HackerBox 0054: Hogar inteligente: 8 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

¡Saludos a HackerBox Hackers de todo el mundo! HackerBox 0054 explora la automatización del hogar a través de interruptores inteligentes, sensores y más. Configure los interruptores inteligentes WiFi de Sonoff. Modifique los interruptores inteligentes para agregar encabezados de programación y flashear firmwares alternativos. Configure Home Assistant, MQTT e integre concentradores domésticos inteligentes como Amazon Alexa o Google Home. Ensamble nodos inteligentes WiFi DIY utilizando módulos Wemos ESP8266. Configure los nodos inteligentes WiFi como puntos de control de interruptores, puntos de sensores o ambos. Explore múltiples opciones de sensores para operaciones inteligentes en el hogar. Experimente con la pulsioximetría y la monitorización de la frecuencia cardíaca.

Esta guía contiene información para comenzar con HackerBox 0054, que se puede comprar aquí hasta agotar existencias. Si desea recibir un HackerBox como este en su buzón cada mes, suscríbase en HackerBoxes.com y únase a la revolución.

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Paso 1: Lista de contenido para HackerBox 0054

• Dos interruptores inteligentes WiFi básicos de Sonoff
• Dos módulos Wemos D1 Mini ESP8266
• Dos protectores de relé Wemos D1 Mini
• Dos escudos prototipo Wemos D1 Mini
• Dos adaptadores de corriente CA a 5 V CC
• Módulo USB serie FTDI
• Módulo de frecuencia cardíaca del oxímetro de pulso MAX30100
• Módulo de sensor de movimiento PIR MH-SR602
• Módulo sensor de agua
• Dos sensores de temperatura digitales DS18B20
• Dos resistencias de 4.7K
• Jerséis DuPont 10cm Hombre-Mujer
• Exclusiva hoja de vinilo para bloquear espías de webcam
• Parche termoadhesivo exclusivo HackerBox HackLife

Algunas otras cosas que serán útiles:

• Cables de extensión de CA de una o dos clavijas
• Soldador, soldadura y herramientas de soldadura básicas
• Computadora para ejecutar herramientas de software

Lo más importante es que necesitará sentido de la aventura, espíritu hacker, paciencia y curiosidad. Construir y experimentar con la electrónica, aunque es muy gratificante, puede ser complicado, desafiante e incluso frustrante en ocasiones. El objetivo es el progreso, no la perfección. Cuando persiste y disfruta de la aventura, se puede derivar una gran satisfacción de este pasatiempo. Dé cada paso lentamente, preste atención a los detalles y no tema pedir ayuda.

Como siempre, le solicitamos que revise las preguntas frecuentes de HackerBoxes. Allí, encontrará una gran cantidad de información para miembros actuales y potenciales. Casi todos los correos electrónicos de soporte no técnico que recibimos ya están respondidos en las Preguntas frecuentes, por lo que realmente apreciamos que eche un vistazo rápido.

Paso 2: Automatización del hogar con interruptores inteligentes Sonoff

Los interruptores inteligentes básicos de Sonoff son interruptores de alimentación de control remoto que admiten la funcionalidad de hogar inteligente al cambiar la alimentación de casi cualquier dispositivo eléctrico de acuerdo con los mensajes enviados a través de WiFi. Los interruptores inteligentes básicos de Sonoff comprenden un microcontrolador WiFi ESP8266, un relé de potencia para encender y apagar la carga y un pequeño convertidor de potencia de CA a CC para alimentar el microcontrolador y el relé desde la misma línea que se está conmutando.

PRECAUCIÓN: Los dispositivos de interruptores inteligentes se conectan a la red eléctrica de su hogar. La red eléctrica puede ser peligrosa. Debe comprender las implicaciones de conectar dispositivos a la red eléctrica. Nunca trabaje en un dispositivo mientras esté conectado a la fuente de alimentación principal. No intente ajustar, modificar o programar un dispositivo mientras está conectado a una fuente de alimentación principal. Si no tiene la experiencia o la comodidad para trabajar de manera segura con la red eléctrica, pídale a alguien con la experiencia adecuada que se una para ayudarlo. ¡SEGURIDAD PRIMERO

Un buen punto de partida es armar un "cable de extensión conmutable" como se muestra en el dibujo. Tenga en cuenta que una línea de alimentación de CA tiene un CONDUCTOR N (NEUTRO) que suele ser BLANCO. También tiene un CONDUCTOR L (LINE, LIVE, HOT) que suele ser NEGRO. También puede haber un CONDUCTOR G (TIERRA) que generalmente es VERDE o METAL DESCUBIERTO. El CONDUCTOR N se conecta a la clavija de enchufe más ancha y la chaqueta aislante estriada o marcada. Tenga esto en cuenta al conectar los terminales de tornillo L y N del Sonoff Smart Switch.

