Всего за 74.9 руб. Купить полную версию
Рис. 2.6. Внешний вид модуля Wi-Fi модификации ESP-01
Рис. 2.7. Внешний вид разводки печатной платы Wi-Fi модуля ESP-01
Питать эти два модуля (Wi-Fi и исполнительного устройства) надо напряжением 5-8 В, для чего вполне подойдет любой маломощный адаптер сетевого питания с соответствующим выходным напряжением.
Габаритные размеры этой платы настолько невелики, что их хорошо иллюстрирует рис. 2.8, на котором плата модуля изображена рядом с картой памяти.
Электрическая схема компактного модуля Wi-Fi в исполнении на плате ESP-01 (и аналогичных) представлена на рис. 2.9. Этот модуль можно универсально применять как в самостоятельных разработках, так и в составе дистанционных Wi-Fi-розеток.
Блок-схема соединений модуля Wi-Fi с основной платой и контроллером представлена на рис. 2.10.
Рис. 2.8. Иллюстрация габаритных размеров платы модуля Wi-Fi на базе контроллера AR9331
Дополнительно потребуется плата с обвязкой и разъемом RJ-45. Все это после монтажных соединений умещается в «подрозетник» так, что никакие элементы не видны и корпуса для данного самодельного устройства делать не нужно. В доме много приборов, постоянно подключенных к сети 220 В. Все «китайские» (предназначенные для бытового использования) блоки питания пригодны только для работы под постоянным присмотром пользователя. «Подрозетники» маркированы значком «негорючее, 650 градусов».
Рис. 2.9. Принципиальная схема модуля Wi-Fi
Светодиод для индикации режима работы розетки (On/Off) -любой. Чтобы светодиод был виден получше, сверлом диаметром 3 мм проделайте небольшое отверстие в розетке. Теперь устройство готово к практическим испытаниям. Когда включается реле (слышен щелчок), светодиод моргает, значит, электричество в розетку подается. Времени на такую сборку уходит не более двух часов. Теперь можно поработать над программным обеспечением (прошивка контроллера). Но это уже тема другой книги.
Рис. 2.10. Блок-схема соединений модуля Wi-Fi с контроллером
Как вариант вместо токового транзисторного ключа с исполнительным реле можно применять симистор в цепи переменного тока, включенный в цепь 220 В. Но управление симисторным модулем индуктивной нагрузкой небезупречно и имеет свои особенности, которые и следует учитывать разработчику.
Практические испытания проводились в июле 2015 года. Необходимо отметить помехоустойчивость этой розетки; при подключении к основным контактам (220 В) в розетку электрического фена мощностью 400 Вт сигнал не пропадает. Нагрев элементов устройства незначительный и превышает температуру +30 °С (замерено после 24-часовой эксплуатации в непрерывном режиме).
Можно пойти дальше и оснастить устройство тепловой защитой, которая, полагаю, не будет лишней. К примеру, хоть розетка (устройство) предполагает частое включение-выключение, это со временем приводит к износу контактов реле, которые будут искрить и нагреваться. Для устранения этой возможной неприятности необходимо установить температурный датчик на реле со стороны контактов и в случае нагрева отключать устройство. А можно пойти еще дальше и – при наличии соответствующей платы другого устройства – не только включать и выключать реле посредством Wi-Fi, но и отображать информацию о мощности нагрузки, а заодно и температуру в комнате.
2.3. О чем не говорят громко
Электронная розетка с контроллером внутри может иметь огромные перспективы в плане сбора информации вокруг себя. Освещенность, температура воздуха, наличие движения/присутствия и далее – запись голоса, видео и прочее, прочее, прочее, с возможностью передачи информации куда угодно. Более того, с подобным дистанционным управлением можно сделать и аварию в нужном месте.
