از همان خطی است که در حال تغییر است.

احتیاط: دستگاه های سوئیچ هوشمند به برق خانگی شما متصل می شوند. قدرت اصلی می تواند خطرناک باشد. شما باید مفاهیم اتصال دستگاه ها به برق را درک کنید. تا زمانی که دستگاه به منبع تغذیه متصل است ، هرگز روی آن کار نکنید. سعی نکنید دستگاه را در حالی که به منبع تغذیه اصلی متصل است تنظیم ، اصلاح یا برنامه ریزی کنید. اگر تجربه و راحتی لازم برای کار ایمن با برق اصلی را ندارید ، لطفاً از فردی با تخصص مناسب برای کمک به شما کمک بگیرید. اول ایمنی

یک نقطه شروع خوب ، این است که یک "طناب فرعی قابل تعویض" را همانطور که در نقاشی نشان داده شده است کنار هم قرار دهید. توجه داشته باشید که یک خط برق AC دارای یک N (خنثی) CONDUCTOR است که معمولاً سفید است. همچنین دارای یک L (LINE ، LIVE ، HOT) CONDUCTOR است که معمولاً BLACK است. همچنین ممکن است یک G (GROUND) CONDUCTOR وجود داشته باشد که معمولاً GREEN یا BARE METAL است. N CONDUCTOR به تیغه پلاگین گسترده تر و ژاکت عایق دار آجدار یا مشخص شده متصل می شود. هنگام اتصال به پایانه های پیچ L و N سوئیچ هوشمند Sonoff ، این موارد را در نظر داشته باشید.

اطمینان حاصل کنید که انتهای پلاستیکی محفظه کلید Sonoff Smart را به هم بزنید تا دندان های داخل آن به کاپوت عایق رساناهای اصلی چسبیده باشد. این باعث کاهش فشار می شود که از شل شدن سیم برق جلوگیری می کند و می تواند باعث آسیب یا جراحت شود. اگر سیم یا دستگاه در حال تعویض دارای یک هادی GROUND سوم است ، مطمئن شوید که زمین در دو طرف سوئیچ هوشمند Sonoff به یکدیگر متصل شده اند (دور زدن سوئیچ).

برنامه پیش فرض که با Sonoff Smart Switches ارتباط برقرار می کند و کنترل می کند ، eWeLink است.

مرحله 3: هک Sonoff

سوراخ های لحیم کاری برای سربرگ روی برد در داخل سوئیچ هوشمند Sonoff وجود دارد. هدر شامل قدرت ، زمین ، TX و RX است. از این موارد می توان برای برنامه ریزی مجدد ESP8266 استفاده کرد. دکمه Sonoff Smart Switch به GPIO0 متصل می شود ، بنابراین می توان از آن برای راه اندازی ESP8266 در حالت برنامه نویسی استفاده کرد.

پیشنهاد می شود از یک هدر زن در برد Sonoff Smart Switch استفاده کنید. از آنجا که در هنگام استفاده ولتاژهای زیادی روی برد وجود دارد ، ما نمی خواهیم پین هدر نر خم شده چیزی را کوتاه کند.

به یاد داشته باشید که قبل از بازکردن کلید هوشمند Sonoff ، منبع تغذیه اصلی را کاملاً قطع کنید. پس از برنامه ریزی سوئیچ ، قبل از اتصال مجدد منبع تغذیه ولتاژ بالا ، آن را کاملاً در محفظه خود قرار دهید

ویدئو: اتصال به هدر Sonoff

تعدادی سیستم عامل مختلف وجود دارد که می توانید آنها را بر روی Smart Switches مبتنی بر ESP8266 بارگذاری کنید تا از هک کردن لذت ببرید. یکی از معروف ترین آنها Tasmota است (درباره Tasmota در سایت پروژه مراجعه کنید).

