Απομακρυσμένη απενεργοποίηση ή επανεκκίνηση υπολογιστή με συσκευή ESP8266: 10 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Για να είμαστε σαφείς εδώ, κλείνουμε τον υπολογιστή σας, όχι τον υπολογιστή κάποιου άλλου.

Η ιστορία πάει κάπως έτσι:

Ένας φίλος μου στο Facebook μου έστειλε μήνυμα και είπε ότι έχει δώδεκα υπολογιστές που τρέχουν ένα σωρό μαθηματικά, αλλά κάθε πρωί στις 3 το πρωί, κλείνουν. Δεδομένου ότι οι υπολογιστές είναι 30 λεπτά μακριά, είναι μια τεράστια ενόχληση να οδηγήσετε δύο πόλεις (ζούμε στη Νότια Ντακότα) για να τροφοδοτήσετε με ηλεκτρικό ρεύμα τους υπολογιστές. Με ρώτησε, μπορώ να του φτιάξω μια συσκευή IoT που θα του επέτρεπε να επανεκκινήσει τον προσβλητικό υπολογιστή από την άνεση του άνετου κρεβατιού του;

Για να μη χάσω ποτέ μια πρόκληση, συμφώνησα να βάλω κάτι μαζί του. Αυτό είναι το έργο.

Χρησιμοποιώντας δύο καταχωρημένα bit-shift, ένα ESP8266 ESP01, μια χούφτα LED και μερικά σπιτικά οπτοαπομονωτικά, ολόκληρο το έργο κοστίζει περίπου $ 5 αν αγοράσετε ανταλλακτικά από την Κίνα στο eBay. Maybeσως 20 $ από την Amazon.

Πρόκειται για μια αρκετά σύνθετη κατασκευή με πολλές λεπτές συγκολλήσεις. Χωρίς να υπολογίζω τις βλάβες μου και την επανακόλληση, μου πήρε το καλύτερο μέρος 20 ωρών για να το φτιάξω, αλλά αποδείχθηκε καταπληκτικό και λειτούργησε τέλεια.

Ας ξεκινήσουμε.

Βήμα 1: Πίνακας πρωτότυπου

Ξεκινήστε πάντα όλα τα έργα με ένα πρωτότυπο breadboard. Είναι ο καλύτερος τρόπος για να προσδιορίσετε εάν έχετε όλα τα εξαρτήματα και λειτουργείτε όπως αναμένεται. Αυτό το έργο είναι λίγο περίπλοκο, γι 'αυτό συνιστώ ανεπιφύλακτα να το χτίσετε σε μια σανίδα πριν προχωρήσετε.

Τα μέρη που θα χρειαστείτε είναι:

• Ένα ESP8266 ESP01 (αν και οποιαδήποτε συσκευή ESP8266 θα λειτουργούσε)
• Δύο καταχωρητές αλλαγής 8 bit, χρησιμοποίησα το 74HC595N
• 16 LED, χρησιμοποίησα λευκά LED από ψάθινο καπέλο που λειτουργούν στα 3.3V. Εάν χρησιμοποιείτε άλλους, μπορεί να χρειαστείτε αντιστάσεις.
• Τρεις αντιστάσεις 3k3-ohmpulldown
• Καλώδια άλματος και σανίδα ψωμιού

Θα χρειαστεί επίσης να δημιουργήσετε τουλάχιστον έναν οπτικοαπομονωτή. Χρησιμοποίησα μαύρους σωλήνες συρρίκνωσης, ένα φωτεινό λευκό LED, μια αντίσταση 220 ohm και μια φωτοαντίσταση. Συγκολλήστε την αντίσταση 220 ohm στην κάθοδο της λυχνίας LED και, στη συνέχεια, σφραγίστε τη λυχνία LED και τη φωτοαντίσταση στο εσωτερικό του σωλήνα συρρίκνωσης αντικριστά. Αλλά θα φτάσουμε σε αυτά σε μεταγενέστερο βήμα.

Ακολουθήστε το διάγραμμα καλωδίωσης που παρέχεται στο επόμενο βήμα. Η καλωδίωση είναι αρκετά απλή.

Επειδή το ESP8266 λειτουργεί στα 3.3V, βεβαιωθείτε ότι το τροφοδοτείτε κατάλληλα

Βήμα 2: Σχήμα με χρήση Will-CAD

Το σχηματικό είναι αρκετά απλό. Ακολουθούμε την τυπική σύρση ενός καταχωρητή αλλαγής 8 bit. Δεδομένου ότι χρησιμοποιώ δύο καταχωρητές αλλαγής 8 bit, πρέπει να συνδεθούν μεταξύ τους στις καρφίτσες "ρολόι" και "μάνδαλο".

Επειδή το ESP01 διαθέτει μόνο δύο ακίδες GPIO, πρέπει να ξαναχρησιμοποιήσουμε το TX & RX ως έξοδο, το οποίο λειτουργεί καλά για τους σκοπούς μας. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα ESP-12 ή άλλη έκδοση με περισσότερες από δύο καρφίτσες GPIO εάν θέλετε περισσότερο έλεγχο. Αλλά αυτό θα προσθέσει άλλα 2 $ στο κόστος του έργου - το οποίο είναι απλώς τρελό.

