Enchufes eléctricos potenciados: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Este instructivo le muestra cómo hackear un adaptador de corriente estándar para hacer un adaptador de corriente habilitado para Internet usando Electric Imp. Esto le permite controlar de forma remota cualquier dispositivo con alimentación de red mediante un teléfono inteligente o un navegador web. La iluminación de mi garaje "como está construida" es deficiente. Puede usar la luz disponible para encontrar objetos grandes como su automóvil, pero olvídese del tornillo que acaba de soltar. Para solucionar el problema de iluminación, compré dos luces de taller fluorescentes de 4 pies y 4 tubos para colgarlas sobre mi área de trabajo. Dado que el enchufe está en el techo aproximadamente a 12 pies de altura, necesitaba una forma de encender y apagar las luces de forma remota. Encontré una toma de corriente con control remoto Stanley en una tienda local y estaba listo, o eso pensé. El primer control remoto Stanley falló el día 1. La unidad de reemplazo falló después de un par de días. La tercera unidad de reemplazo falló un par de meses después. Nunca pude llevarlo de vuelta a la tienda: instalé cuerdas de tracción para las luces de la tienda como una solución semi remota temporal de la vieja escuela. Lo que necesitaba era un WeMo o un dispositivo similar. Una solución perfecta para mis necesidades, aunque quizás un poco exagerada. Pero entonces me golpeó. Lo más probable es que el punto de falla con el dispositivo Stanley sea el circuito de RF que controla la conmutación de la CA. Si reemplazara ese circuito con un Imp eléctrico, no necesitaría alterar el diseño del circuito de CA que ya está aprobado por UL por seguridad, y tendría un recinto bien hecho para arrancar. Agarré un destornillador Philips y abrí la unidad Stanley. El interior parecía PERFECTO para una modificación de Electric Imp (https://www.electricimp.com) con un esfuerzo mínimo … o eso pensé. Las luces de mi tienda se dirigían a la nube de Internet. Desafortunadamente, el plan para reemplazar el circuito de RF con un Electric Imp tuvo un gran tropiezo porque la fuente de alimentación de CC en la regleta de alimentación de Stanley no puede suministrar suficiente corriente para alimentar el Electric Imp. El diablillo requiere aproximadamente 400mA en transmisión WiFi, por lo que el truco resultó ser más invasivo de lo que pretendía, involucrando un diablillo, un cargador de teléfono celular y una placa de relé, calzados en el recinto de Stanley. Dado que la temporada navideña está a la vuelta de la esquina, esto le permitirá controlar su pantalla de luz desde donde sea que usted y su teléfono inteligente se encuentren, incluso si es solo desde el sofá para evitar el viaje nocturno a su patio lleno de nieve…. solo tenga en cuenta la impermeabilización si hace esto para no crear involuntariamente un peligro eléctrico. La unidad Stanley que usé todavía está disponible en varios sitios de Internet, por lo que si desea un dispositivo básico tipo WeMo'ish, con acceso completo al código fuente y la electrónica que puede piratear a la perfección, este Instructable lo llevará allí.

Paso 1: cómo funciona

El Electric Imp es el núcleo del funcionamiento del sistema. Cuando se activa el botón en la aplicación web, se realiza una solicitud HTTP AJAX a una URL específica de su Imp. Esta solicitud se envía al Agente de Imp en la nube de Electric Imp que está específicamente asociada con su Electric Imp. El código del agente es un mini servidor web que analiza la solicitud y, si es válida, la transmite a su firmware Imp a través de la nube. Esta comunicación entre bastidores entre el Agente basado en servidor y el firmware basado en hardware fue desarrollada por gente talentosa de Electric Imp. El firmware de Imp recibe el mensaje del agente basado en la nube y configura la salida de relé en consecuencia. Esto le permite apagar o encender los enchufes Stanley presionando el botón en su SmartPhone o navegador web con un esfuerzo mínimo de desarrollo de software y firmware. ¡Bonito!

Paso 2: las cosas que necesitará

Existen muchas variaciones de interruptores de alimentación de CA controlados a distancia. Estos son muy populares durante la temporada navideña de diciembre en los EE. UU. Lo más probable es que cualquiera de ellos pueda ser pirateado de manera similar. Esta es la lista de piezas y herramientas de la unidad Stanley que utilicé.

