HackerBox 0054: المنزل الذكي: 8 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:37

تحياتي لقراصنة HackerBox حول العالم! يستكشف HackerBox 0054 أتمتة المنزل من خلال المفاتيح الذكية وأجهزة الاستشعار والمزيد. قم بتكوين مفاتيح Sonoff WiFi الذكية. قم بتعديل المفاتيح الذكية لإضافة رؤوس برمجة وفلاش البرامج الثابتة البديلة. قم بإعداد Home Assistant و MQTT ودمج محاور المنزل الذكي مثل Amazon Alexa أو Google Home. قم بتجميع العقد الذكية DIY WiFi باستخدام وحدات Wemos ESP8266. قم بتكوين عقد WiFi الذكية كنقاط تحكم في التبديل أو نقاط استشعار أو كليهما. اكتشف خيارات أجهزة الاستشعار المتعددة لعمليات المنزل الذكي. جرب قياس التأكسج النبضي ومراقبة معدل ضربات القلب.

يحتوي هذا الدليل على معلومات لبدء استخدام HackerBox 0054 ، والتي يمكن شراؤها هنا أثناء نفاد المستلزمات. إذا كنت ترغب في تلقي HackerBox مثل هذا في صندوق البريد الخاص بك كل شهر ، يرجى الاشتراك في HackerBoxes.com والانضمام إلى الثورة!

HackerBoxes هي خدمة صندوق الاشتراك الشهري لقراصنة الأجهزة وعشاق الإلكترونيات وتكنولوجيا الكمبيوتر. انضم إلينا وعش HACK LIFE.

الخطوة 1: قائمة محتويات HackerBox 0054

• مفتاحان ذكيان من Sonoff Basic WiFi
• وحدتا Wemos D1 Mini ESP8266
• درع Wemos D1 Mini Relay Shields
• درع Wemos D1 Mini Prototype Shields
• اثنان من التيار المتردد إلى 5 فولت تيار مستمر محولات الطاقة
• وحدة USB التسلسلية FTDI
• MAX30100 وحدة معدل نبضات القلب بمقياس التأكسج
• وحدة مستشعر الحركة MH-SR602 PIR
• وحدة استشعار المياه
• اثنان من مستشعرات درجة الحرارة الرقمية DS18B20
• مقاومات 4.7K
• ذكر-أنثى دوبونت 10 سم صداري
• ورقة حصرية الفينيل كاميرا ويب جاسوس بلوكير
• حصري HackerBox HackLife Iron-On Patch

بعض الأشياء الأخرى التي ستكون مفيدة:

• واحد أو اثنان من أسلاك تمديد التيار المتردد ذات الشقين
• لحام الحديد وأدوات اللحام الأساسية
• كمبيوتر لتشغيل أدوات البرمجيات

الأهم من ذلك أنك ستحتاج إلى حس المغامرة وروح الهاكرز والصبر والفضول. قد يكون بناء الإلكترونيات وتجريبها أمرًا مجزيًا للغاية ، إلا أنه قد يكون خادعًا ومليئًا بالتحدي وحتى محبطًا في بعض الأحيان. الهدف هو التقدم وليس الكمال. عندما تستمر في المغامرة وتستمتع بها ، يمكن أن تحصل على قدر كبير من الرضا من هذه الهواية. اتخذ كل خطوة ببطء ، واهتم بالتفاصيل ، ولا تخف من طلب المساعدة.

كما هو الحال دائمًا ، نطلب منك مراجعة الأسئلة الشائعة حول HackerBoxes. ستجد هناك ثروة من المعلومات للأعضاء الحاليين والمحتملين. تمت الإجابة على جميع رسائل البريد الإلكتروني الخاصة بالدعم غير التقني التي نتلقاها بالفعل في الأسئلة الشائعة ، لذلك نحن نقدر ذلك حقًا إذا ألقيت نظرة سريعة.