По сути, за аббревиатурой IoT скрываются весьма интересные открытия. Эта очень удобная система, получившая название «Интернет вещей» (IoT), отнюдь небезопасна. Уже существуют различные вирусы, в том числе «трояны», для устройств, управляемых через Интернет. К рассматриваемой теме эти сведения имеют прямое отношение, поскольку мы собираемся управлять нагрузкой в электрической цепи именно с помощью Интернета и локальной сети Wi-Fi. Кофеварки, чайники и другое бытовое оборудование, системы, управляемые по Wi-Fi, «родились» не вчера, но и они небезупречны, несмотря на то что с их появлением для пользователей всего мира открыты новые перспективные возможности. Но одновременно с ними появились и причины всерьез опасаться нового витка прогресса. Надо полагать, производители устройств, подпадающих под определение системы управления IoT, не задумывались о безопасности пользователей или же, осознавая возможности несанкционированного управлениями своими «детищами», предлагают их именно как бытовое развлечение, не более того… Действительно, большинство производителей и поставщиков такой техники, как Wi-Fi-устройства управления и, в частности, «интернет-розетки», рассмотренные во второй главе книги, озабочены лишь удобством для пользователей, созданием «электронного комфорта», дружелюбным интерфейсом и скоростью вывода продукта на широкий рынок, то есть собственными доходами небезупречного предприятия.
Давайте задумаемся на минуту как пользователи и потребители этих гаджетов, и мы поймем, что производители торопятся заставить нас как можно скорее купить эти вещи. Но в результате, в соответствии с кратким анализом, предложенным в данной книге, оказывается, что наш дом легко может превратиться в. минное поле. Каждое подобное устройство будет иметь все более сложное программное обеспечение (прошивку, неподконтрольную пользователю) и сетевые права доступа. Уже сегодня нежелательно безусловно доверять радионяням, снабженным двусторонним аудиосопровождением, а также двусторонним видеоканалам, ибо велика вероятность подмены. Можно «взломать» экологически чистые «умные решения» – термостаты для отопления, «умные» светодиодные лампы, что приводит к возможности внешнего (несанкционированного) управления системой освещения. «Умные дверные звонки» и системы видеозаписи в XXI веке также оказались уязвимыми, что составляет счастье и интерес для потенциальных воров с соответствующим образованием.
Самое неприятное и страшное в том, что «Интернет вещей» не ограничен уязвимостями описанного характера: он реально может быть использован против нас – граждан и пользователей, причем оплативших его из своих средств. Некоторые модели телевизоров Samsung могут записывать информацию и передавать ее третьим лицам обо всем, что слышат их микрофоны и, возможно, видят их камеры. К сожалению, то, о чем я сейчас пишу, не химера и не результат паранойи. Не важно, какая именно электронная вещь взламывается. Ею может в конкретном случае стать бытовой холодильник, дверь, автомобиль или медицинское оборудование в клинике. Все эти и многие другие устройства, которыми можно управлять дистанционно, могут быть использованы для упрощения доступа и к другим «интернет-вещам». Еще интереснее соединять полученные обрывки информации для получения целостной картины в формате даже простого анализа того, что творится вокруг. То же касается и рассмотренных в книге устройств.
Такие электронные устройства, использующие систему «Интернета вещей», должны защищаться так же, как персональные компьютеры, телефоны, КПК и планшеты, если не строже. Они не должны хранить пароли в виде простого текста, им нельзя позволять собирать данные о пользователе – в любых целях. Поэтому читатели моей книги и потребители таких устройств – в общем смысле – должны понимать потенциальные опасности Wi-Fi-управления наряду с рекламой производителем их инновационных функциональных признаков.
2.4. Варианты совершенствования системы
Для реализации такой практической идеи используют сеть Pi, на которой будет крутиться веб-сервер, аккумулирующий собранные данные. Управлять несколькими розетками, каждой со своим IP, через веб-сервер не очень удобно. Конечно же, все современные устройства управляются сейчас с мобильных приложений, и никаких проблем с реализацией любого произвольного поведения не существует. Но одно дело – управляться с мобильного приложения, а другое – реализовывать автономную логику, к примеру включение вытяжки в ванной при повышении влажности: для этого нужен стационарный девайс, который будет за всем этим следить. Этим устройством вполне может служить рассмотренный выше модуль на MCU AR9331, и более того, даже самого обычного микроконтроллера хватит.
Практически же на примере рассмотренной в начале 2-й главы Wi-Fi-розетки модели HL0107 основной модуль Wi-Fi признан универсальным устройством. На рис. 2.11 представлен его внешний вид в корпусе розетки SWS-A1 производства Финляндии.