• Tomacorriente con alimentación remota Stanley. La unidad que usé todavía está disponible por alrededor de $ 16 en 1000Bulbs.com Me gusta la conveniencia de tener 3 puntos de venta
• Diablillo eléctrico
• Placa portadora de diablillos eléctricos
• Tarjeta de relés de 2 canales SainSmart. Tiene entradas optoaisladoras. Compré esta placa para otro proyecto. En ese momento (agosto de 2013) costaba menos de $ 5 entregados con Amazon Prime. El precio actual es de $ 9
• 1 conector Molex de 4 pines. Compré el mío en Jameco.com
• 1 conector Molex de 3 pines. Jameco.com
• 5 x contactos de conector para conectores de la serie Molex KK. Jameco.com
• Termistor - 10K https://www.sparkfun.com/products/250 (Opcional - todavía necesito escribir el código para esto)
• Cargador USB de iPhone para alimentar el imp: Amazon tiene los mejores precios
• Cable USB que será mutilado para suministrar energía al Imp. Si obtiene uno con un extremo de enchufe pequeño (como el que viene con el iPhone, podrá evitar el paso de mutilación del conector).

Herramientas y suministros

• Destornillador Philips para desmontar la unidad Stanley. No hace falta decir que su garantía quedará invalidada tan pronto como haga esto.
• Soldador y soldadura: Radioshack tiene una variedad
• Cable de conexión de calibre 24, 26 o 28 para conectar la E / S eléctrica del imp al relé. Radioshack tiene diferentes colores de calibre 24 disponibles
• Cuchillo de uso general afilado
• Pequeñas herramientas eléctricas (cortador de alambre, pelacables, etc.)
• Brocas pequeñas (1/16 ") y taladro para hacer la ranura para diablillos en el costado de la unidad Stanley. Alternativamente, una herramienta Dremel con la broca de corte adecuada.
• Pistola de pegamento caliente y barras de pegamento para montar el Imp eléctrico y el relé dentro de la carcasa. Usé el tipo de alta resistencia.

Recuerde, tan pronto como abra el interruptor de salida de CA remota de Stanley, su garantía quedará anulada. Además, asegúrese de trabajar con los procedimientos de seguridad adecuados para los dispositivos con alimentación principal. Desenchufe la unidad Stanley antes de trabajar en ella. Mientras está desenchufado, puede trabajar en él de forma segura sin temor a recibir una descarga accidental. Si intenta trabajar en la unidad mientras está enchufada, los voltajes activos (115 VCA) dentro de la unidad Stanley son suficientes para matarlo. Nunca trabaje en las partes internas de la unidad Stanley cuando se quita la cubierta y la unidad está enchufada. Sea seguro. Para las herramientas, utilice procedimientos de seguridad de bricolaje estándar y siempre use gafas de seguridad.

Paso 3: Desmontaje y modificación

La unidad Stanley se abre quitando los 5 tornillos en la parte posterior con un destornillador Philips pequeño. Es posible que uno de los tornillos esté oculto debajo de una pegatina. Una vez que los 5 tornillos estén fuera, separe suavemente las dos mitades. Retire la placa de circuito impreso del control remoto y deséchela. No lo volveremos a usar. Aquí es donde se instalará el Imp. Hay 2 protuberancias de plástico grandes moldeadas en la carcasa de plástico inferior en la que se montó la placa de RF original. Estos salientes se pueden cortar con un par de cortadores laterales y alisarse aún más con una herramienta dremel. Las placas de circuito de relé e Imp se pegarán a la base. Es necesario quitar los salientes para que la placa de relés se monte lo suficientemente bajo como para despejar la cubierta superior cuando se vuelva a ensamblar la unidad Stanley. Retire la placa de circuito principal de la carcasa. Con una herramienta Dremel con un disco de corte, corte con cuidado alrededor del circuito existente de modo que deje solo la parte de CA de la placa de circuito como se muestra en las imágenes. Es necesario cortar la PCB para dejar espacio libre para los nuevos relés que encenderán y apagarán las salidas. Desea dejar las pistas de CA principales que soportan las tomas de corriente. Para proporcionar una ranura para la tarjeta de diablillo eléctrico, es necesario hacer una ranura en el costado de la carcasa. Inicialmente tenía la intención de usar el regulador incorporado de la unidad Stanley para alimentar al diablillo. Cuando resultó ser una potencia inadecuada, tuve que reubicar la ranura en el lado opuesto de la carcasa inferior. Para hacer la ranura, taladre varios orificios de 1/16 aproximadamente en línea recta y luego use una lima pequeña para cuadrar la ranura. No haga la ranura donde se muestran estas imágenes … mire las imágenes finales en el último paso para ver dónde debe ir la ranura.