الخطوة 2: أتمتة المنزل باستخدام مفاتيح Sonoff الذكية

تعد مفاتيح Sonoff Basic Smart Switches مفاتيح طاقة للتحكم عن بعد تدعم وظائف المنزل الذكي عن طريق تبديل الطاقة لأي جهاز كهربائي تقريبًا وفقًا للرسائل المرسلة عبر WiFi. تتكون مفاتيح Sonoff Basic Smart Switches من متحكم ESP8266 WiFi ، ومرحل طاقة لتشغيل الحمل وإيقافه ، ومحول طاقة صغير من التيار المتردد إلى التيار المستمر لتزويد المتحكم الدقيق والترحيل من نفس الخط الذي يتم تبديله.

تنبيه: تتصل أجهزة التبديل الذكية بمصدر التيار الكهربائي في منزلك. يمكن أن تكون الطاقة الكهربائية خطيرة. يجب أن تفهم الآثار المترتبة على توصيل الأجهزة بالطاقة الكهربائية. لا تعمل أبدًا على جهاز أثناء توصيله بمصدر الطاقة الرئيسي. لا تحاول ضبط أو تعديل أو برمجة جهاز أثناء توصيله بمصدر طاقة رئيسي. إذا كنت تفتقر إلى الخبرة أو الراحة للعمل بأمان مع التيار الكهربائي ، فيرجى الاستعانة بشخص لديه الخبرة المناسبة لمساعدتك. السلامة اولا

تتمثل نقطة البداية الجيدة في تجميع "سلك تمديد قابل للتحويل" كما هو موضح في الرسم. لاحظ أن خط طاقة التيار المتردد يحتوي على موصل N (محايد) والذي يكون عادةً أبيض. كما أن لديها موصل L (LINE ، LIVE ، HOT) الذي عادة ما يكون أسود. قد يكون هناك أيضًا موصل G (أرضي) يكون عادةً أخضر أو معدنًا فارغًا. يتصل N CONDUCTOR بشفرة التوصيل الأعرض والسترة العازلة المضلعة أو المميزة. ضع ذلك في الاعتبار أثناء الاتصال بالمحطات اللولبية L و N لمفتاح Sonoff Smart Switch.

تأكد من ربط نهايات مبيت البلاستيك الخاصة بمفتاح Sonoff Smart Switch بحيث تمسك الأسنان بالداخل بالغطاء العازل للموصلات الرئيسية. يوفر هذا تخفيفًا للضغط يساعد على منع سحب السلك الحي مما قد يتسبب بعد ذلك في حدوث تلف أو إصابة. إذا كان السلك أو الجهاز الذي يتم تبديله به موصل أرضي ثالث ، فتأكد من توصيل الأرض على جانبي مفتاح Sonoff Smart Switch معًا (تجاوز المفتاح).

التطبيق الافتراضي الذي يتواصل مع Sonoff Smart Switches ويتحكم فيه هو eWeLink.

الخطوة 3: هاك Sonoff

توجد فتحات لحام لرأس على اللوحة داخل مفتاح Sonoff الذكي. يتضمن الرأس power و ground و TX و RX. يمكن استخدامها لإعادة برمجة ESP8266. يتصل الزر الموجود على Sonoff Smart Switch بـ GPIO0 ، لذلك يمكن استخدامه لتشغيل ESP8266 في وضع البرمجة.

يُقترح استخدام رأس أنثى على لوحة Sonoff Smart Switch. نظرًا لوجود جهد كهربي مرتفع على اللوحة أثناء الاستخدام ، لا نريد أن يقوم دبوس رأس ذكر منحني بتقصير أي شيء.

تذكر أن تقوم بفصل مصدر الطاقة الرئيسي تمامًا قبل فتح مفتاح Sonoff الذكي. بمجرد برمجة المفتاح ، قم بإغلاقه بالكامل في غلافه قبل إعادة توصيل مصدر التيار الكهربائي عالي الجهد

فيديو: الاتصال برأس Sonoff

هناك عدد من البرامج الثابتة المختلفة التي يمكن تحميلها على المحولات الذكية المستندة إلى ESP8266 من أجل متعة القرصنة. واحدة من أكثرها شعبية هي Tasmota (انظر حول Tasmota على موقع المشروع).

