Электрические розетки с усиленным питанием: 7 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

В этом руководстве показано, как взломать стандартный адаптер питания, чтобы сделать адаптер питания с выходом в Интернет с помощью Electric Imp. Это позволяет удаленно управлять любым устройством с питанием от сети с помощью смартфона или веб-браузера. Освещение моего гаража "как построено" оставляет желать лучшего. Вы можете использовать доступный свет для поиска крупных объектов, таких как ваша машина, но забудьте об этом винте, который вы только что уронили. Чтобы решить проблему с освещением, я купил два 4-футовых 4-х ламповых люминесцентных лампы, чтобы повесить их над моей рабочей зоной. Поскольку точка подключения находится в потолке примерно на 12 футов высотой, мне нужен был способ удаленно включать и выключать свет. Я нашел розетку с дистанционным управлением Stanley в местном магазине, и я был настроен, по крайней мере, я так думал. Первый пульт Stanley вышел из строя в первый день. Замененный блок вышел из строя через пару дней. Третий замененный блок вышел из строя через пару месяцев. Мне так и не удалось отнести его обратно в магазин - я установил шнурки для освещения магазина как временное полуудаленное решение старой школы. Мне нужно было WeMo или подобное устройство. Идеальное решение для моих нужд, если немного переборщить. Но потом меня осенило. Скорее всего, точкой отказа устройства Стэнли является ВЧ-цепь, которая управляет переключением переменного тока. Если бы я заменил эту схему на Electric Imp, мне не пришлось бы возиться с схемой переменного тока, которая уже одобрена UL для обеспечения безопасности, и у меня был бы хорошо сделанный корпус для загрузки. Я схватил отвертку Philips и открыл блок Стэнли. Внутренности оказались ИДЕАЛЬНЫМИ для модернизации Electric Imp (https://www.electricimp.com) с минимальными усилиями… по крайней мере, я так думал. Фонари моего магазина устремились в интернет-облако. К сожалению, план по замене ВЧ-цепи на Electric Imp столкнулся с серьезным препятствием, потому что источник питания постоянного тока на удлинителе Stanley не может обеспечить достаточный ток для питания Electric Imp. Импу требуется около 400 мА для передачи по Wi-Fi, поэтому взлом оказался более агрессивным, чем я предполагал, с использованием Импа, зарядного устройства для мобильного телефона и релейной платы, вставленных в корпус Стэнли. Поскольку праздничный сезон не за горами, это позволит вам управлять своим световым дисплеем, где бы вы и ваш смартфон ни находились, даже если это просто с дивана, чтобы избежать ночной поездки в ваш заснеженный двор…. просто помните о гидроизоляции, если вы делаете это, чтобы случайно не создать опасность поражения электрическим током. Устройство Stanley, которое я использовал, по-прежнему доступно на различных интернет-сайтах, поэтому, если вам нужно базовое устройство, подобное WeMo'ish, с полным доступом к исходному коду и электронике, которые вы можете взломать до совершенства, эта инструкция поможет вам там.

Шаг 1. Как это работает

Electric Imp - это ядро работы системы. Когда кнопка в веб-приложении активирована, выполняется HTTP-запрос AJAX на URL-адрес, специфичный для вашего Imp. Этот запрос отправляется агенту Imp Agent в облаке Electric Imp, который специально связан с вашим Electric Imp. Код агента - это мини-веб-сервер, который анализирует запрос и, если он действителен, передает его в вашу прошивку Imp через облако. Эта негласная связь между серверным агентом и аппаратной прошивкой была разработана талантливыми людьми из Electric Imp. Прошивка Imp получает сообщение от облачного агента и соответствующим образом настраивает релейный выход. Это позволяет вам включать и выключать розетки Stanley, нажимая кнопку на вашем смартфоне или веб-браузере с минимальными усилиями по разработке программного обеспечения и прошивки. Отлично!

Шаг 2. Вещи, которые вам понадобятся

Существует множество вариантов переключателей питания переменного тока с дистанционным управлением. Они очень популярны во время декабрьского курортного сезона в США. Скорее всего, любой из них можно взломать аналогичным образом. Это список деталей и инструментов для устройства Stanley, которое я использовал.