Paso 4: Detalle eléctrico y montaje

El relé original de la unidad Stanley estaba equipado con un relé de 250 VCA / 10 A que requería un voltaje de bobina de 12 V para conmutar. Es difícil actuar desde un circuito de 5 V, por lo que se reemplazó con un módulo de relé doble. Asegúrese de que la unidad Stanley no esté enchufada antes de comenzar a trabajar en ella. La placa de relés que utilicé tiene dos relés de 10A que cambiarán con un voltaje de bobina de 5V. Para asegurar una clasificación de 15A de la unidad pirateada, utilicé los relés en paralelo para proporcionar una clasificación de carga de 20A. Esto proporciona un factor de seguridad decente para un adaptador de corriente conectado a un circuito de cableado doméstico estándar protegido con interruptor de 15A. Si usa un relé de corriente más alta, puede cambiar las tomas de corriente individualmente. Si la regleta tiene una potencia nominal de 15 A, entonces cualquiera de los tomacorrientes debe ser seguro para funcionar a 15 A. Al cablear los relés especificados para este instructable en paralelo, puede asegurarse de que cualquier salida única o las 3 salidas juntas puedan consumir 15A de manera segura. Más carga que esta y el disyuntor en el panel de cableado de su hogar se disparará para proteger el circuito. La energía para la electrónica es suministrada por un cargador USB de iPhone. Tenía un repuesto que podía usar. Son económicos y están disponibles en Amazon y eBay. Es más barato comprar el cargador que viene con un cable USB que comprar los componentes para construir su propia fuente de alimentación. El factor de forma del iPhone funciona bien en el espacio interior limitado de la unidad Stanley. Utilice terminales de horquilla para conectar directamente a los terminales de CA del cargador. Utilice termorretráctil para cubrir las partes expuestas de los terminales de CA para evitar el contacto accidental. El cable USB que encontré en la caja de mi proyecto tenía un conector moldeado voluminoso. Con un cuchillo afilado, se retiraron las molduras de plástico. Los cables rojo y negro del cable USB se reemplazaron con un cable de calibre 26 para proporcionar más robustez mecánica y luego el conector se protegió aún más con un encogimiento térmico como se ve en las imágenes. Originalmente, tenía la intención de cambiar los relés de forma independiente para poder controlar al menos 2 salidas de forma independiente. Así es como se conectó originalmente el circuito. Después de investigar la capacidad de carga de corriente de los relés, elegí poner en paralelo las salidas de relé. La conexión entre el Imp y la placa de relés tiene dos pines Imp que controlan cada relé. En realidad, puede conectar un pin Imp a ambas entradas de relé. El firmware cambia ambos pines juntos, por lo que de cualquier manera está bien. El neutro de CA y la tierra de CA ya están conectados a los enchufes eléctricos. Deje todo conectado como viene de fábrica. El único cable que debe modificarse es el cable de corriente alterna (cable negro). Este cable debe estar conectado o derivado para que tenga una entrada de cable vivo a cada relé como se muestra en el esquema. Proteja la unión con termorretráctil. Usé un pequeño trozo de cable 16AWG para esta ramificación. El cable de múltiples hebras 16AWG generalmente puede transportar 22 amperios cuando se usa para cableado de chasis de corto recorrido. Las salidas de relé están soldadas a la parte inferior de la PCB de CA como se muestra en la imagen. Cuando todas las conexiones estén hechas, apriete todo en la carcasa como se muestra y pegue en caliente las placas de relé e imp a la base de la carcasa.

Paso 5: firmware de Imp, código de agente y parpadeo

Para que su diablillo funcione, debe conectarse a su red inalámbrica. Electric Imp proporciona una herramienta que realiza la configuración de forma óptica. El proceso se llama BlinkUp y se detalla aquí https://electricimp.com/docs/gettingstarted/1-blinkup/ Una vez que se complete BlinkUp, su diablillo aparecerá en su IDE en Nuevos dispositivos. Si no ha usado un Electric Imp antes, le sugiero que primero pruebe el ejemplo de Hello World en el sitio de Electric Imp para familiarizarse con el Imp. También hay una gran guía para el diablillo sobre instructables escrita por @beardedinventor: https://www.instructables.com/id/Getting-Started-with-Electric-Imp/ El firmware para el diablillo se adjunta a este paso como ImpoweredImp.nut El código del agente se adjunta como ImpoweredAgent.nut Interacción del código del firmware y del agente Su agente tiene una URL específica. Cuando se envía un mensaje HTTP a esta URL, su código de agente que se ejecuta en Imp Cloud verifica la validez de la solicitud comparando la clave API entrante (cualquier clave que invente; más bits hacen que sea más difícil de adivinar) con la clave API almacenada en la memoria del Agente (idea clave de API de https://forums.electricimp.com/discussion/comment/8281#Comment_8281). Si la clave coincide, se comprueba el mensaje para determinar si se está pasando un evento buttonPress o una solicitud de estado en el paquete de solicitud HTTP. Si la solicitud HTTP es para el estado, el código de agente devuelve el estado de encendido / apagado de las salidas de CA. El firmware del Imp actualiza de forma asincrónica el estado cuando los pines de salida cambian de estado. Si se pasa un evento buttonPress en la Solicitud HTTP, este evento se pasa al firmware del Imp a través del canal de comunicación seguro del Imp eléctrico entre el Imp y el Agente basado en el servidor. El Imp "recibe" este evento a través del agent.on ("buttonPressed", función (valor) función. Cada vez que el Imp recibe un evento de pulsación de botón, el estado de salida de Pin1 y 7 se activa, lo que activa o desactiva los relés. Off dependiendo del estado anterior La variable de estado se envía de regreso al agente a través del canal de comunicación Agent-Imp y es recibida por el Agente en la función device.on.