ویدئو: بارگیری Tasmota به Sonoff

ویدئو: راهنمای کامل Tasmota

مرحله 4: دستیار خانگی و MQTT

نرم افزار اتوماسیون خانگی کنترل وسایل رایج موجود در خانه ، دفتر یا گاهی اوقات در محیط تجاری مانند چراغ ها ، تجهیزات تهویه مطبوع ، کنترل دسترسی ، آبپاش ها و سایر دستگاه ها را آسان می کند. معمولاً وظایف زمان بندی ، مانند روشن کردن اسپرینکلرها در زمان مناسب و مدیریت رویدادها ، مانند روشن کردن چراغ ها در هنگام تشخیص حرکت را فراهم می کند.

دو پلتفرم معمول اتوماسیون خانگی Home Assistant و openHAB هستند. آنها هر دو منبع باز هستند و بسیار کامل هستند. در ادامه به بررسی دستیار خانگی می پردازیم.

ویدئو: راهنمای مبتدیان دستیار خانگی

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) یک پروتکل شبکه سبک ، قابل انتشار و اشتراک برای انتقال پیام بین دستگاه ها است.

ویدئو: درک MQTT در دستیار خانگی

ویدئو: اتصال 8266 دستگاه با MQTT و Adafruit.io

ویدئو: دستیار خانگی با Alexa و Google Home

مرحله 5: سوئیچ هوشمند DIY با Wemos D1 Mini

Wemos D1 Mini یک ماژول محبوب ESP8266 با پشتیبانی WiFi و رابط USB داخلی است. می توان آن را به راحتی از طریق Arduino IDE و سایر سیستم عامل هایی که از ESP8266 پشتیبانی می کنند برنامه ریزی کرد.

یک ماژول ESP8266 ، مانند Wemos D1 Mini ، می تواند به یک رله متصل شود تا عملکردی مشابه سوییچ هوشمند Sonoff را ارائه دهد. چنین پیکربندی همچنین پینهای GPIO اضافی را برای سروال فراهم می کند. این پین های IO می توانند از اتصال سنسورها (ورودی ها) ، نشانگرها/محرک ها (خروجی ها) ، رله های اضافی و دستگاه های مختلف دیگر پشتیبانی کنند.

علاوه بر این ، از رله می توان برای تغییر هر نوع سیگنال ، نه فقط ولتاژ اصلی تغذیه استفاده کرد. تعویض سیگنال های دیگر می تواند از سیستم های تهویه مطبوع ، آبیاری/آبپاش ، درهای گاراژ ، قفل های دسترسی/دروازه و روشنایی با ولتاژ پایین مانند چراغ های چشم انداز یا استخر پشتیبانی کند. نمونه های زیادی از پروژه های مشابه این به صورت آنلاین وجود دارد.

Wemos D1 Mini را می توان با هر منبع تغذیه 5 ولت مناسب ، مانند شارژر تلفن "زگیل دیواری" ، از طریق پورت microUSB تغذیه کرد. متناوبا ، از یک آداپتور برق AC به DC کوچک (بسیار شبیه آن که در سوئیچ هوشمند Sonoff تعبیه شده است) می توان برای برق استفاده کرد. با این حال: هنگام اتصال دقیق برق به آداپتور برق باید بسیار مراقب باشید. همچنین ، باید محفظه ای برای محافظت و جداسازی آداپتور برق قبل از فعال شدن برق اصلی تهیه شود.

پروژه: کنترل Wemos D1 Mini Relay از طریق WiFi

ویدئو: بارگیری Tasmota در Wemos D1 Mini

مرحله 6: حسگرهای مفید برای اتوماسیون خانگی

حسگر حرکتی

MH-SR602 یک سنسور مادون قرمز غیرفعال (سنسور PIR) است. PIR ها نور مادون قرمز (IR) را که از اجسام در دید خود ساطع می شود اندازه گیری می کنند. آنها بیشتر در آشکارسازهای حرکت مبتنی بر PIR استفاده می شوند. سنسورهای PIR معمولاً در زنگ هشدارهای امنیتی و برنامه های کاربردی روشنایی اتوماتیک استفاده می شوند. همه اجسام با دمای بالای صفر مطلق انرژی گرمایی را به شکل تابش ساطع می کنند. معمولاً این تابش برای چشم انسان قابل مشاهده نیست زیرا در طول موج های مادون قرمز تابش می کند ، اما توسط دستگاه های الکترونیکی مانند PIR ها قابل تشخیص است.