فيديو: تحميل Tasmota إلى Sonoff

فيديو: دليل كامل لتسموتا

الخطوة 4: Home Assistant و MQTT

يعمل برنامج أتمتة المنزل على تسهيل التحكم في الأجهزة الشائعة الموجودة في المنزل أو المكتب أو في بعض الأحيان في مكان تجاري ، مثل الأضواء ومعدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتحكم في الوصول والرشاشات والأجهزة الأخرى. عادة ما يوفر لجدولة المهام ، مثل تشغيل الرشاشات في الوقت المناسب ، ومعالجة الأحداث ، مثل تشغيل الأضواء عند اكتشاف الحركة.

منصتان شائعتان لأتمتة المنزل هما Home Assistant و openHAB. كلاهما مفتوح المصدر وكامل الميزات. سننظر أكثر في Home Assistant.

فيديو: دليل المبتدئين في Home Assistant

MQTT (النقل عن بُعد لخدمة وضع الرسائل في قائمة انتظار) هو بروتوكول شبكة خفيف الوزن يشترك فيه النشر لنقل الرسائل بين الأجهزة.

فيديو: فهم MQTT في Home Assistant

فيديو: توصيل 8266 جهازًا بـ MQTT و Adafruit.io

فيديو: Home Assistant مع Alexa و Google Home

الخطوة 5: التبديل الذكي DIY مع Wemos D1 Mini

يعد Wemos D1 Mini وحدة ESP8266 مشهورة مع دعم WiFi وواجهة USB. يمكن برمجتها بسهولة عبر Arduino IDE والأنظمة الأساسية الأخرى التي تدعم ESP8266.

يمكن توصيل وحدة ESP8266 ، مثل Wemos D1 Mini ، بمرحل لتوفير نفس الوظائف مثل Sonoff Smart Switch. يوفر هذا التكوين أيضًا دبابيس GPIO إضافية سيرفالية. يمكن أن تدعم دبابيس الإدخال والإخراج توصيل المستشعرات (المدخلات) والمؤشرات / المشغلات (المخرجات) والمرحلات الإضافية والأجهزة الأخرى المختلفة.

علاوة على ذلك ، يمكن استخدام المرحل لتبديل أي نوع من الإشارات ، وليس فقط جهد التيار الكهربائي الرئيسي. يمكن أن يدعم تبديل الإشارات الأخرى التحكم في أنظمة تكييف الهواء ، والري / الرشاشات ، وأبواب المرآب ، وأقفال الوصول / البوابة ، والإضاءة ذات الجهد المنخفض مثل أضواء المناظر الطبيعية أو حمام السباحة. هناك العديد من الأمثلة على الإنترنت لمشاريع مثل هذه.

يمكن تشغيل Wemos D1 Mini بواسطة أي مصدر طاقة 5 فولت مناسب ، مثل شاحن الهاتف "ثؤلول الجدار" ، عبر منفذ microUSB. بدلاً من ذلك ، يمكن استخدام محول طاقة صغير من التيار المتردد إلى تيار مستمر (يشبه إلى حد كبير المحول المدمج في Sonoff Smart Switch) للطاقة. ومع ذلك: يجب توخي الحذر الشديد عند توصيل مصدر التيار الكهربائي بمحول الطاقة بعناية. أيضًا ، يجب توفير حاوية لحماية وعزل محول الطاقة قبل تنشيط مصدر الطاقة الرئيسي.

المشروع: التحكم في Wemos D1 Mini Relay عبر WiFi

فيديو: تحميل Tasmota على Wemos D1 Mini

الخطوة 6: أجهزة الاستشعار مفيدة لأتمتة المنازل

مستشعر الحركة

MH-SR602 هو مستشعر الأشعة تحت الحمراء السلبية (مستشعر PIR). تقيس PIRs ضوء الأشعة تحت الحمراء (IR) الذي يشع من الأشياء في مجال رؤيتها. غالبًا ما يتم استخدامها في أجهزة الكشف عن الحركة القائمة على PIR. تستخدم مستشعرات PIR بشكل شائع في أجهزة الإنذار الأمنية وتطبيقات الإضاءة التلقائية. جميع الأجسام التي تزيد درجة حرارتها عن الصفر المطلق تنبعث منها طاقة حرارية على شكل إشعاع. عادةً لا يكون هذا الإشعاع مرئيًا للعين البشرية لأنه يشع عند أطوال موجات الأشعة تحت الحمراء ، ولكن يمكن اكتشافه بواسطة الأجهزة الإلكترونية مثل PIRs.