• Розетка с дистанционным питанием Stanley. Устройство, которое я использовал, по-прежнему доступно примерно за 16 долларов на сайте 1000Bulbs.com. Мне нравится удобство наличия трех розеток.
• Электрический бес
• Несущая плата Electric Imp
• 2-канальная релейная плата SainSmart. Имеет входы оптоизоляторов. Купил эту плату для другого проекта. В то время (август 2013 г.) он поставлялся с Amazon Prime менее чем за 5 долларов. Текущая цена - 9 долларов
• 1 x 4-контактный разъем Molex. Я купил свой на Jameco.com
• 1 x 3-контактный разъем Molex. Jameco.com
• 5 контактов для разъемов Molex серии KK. Jameco.com
• Термистор - 10K https://www.sparkfun.com/products/250 (Необязательно - мне еще нужно написать код для этого)
• Зарядное устройство USB для iPhone для питания беса - у Amazon лучшие цены
• Кабель USB, который будет поврежден для подачи питания на Импа. Если у вас есть один конец с маленьким штекером (например, тот, который идет в комплекте с iPhone, вы сможете избежать повреждения разъема!)

Инструменты и расходные материалы

• Отвертка Philips для разборки блока Стэнли. Излишне говорить, что ваша гарантия аннулируется, как только вы это сделаете
• Паяльник и припой - у Radioshack есть множество
• Соединительный провод 24 или 26 или 28 калибра для подключения электрического имп. Ввода / вывода к реле. Radioshack предлагает разные цвета 24-го калибра
• Острый универсальный нож
• Мелкие электрические инструменты (кусачки, устройства для зачистки проводов и т. Д.)
• Маленькие сверла (1/16 дюйма) и сверло для проделывания паза Imp Slot сбоку блока Stanley. Альтернативно - инструмент Dremel с подходящей режущей коронкой.
• Пистолет для горячего клея и клеевые стержни для установки электрического ударника и реле внутри корпуса. Я использовал высокопрочный тип..

Помните, что как только вы откроете выключатель удаленной розетки переменного тока Stanley, ваша гарантия аннулируется. Кроме того, убедитесь, что вы работаете с соответствующими процедурами безопасности для устройств с основным питанием. Перед тем как приступить к работе, отключите прибор Stanley от сети. Пока он отключен от сети, вы можете безопасно работать с ним, не опасаясь случайного поражения электрическим током. Если вы попытаетесь работать с блоком, когда он подключен к розетке, напряжения под напряжением (115 В переменного тока) внутри блока Stanley будет достаточно, чтобы вас убить. Никогда не работайте с внутренними частями блока Stanley, если крышка снята и блок включен в розетку. Будьте осторожны. При работе с инструментами используйте стандартные правила техники безопасности своими руками и всегда надевайте защитные очки.

Шаг 3: разборка и модификация

Блок Stanley открывается путем откручивания 5 винтов на задней стороне с помощью небольшой отвертки Philips. Один из винтов может быть спрятан под наклейкой. После того, как все 5 винтов будут выкручены, осторожно ослабьте две половинки. Снимите плату дистанционного управления и утилизируйте ее. Мы больше не будем его использовать. Здесь будет установлен Imp. На нижнем пластиковом корпусе, на который устанавливалась оригинальная ВЧ-плата, отлиты 2 больших пластиковых выступа. Эти выступы можно отрезать с помощью пары боковых фрез и дополнительно зачистить с помощью инструмента dremel. Платы Imp и реле будут приклеены к основанию. Удаление выступов необходимо для того, чтобы плата реле смонтировалась достаточно низко, чтобы очистить верхнюю крышку при повторной сборке блока Stanley. Снимите главную плату с корпуса. Используя инструмент Dremel с отрезным диском, аккуратно обрежьте существующую цепь, чтобы оставить только часть переменного тока печатной платы, как показано на рисунках. Обрезка печатной платы необходима для обеспечения зазора для новых реле, которые будут включать и выключать розетки. Вы хотите оставить основные дорожки переменного тока, поддерживающие розетки. Чтобы обеспечить слот для платы электрического импа, необходимо сделать слот сбоку корпуса. Изначально я намеревался использовать встроенный регулятор Stanley для питания имп. Когда оказалось, что этой мощности недостаточно, мне пришлось переместить слот на противоположную сторону нижнего корпуса. Чтобы сделать прорезь, просверлите несколько отверстий диаметром 1/16 дюйма примерно по прямой линии, а затем воспользуйтесь небольшим напильником, чтобы выровнять прорезь. Не делайте прорезь там, где изображены эти изображения… Посмотрите на окончательные изображения на последнем шаге, чтобы увидеть, куда должен идти слот!