Asegúrese de atornillar los extremos de la carcasa de plástico del Sonoff Smart Switch de modo que los dientes internos se agarren a la cubierta aislante de los conductores de red. Esto proporciona un alivio de tensión que ayuda a evitar que un cable con corriente se suelte, lo que podría causar daños o lesiones. Si el cable o aparato que se está cambiando tiene un tercer conductor de TIERRA, asegúrese de que la tierra en ambos lados del Sonoff Smart Switch estén conectados entre sí (sin pasar por el interruptor).

La aplicación predeterminada que se comunica y controla los interruptores inteligentes de Sonoff desde el primer momento es eWeLink.

Paso 3: Hackear el Sonoff

Hay orificios de soldadura para un encabezado en la placa dentro del interruptor inteligente Sonoff. El encabezado incluye energía, tierra, TX y RX. Estos se pueden utilizar para reprogramar el ESP8266. El botón del Sonoff Smart Switch se conecta a GPIO0, por lo que puede usarse para iniciar el ESP8266 en modo de programación.

Se sugiere utilizar un encabezado hembra en la placa Sonoff Smart Switch. Dado que hay altos voltajes en la placa mientras está en uso, no queremos que una clavija de cabezal macho doblada provoque un cortocircuito.

Recuerde desconectar completamente la fuente de alimentación antes de abrir el interruptor inteligente Sonoff. Una vez que se haya programado el interruptor, séllelo completamente en su alojamiento antes de volver a conectar el suministro eléctrico de alto voltaje

Video: Conexión al encabezado Sonoff

Hay una serie de firmwares diferentes que se pueden cargar en los interruptores inteligentes basados en ESP8266 para su placer de piratería. Uno de los más populares es Tasmota (consulte Acerca de Tasmota en el sitio del proyecto).

Video: Cargando Tasmota a Sonoff

Video: Guía completa de Tasmota

Paso 4: Home Assistant y MQTT

El software de automatización del hogar facilita el control de los electrodomésticos comunes que se encuentran en el hogar, la oficina o, a veces, en un entorno comercial, como luces, equipos de HVAC, control de acceso, rociadores y otros dispositivos. Por lo general, proporciona tareas de programación, como encender los aspersores en el momento adecuado y el manejo de eventos, como encender las luces cuando se detecta movimiento.

Dos plataformas de automatización del hogar comunes son Home Assistant y openHAB. Ambos son de código abierto y muy completos. Veremos más en Home Assistant.

Video: Guía para principiantes de Home Assistant

MQTT (Message Queue Server Telemetry Transport) es un protocolo de red ligero de publicación y suscripción para transportar mensajes entre dispositivos.

Video: Comprensión de MQTT en Home Assistant

Video: Conexión de dispositivos 8266 con MQTT y Adafruit.io

Video: Home Assistant con Alexa y Google Home

Paso 5: Interruptor inteligente de bricolaje con Wemos D1 Mini

El Wemos D1 Mini es un módulo ESP8266 popular con soporte WiFi integrado e interfaz USB. Se puede programar fácilmente a través del IDE de Arduino y otras plataformas compatibles con ESP8266.

Un módulo ESP8266, como el Wemos D1 Mini, se puede conectar a un relé para proporcionar la misma funcionalidad que el Sonoff Smart Switch. Esta configuración también proporciona pines GPIO adicionales serval. Estos pines IO pueden admitir la conexión de sensores (entradas), indicadores / actuadores (salidas), relés adicionales y varios otros dispositivos.

Además, el relé se puede utilizar para conmutar cualquier tipo de señal, no solo la tensión de alimentación. El cambio de otras señales puede ayudar a controlar los sistemas de aire acondicionado, riego / aspersores, puertas de garaje, cerraduras de acceso / portones e iluminación de bajo voltaje, como luces de jardines o piscinas. Hay muchos ejemplos en línea de proyectos como estos.