Paso 6: Código HTML / Javascript del iPhone

La aplicación cliente es una aplicación HTML / Javascript básica. Se utiliza una imagen simple como botón. Cuando se presiona la imagen, el botón se anima para mostrar los paquetes WiFi que emanan del dispositivo. La comunicación con el diablillo eléctrico se realiza enviando un mensaje a la URL del agente que es específico para su diablillo en particular. En la aplicación HTML, creamos un objeto XMLHttpRequest y luego publicamos el evento de pulsación de botón en un paquete JSON formateado en la URL del agente. xmlhttp.open ("POST", "https://agent.electricimp.com/YourURL?timestamp=" + nueva fecha (). getTime (), verdadero); xmlhttp.setRequestHeader ("Tipo de contenido", "aplicación / x-www-form-urlencoded"); xmlhttp.setRequestHeader ("x-apikey", "Su clave API"); var impRequest = {"solicitud": "buttonPressed", "button": button.id}; xmlhttp.send (JSON.stringify (impRequest)); Para obtener el estado de las tomas de corriente, se consulta al Agente xmlhttp.open ("POST", "https://agent.electricimp.com/YourURL?timestamp=" + new Date (). GetTime (), true); xmlhttp.setRequestHeader ("x-apikey", "Su clave API"); xmlhttp.setRequestHeader ("Tipo de contenido", "aplicación / x-www-form-urlencoded"); var impRequest = {"request": "GetStatus"}; xmlhttp.send (JSON.stringify (impRequest)); Para que la página HTML aparezca como una aplicación nativa en su iPhone, debe cargarla desde un sitio web y luego agregarla a su pantalla de inicio. El proceso se describe en mi instructable anterior aquí: https://www.instructables.com/id/Electric-Imp-Garage-Door-Opener/step10/Configuring-IIS-Express-And-Loading-The-App-onto- y / Los archivos de iPhone se adjuntan a este paso

Paso 7: ¡Funciona

Después de todo el edificio, la configuración y tal vez incluso un poco de maldición, debe tener un dispositivo WeMo'ish que pueda controlar desde su iPhone / teléfono inteligente / navegador web desde cualquier lugar donde se encuentre. Hay muchos usos para un tomacorriente habilitado para Internet que hace que su hogar sea mucho más inteligente.

• Control remoto de los dispositivos internos, como lámparas, equipos de alta fidelidad, TV, etc. Puede mejorar el software y crear varios dispositivos que le permitan controlar la iluminación de su hogar y hacer que la gente piense que la casa está ocupada mientras no está. Puede encender y apagar su televisor para aumentar la ilusión. Puede mejorar el firmware y el software del teléfono inteligente para programar cada dispositivo para que se ejecute en un horario de encendido / apagado diferente para simular la naturaleza aleatoria de personas reales dentro de su hogar para completar la ilusión por motivos de seguridad cuando está fuera.
• Puede agregar control remoto para puntos de energía de difícil acceso…. las luces de mi garaje, por ejemplo!
• Puede ver el estado de sus puntos de venta para responder a las preguntas que siempre parecen surgir después de que ya ha recorrido muchas millas en un viaje fuera de casa, como "cariño, ¿encendió la plancha, el palillo caliente para el cabello, el filtro de la pecera, el filtro de la piscina, temporizadores de luz "on / off dependiendo de la naturaleza de cada dispositivo.
• Agregue un sensor de movimiento para encender / apagar automáticamente las cosas cuando se detecta movimiento.
• Agregue un termistor u otro dispositivo sensor de temperatura para monitorear la temperatura de la habitación.
• Descubra cómo conectarse a IFTTT.com para que pueda, por ejemplo, enviar un correo electrónico, un mensaje de FB, tuitear su salida para encender / apagar
• ¡Por favor comente a continuación y agregaré sus ideas a esta lista!

Si crea uno, agréguelo a los comentarios y avíseme de las características adicionales que agregó o de los dispositivos de toma de corriente alternativos que pirateó para lograr el mismo fin. Además, si descubres cómo IFTTT esto, ¡a mí también me gustaría saber cómo! ¡Salud!

Segundo premio en el Hardware Hacking

Segundo premio en el concurso de microcontroladores