Шаг 4: электрические детали и сборка

Первоначальное реле в блоке Stanley было оборудовано реле 250VAC / 10A, для переключения которого требовалось напряжение на катушке 12В. Сложно управлять от цепи 5 В, поэтому он был заменен модулем с двумя реле. Перед началом работы убедитесь, что блок Stanley не подключен к розетке. На плате реле, которую я использовал, есть два реле на 10 А, которые переключаются с напряжением катушки 5 В. Чтобы обеспечить номинальную нагрузку 15 А взломанного блока, я использовал реле параллельно, чтобы обеспечить номинальную нагрузку 20 А. Это обеспечивает приличный коэффициент безопасности для адаптера питания, подключенного к стандартной домашней электропроводке, защищенной выключателем на 15 А. Если вы используете реле с более высоким током, вы можете переключать розетки по отдельности. Если удлинитель рассчитан на 15 А, то любая из розеток должна быть безопасной для работы до 15 А. Путем подключения реле, указанных для этой инструкции, параллельно, вы можете гарантировать, что любая отдельная розетка или все 3 розетки вместе могут безопасно потреблять 15 А. При большей нагрузке сработает автоматический выключатель в вашей домашней коммутационной панели, чтобы защитить цепь. Питание электроники осуществляется от зарядного устройства iPhone USB. У меня был запасной, который я мог использовать. Они недорогие и доступны на Amazon и ebay. Дешевле купить зарядное устройство с USB-кабелем, чем покупать компоненты для собственного источника питания. Форм-фактор iPhone хорошо работает в ограниченном внутреннем пространстве устройства Stanley. Используйте плоские клеммы для прямого подключения к клеммам переменного тока зарядного устройства. Используйте термоусадочную пленку, чтобы закрыть открытые части клемм переменного тока, чтобы предотвратить случайный контакт. USB-кабель, который я нашел в своей коробке для проекта, имел громоздкий формованный разъем. Острым ножом были сняты пластиковые молдинги. Красный и черный провода USB-кабеля были заменены проводом калибра 26 для обеспечения большей механической прочности, а затем разъем был дополнительно защищен с помощью термоусадки, как показано на рисунках. Изначально я намеревался переключать реле независимо, чтобы можно было независимо управлять как минимум двумя выходами. Так изначально была устроена схема. После исследования допустимой токовой нагрузки реле я решил подключить релейные выходы параллельно. Соединение между Imp и платой реле имеет два контакта Imp, управляющих каждым реле. На самом деле, вы можете просто подключить один вывод Imp к обоим релейным входам. Прошивка переключает оба контакта вместе, так что в любом случае все в порядке. Нейтраль переменного тока и заземление переменного тока уже подключены к розеткам электросети. Оставьте все подключенным так, как оно было с завода. Единственный провод, который необходимо изменить, - это провод под напряжением переменного тока (черный провод). Этот провод должен быть соединен или разветвлен, чтобы у вас был вход под напряжением для каждого реле, как показано на схеме. Защитите стык с помощью термоусадки. Я использовал небольшой кусок провода 16AWG для этого разветвления. Многожильный провод 16AWG обычно может выдерживать ток 22 А при использовании для короткой проводки шасси. Релейные выходы припаяны к нижней стороне платы переменного тока, как показано на рисунке. Когда все соединения выполнены, вдавите все в корпус, как показано, и приклейте горячим клеем платы реле и имплантата к основанию корпуса.

Шаг 5: Imp прошивка, код агента и мигание

Чтобы заставить вашего беса работать, он должен подключиться к вашей беспроводной сети. Electric Imp предоставляет инструмент, который выполняет настройку оптически. Процесс называется BlinkUp и подробно описан здесь https://electricimp.com/docs/gettingstarted/1-blinkup/. После завершения BlinkUp ваш чертенок появится в вашей среде IDE в разделе «Новые устройства». Если вы раньше не использовали Electric Imp, я предлагаю вам сначала попробовать пример Hello World на сайте Electric Imp, чтобы получить представление о Imp. Существует также отличное руководство для беса по инструкциям, написанное @beardedinventor: https://www.instructables.com/id/Getting-Started-with-Electric-Imp/ Прошивка для беса прикреплена к этому шагу как ImpoweredImp..nut Код агента прикреплен как ImpoweredAgent.nutFirmware и взаимодействие кода агента. У вашего агента есть специальный URL-адрес. Когда на этот URL-адрес отправляется сообщение HTTP, ваш код агента, работающий в Imp Cloud, проверяет достоверность запроса, сравнивая входящий ключ API (любой ключ, который вы создаете - чем больше бит, тем труднее угадать), с сохраненным ключом API. в памяти Агента (идея ключа API из https://forums.electricimp.com/discussion/comment/8281#Comment_8281). Если ключ совпадает, сообщение проверяется, чтобы определить, передается ли событие buttonPress или запрос состояния в пакете HTTP-запроса. Если HTTP-запрос предназначен для статуса, код агента возвращает статус включения / выключения розеток переменного тока. Состояние асинхронно обновляется прошивкой Imp при изменении состояния выходных контактов. Если событие buttonPress передается в HTTP-запросе, это событие передается в прошивку Imp по безопасному каналу связи между Imp и агентом на сервере. Imp "получает" это событие через agent.on ("buttonPressed", function (value) function. Каждый раз, когда Imp получает событие нажатия кнопки, состояние вывода Pin1 и 7 переключается, что включает реле или Выкл. В зависимости от предыдущего состояния. Переменная состояния отправляется обратно агенту через канал связи Agent-Imp и принимается агентом в функции device.on.