يوضح هذا المثال كيفية استخدام وحدة مستشعر الحركة PIR في مشروع Arduino. نظرًا لأن مستشعر الحركة MH-SR602 PIR يعمل في نطاق جهد يبلغ 3.3 فولت -15 فولت. يمكن استخدامه مع الإمداد والتأشير بجهد 3.3 فولت مع Wemos D1 Mini (ESP8266) أو مع Arduino 5V.

جهاز استشعار المياه

هذا المشروع التجريبي لمستشعر المياه يتحدث عن نفسه إلى حد كبير. تعمل وحدة المستشعر بجهد 3.3 فولت أو 5 فولت. يمكن استشعار الإخراج باستخدام أي دبوس إدخال تناظري ووظيفة Arduino analogRead ().

جهاز استشعار درجة الحرارة

DS18B20 عبارة عن مستشعر درجة حرارة يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات. يتصل المستشعر باستخدام ناقل سلك واحد (I2C) ويتطلب فقط مقاوم سحب 4.7 كيلو للتشغيل. يوضح هذا المشروع كمثال واجهة DS18B20 مع Wemos D1 Mini.

الخطوة 7: مقياس تأكسج النبض ومراقب معدل ضربات القلب

قياس التأكسج بالنبض هو طريقة غير باضعة لمراقبة تشبع المريض بالأكسجين. على الرغم من أن قراءتها لتشبع الأكسجين المحيطي (SpO2) لا تتطابق دائمًا مع القراءة المرغوبة أكثر من تشبع الأكسجين الشرياني (SaO2) من تحليل غازات الدم الشرياني ، إلا أن الاثنين مرتبطان جيدًا بما يكفي بحيث تكون طريقة قياس التأكسج النبضي الآمنة والملائمة وغير الغازية وغير المكلفة قيمة لقياس تشبع الأكسجين في الاستخدام السريري.

MAX30100 (أو MAX30102) عبارة عن وحدة استشعار حيوي مدمجة لقياس التأكسج النبضي ومراقبة معدل ضربات القلب. يتضمن مصابيح LED داخلية وأجهزة كشف ضوئية وعناصر بصرية وإلكترونيات منخفضة الضوضاء مع رفض الضوء المحيط. يوفر MAX30100 حلاً نظامًا كاملاً لتسهيل عملية التصميم للأجهزة المحمولة والأجهزة القابلة للارتداء.

يوضح هذا المشروع كمثال توصيل وحدة MAX30100 إلى Wemos D1 Mini.

إشعار: وحدة MAX30100 ، كما هو الحال مع أي حل DIY ، مخصصة فقط للتجارب التعليمية وأغراض العرض التوضيحي. وحدات العرض هذه ليست على الإطلاق أجهزة طبية ولا ينبغي الاعتماد عليها للتشخيص أو لأي غرض سريري آخر. استشر طبيبك المرخص دائمًا للحصول على مزيد من المعلومات.

الخطوة 8: اخترق الكوكب

نأمل أن تستمتع بمغامرة HackerBox لهذا الشهر في الإلكترونيات وتكنولوجيا الكمبيوتر. تواصل وشارك نجاحك في التعليقات أدناه أو على HackerBox Facebook Group. تذكر أيضًا أنه يمكنك إرسال بريد إلكتروني إلى [email protected] في أي وقت إذا كان لديك سؤال أو كنت بحاجة إلى بعض المساعدة.

ماذا بعد؟ انضم للثوره. عيش HackLife. احصل على صندوق رائع من المعدات القابلة للاختراق يتم تسليمها مباشرة إلى صندوق البريد الخاص بك كل شهر. تصفح إلى HackerBoxes.com واشترك في اشتراكك الشهري في HackerBox.