El Wemos D1 Mini puede ser alimentado por cualquier fuente de 5V adecuada, como un cargador de teléfono con "verrugas de pared", a través del puerto microUSB. Alternativamente, se puede usar un pequeño adaptador de alimentación de CA a CC (muy parecido al integrado en el Sonoff Smart Switch) como fuente de alimentación. Sin embargo: Se debe tener mucho cuidado al conectar con cuidado la alimentación de red al adaptador de corriente. Además, se debe proporcionar una caja para proteger y aislar el adaptador de corriente antes de que se active la alimentación de red.

Proyecto: Control de un mini relé Wemos D1 a través de WiFi

Vídeo: Cargando Tasmota en Wemos D1 Mini

Paso 6: Sensores útiles para la automatización del hogar

Sensor de movimiento

El MH-SR602 es un sensor de infrarrojos pasivo (sensor PIR). Los PIR miden la luz infrarroja (IR) que irradian los objetos en su campo de visión. Se utilizan con mayor frecuencia en detectores de movimiento basados en PIR. Los sensores PIR se utilizan comúnmente en alarmas de seguridad y aplicaciones de iluminación automática. Todos los objetos con una temperatura superior al cero absoluto emiten energía térmica en forma de radiación. Por lo general, esta radiación no es visible para el ojo humano porque se irradia en longitudes de onda infrarrojas, pero puede ser detectada por dispositivos electrónicos como los PIR.

Este ejemplo demuestra cómo utilizar un módulo de sensor de movimiento PIR en un proyecto Arduino. Dado que el sensor de movimiento PIR MH-SR602 opera en el rango de voltaje de 3.3V-15V. Se puede utilizar con alimentación y señalización de 3,3 V con el Wemos D1 Mini (ESP8266) o con un Arduino de 5 V.

Sensor de agua

Este proyecto de demostración para el sensor de agua habla por sí solo. El módulo del sensor funciona con 3.3V o 5V. La salida se puede detectar usando cualquier pin de entrada analógica y la función analogRead () de Arduino.

Sensor de temperatura

El DS18B20 es un sensor de temperatura que se puede utilizar en una variedad de aplicaciones. El sensor se comunica mediante el bus de 1 cable (I2C) y solo requiere una resistencia pull up de 4.7K para funcionar. Este proyecto de ejemplo demuestra la interconexión del DS18B20 con el Wemos D1 Mini.

Paso 7: pulsioxímetro y monitor de frecuencia cardíaca

La oximetría de pulso es un método no invasivo para monitorear la saturación de oxígeno de un paciente. Aunque su lectura de la saturación de oxígeno periférico (SpO2) no siempre es idéntica a la lectura más deseable de la saturación de oxígeno arterial (SaO2) del análisis de gases en sangre arterial, las dos están correlacionadas lo suficientemente bien como para que el método de oximetría de pulso seguro, conveniente, no invasivo y económico es valioso para medir la saturación de oxígeno en uso clínico.

El MAX30100 (o MAX30102) es un módulo biosensor integrado de pulsioximetría y monitor de frecuencia cardíaca. Incluye LED internos, fotodetectores, elementos ópticos y electrónica de bajo ruido con rechazo de luz ambiental. El MAX30100 proporciona una solución de sistema completa para facilitar el proceso de diseño para dispositivos móviles y portátiles.

Este proyecto de ejemplo ilustra la interconexión del módulo MAX30100 con el Wemos D1 Mini.

AVISO: El módulo MAX30100, como con cualquier solución de bricolaje, solo está diseñado para fines de experimentación y demostración educativa. Estas unidades de demostración no son en absoluto dispositivos médicos y no se debe confiar en ellas para el diagnóstico ni para ningún otro propósito clínico. Siempre consulte a su médico autorizado para obtener más información.

Paso 8: piratea el planeta

Esperamos que esté disfrutando de la aventura de HackerBox de este mes en la electrónica y la tecnología informática. Comuníquese y comparta su éxito en los comentarios a continuación o en el grupo de Facebook de HackerBox. Además, recuerde que puede enviar un correo electrónico a [email protected] en cualquier momento si tiene una pregunta o necesita ayuda.

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