Шаг 6. Код HTML / Javascript для iPhone

Клиентское приложение представляет собой простое приложение HTML / Javascript. В качестве кнопки используется простое изображение. При нажатии на изображение кнопка активируется, показывая пакеты Wi-Fi, исходящие от устройства. Связь с Electric Imp осуществляется путем отправки сообщения на URL-адрес агента, который относится к вашему конкретному Imp. В приложении HTML мы создаем объект XMLHttpRequest, а затем отправляем событие нажатия кнопки в форматированном пакете JSON на URL-адрес агента. xmlhttp.open ("POST", "https://agent.electricimp.com/YourURL?timestamp=" + new Date (). getTime (), true); xmlhttp.setRequestHeader ("Content-type", "application / x-www-form-urlencoded"); xmlhttp.setRequestHeader ("x-apikey", "Ваш ключ API"); var impRequest = {"запрос": "buttonPressed", "кнопка": button.id}; xmlhttp.send (JSON.stringify (impRequest)); Чтобы получить статус розеток, агент запрашивает xmlhttp.open («POST», «https://agent.electricimp.com/YourURL?timestamp=» + new Date (). GetTime (), true); xmlhttp.setRequestHeader ("x-apikey", "Ваш ключ API"); xmlhttp.setRequestHeader ("Content-type", "application / x-www-form-urlencoded"); var impRequest = {"запрос": "GetStatus"}; xmlhttp.send (JSON.stringify (impRequest)); Чтобы HTML-страница отображалась как собственное приложение на вашем iPhone, вам необходимо загрузить ее с веб-сайта, а затем добавить на домашний экран. Этот процесс описан в моем предыдущем руководстве здесь: https://www.instructables.com/id/Electric-Imp-Garage-Door-Opener/step10/Configuring-IIS-Express-And-Loading-The-App-onto- y / Файлы iPhone прикреплены к этому шагу

Шаг 7: Работает

После всего строительства, настройки и, возможно, даже небольшого проклятия, у вас должно быть устройство WeMo'ish, которым вы можете управлять со своего iPhone / смартфона / веб-браузера из любого места, где бы вы ни находились. Есть много вариантов использования розетки с подключением к Интернету, которая делает ваш дом намного умнее.

• Дистанционное управление домашними устройствами, такими как лампы, Hi-Fi, телевизор и т. Д. Вы можете улучшить программное обеспечение и создать несколько устройств, которые позволят вам управлять освещением вашего дома, чтобы люди думали, что дом занят, пока вас нет. Вы можете включать и выключать телевизор, чтобы усилить иллюзию. Вы можете улучшить прошивку и программное обеспечение смартфона, чтобы запрограммировать каждое устройство для работы по разному графику включения / выключения, чтобы имитировать случайный характер реальных людей в вашем доме, чтобы завершить иллюзию в целях безопасности, когда вас нет.
• Вы можете добавить дистанционное управление для труднодоступных точек питания…. например мой гаражный свет!
• Вы можете увидеть статус своих торговых точек, чтобы ответить на вопросы, которые всегда возникают после того, как вы уже на много миль в поездке вдали от дома, например: «Дорогой, ты повернул утюг, горячую палку для волос, фильтр для аквариума, фильтр для бассейна, световые таймеры »включение / выключение в зависимости от характера каждого устройства.
• Добавьте датчик движения для автоматического включения / выключения при обнаружении движения.
• Добавьте термистор или другое устройство измерения температуры для контроля температуры в помещении.
• Выясните, как подключиться к IFTTT.com, чтобы вы могли, например, отправлять по электронной почте, сообщения в FB или твитнуть свою розетку для включения / выключения.
• Прокомментируйте, пожалуйста, ниже, и я добавлю ваши идеи в этот список!

Если вы его построите, пожалуйста, добавьте в комментарии и сообщите мне о любых дополнительных функциях, которые вы добавили, или об альтернативных устройствах розеток, которые вы взломали для достижения той же цели. Кроме того, если вы выясните, как использовать IFTTT в этой штуке, я тоже хочу знать, как это сделать! Ваше здоровье!

Второй приз в области взлома оборудования

Второй приз в конкурсе микроконтроллеров