این مثال نحوه استفاده از ماژول سنسور حرکت PIR در پروژه آردوینو را نشان می دهد. از آنجا که سنسور حرکت MH-SR602 PIR در محدوده ولتاژ 3.3V-15V کار می کند. می توان آن را با منبع تغذیه 3.3 ولت و سیگنال دهی با Wemos D1 Mini (ESP8266) یا آردوینو 5 ولت استفاده کرد.

سنسور آب

این پروژه نمایشی برای سنسور آب تقریبا گویای خود است. ماژول سنسور با 3.3V یا 5V کار می کند. خروجی را می توان با استفاده از هر پین ورودی آنالوگ و عملکرد Arduino analogRead () حس کرد.

حسگر دما

DS18B20 یک سنسور دما است که می تواند در برنامه های مختلف استفاده شود. این سنسور با استفاده از گذرگاه 1 سیم (I2C) ارتباط برقرار می کند و فقط برای کار به یک مقاومت 4.7K بالا نیاز دارد. این پروژه نمونه ارتباط DS18B20 با Wemos D1 Mini را نشان می دهد.

مرحله 7: پالس اکسیمتر و مانیتور ضربان قلب

پالس اکسی متری یک روش غیرتهاجمی برای نظارت بر اشباع اکسیژن بیمار است. اگرچه خواندن اشباع اکسیژن محیطی (SpO2) همیشه با خواندن مطلوب تر اشباع اکسیژن شریانی (SaO2) از تجزیه و تحلیل گاز خون شریانی یکسان نیست ، اما این دو به اندازه کافی با هم ارتباط دارند که روش ایمن ، راحت ، غیرتهاجمی و ارزان قیمت پالس اکسیمتری است. برای اندازه گیری اشباع اکسیژن در استفاده بالینی ارزشمند است.

MAX30100 (یا MAX30102) یک ماژول سنجش ضربان قلب و اندازه گیری ضربان قلب است. این شامل LED های داخلی ، آشکارسازهای نوری ، عناصر نوری و وسایل الکترونیکی کم سر و صدا با رد نور محیط است. MAX30100 یک راه حل کامل سیستم برای سهولت روند طراحی دستگاه های تلفن همراه و پوشیدنی ارائه می دهد.

این پروژه نمونه ، رابط ماژول MAX30100 را با Wemos D1 Mini نشان می دهد.

توجه: ماژول MAX30100 ، مانند هر راه حل DIY ، فقط برای آزمایش و آموزش آموزشی در نظر گرفته شده است. این واحدهای نمایشی مطلقاً تجهیزات پزشکی نیستند و نباید برای تشخیص یا اهداف بالینی دیگر به آنها اعتماد کرد. همیشه برای کسب اطلاعات بیشتر با پزشک مجاز خود مشورت کنید.

مرحله هشتم: سیاره را هک کنید

امیدواریم از ماجراجویی HackerBox این ماه در زمینه الکترونیک و فناوری رایانه لذت ببرید. با ما در ارتباط باشید و موفقیت خود را در نظرات زیر یا در گروه فیس بوک HackerBox به اشتراک بگذارید. همچنین ، به یاد داشته باشید که در صورت داشتن هرگونه سوال یا نیاز به کمک می توانید در هر زمان به [email protected] ایمیل بزنید.

بعدش چی؟ به انقلاب بپیوندید. با HackLife زندگی کنید هر ماه یک جعبه خنک از وسایل قابل هک مستقیم به صندوق پستی خود تحویل دهید. به HackerBoxes.com سر بزنید و برای اشتراک ماهانه HackerBox خود ثبت نام کنید.