Πρέπει να διατηρήσουμε τους καταχωρητές βάρδιας 8-bit και τους πείρους ESP01 ψηλά κατά την εκκίνηση, ώστε να μην κάνουν περίεργα πράγματα ή να μπουν σε λειτουργία προγράμματος. Χρησιμοποίησα τρεις αντιστάσεις 3k3, οι μεγαλύτερες ή μικρότερες τιμές θα λειτουργούσαν επίσης. Αυτή η τιμή προήλθε από τους οδηγούς που μιλούν για μόχλευση εναλλακτικών ακίδων στο ESP01.

ESP01 (ESP8266)

• TX ρολόι καρφίτσα 3k3 pullup
• RX καρφίτσα μανδάλωσης 3k3 pullup
• 00 σειριακά δεδομένα 3k3 pullup
• 02 επιπλέουν

8-bit Shift Register (74HC595H)

• VCC 3.3V
• OE 3.3V (αυτό είναι το pin pin)
• GND GND
• CLR GND (αυτό εμποδίζει την εκκαθάριση του καθαρού πείρου)
• Και τα LED, αυτά πηγαίνουν στη γείωση.

Βήμα 3: Κωδικός ESP8266

Ο κωδικός ESP8266 είναι αρκετά απλός. Δυστυχώς, ο επεξεργαστής στο Instructables είναι αρκετά άχρηστος, οπότε θα θέλετε να λάβετε τον κώδικα απευθείας από το Github.

έργο "racks-reboot":

github.com/bluemonkeydev/arduino-projects/…

Η κατηγορία "SensorBase" είναι διαθέσιμη εδώ. Απαιτείται εάν θέλετε να "χρησιμοποιήσετε" τον κωδικό μου:

github.com/bluemonkeydev/arduino-projects/…

Υπάρχουν μερικά πράγματα που πρέπει να σημειωθούν. Ο κώδικας είναι αρκετά καλά τεκμηριωμένος.

1. Είμαι πολύ τεμπέλης προγραμματιστής, οπότε έβαλα όλο τον επαναχρησιμοποιήσιμο κώδικα ESP8266 σε μια κλάση που ονομάζεται "SensorBase". Μπορείτε να το βρείτε και στο Github, στον παραπάνω σύνδεσμο.
2. Πρέπει να πληκτρολογήσετε τον διακομιστή, το όνομα χρήστη, τον κωδικό πρόσβασης και τη θύρα του μεσίτη MQTT. Αυτά μπορούν να βρεθούν λίγο πιο κάτω όταν δημιουργούμε την υπηρεσία CloudMQTT.
3. ΔΕΝ χρειάζεται να ακολουθήσετε τη μορφή σύνταξης του θέματος μου. Ωστόσο, θα συνιστούσα να το ακολουθήσετε.
4. Δεν υπάρχει τίποτα έξυπνο σε αυτόν τον κώδικα. Είναι πολύ ρεαλιστικό.

Βήμα 4: Διάταξη Perfboard

Αυτό το έργο θα εγκατασταθεί σε ένα μίνι κέντρο δεδομένων, οπότε αποφάσισα να χρησιμοποιήσω μόνο τον πίνακα perf για τον τελικό σχεδιασμό. Το Perfboard λειτουργεί υπέροχα για έργα όπως αυτό και είναι εύκολο να σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας ένα κομμάτι προσαρμοσμένου χαρτιού γραφήματος. Εδώ θα δείτε τη διάταξη μου. Φυσικά, μπορείτε να επιλέξετε να το κάνετε διαφορετικά.

Το έργο μου χρειάστηκε δύο καταχωρητές βάρδιας 8-bit, οπότε ξεκίνησα με τη θέση τους στη μέση. Knewξερα ότι οι σύνδεσμοί μου στους οπτικοαπομονωτές θα ήταν απλοί θηλυκοί τίτλοι προς το παρόν, παρόλο που αυτό δεν είναι η ιδανική λύση.

Λατρεύω τα LED και αυτό έπρεπε να έχει ένα LED για κάθε κύκλωμα οπτικοαπομονωτή. Knewξερα ότι η φάση δοκιμής θα ήταν απείρως ευκολότερη αν μπορούσα να λάβω άμεση ανατροφοδότηση απευθείας στον πίνακα, αλλά ήξερα επίσης ότι αυτά τα LED θα προκαλούσαν τεράστιο πόνο στη συγκόλληση. Και ήταν. Δεν είχα τίποτα μικρότερο από LED 5mm, οπότε έπρεπε να τα τσακίσω. Ο τελικός μου σχεδιασμός έκανε ένα ζιγκ-ζαγκ μοτίβο των καθόδων επειδή δεν ήθελα να περάσω τις άνοδος από τα καλώδια γείωσης. Αυτό αποδείχθηκε ότι ήταν καλός σχεδιασμός. Τα καλώδια LED ενώνονται πάνω από τους καταχωρητές αλλαγής 8 bit και λειτουργούν στην κορυφή του πίνακα με θωρακισμένα καλώδια για απλότητα.

Για τροφοδοσία, ήθελα να το τρέξω από ένα παλιό καλώδιο USB για να τροφοδοτηθεί απευθείας από έναν από τους υπολογιστές. Αυτό θα λειτουργήσει καλά επειδή οι θύρες USB τροφοδοτούνται συνήθως ακόμη και αν ο υπολογιστής είναι απενεργοποιημένος. Χρησιμοποίησα έναν γραμμικό ρυθμιστή τάσης LM317 για να μειώσω την ισχύ στα 3,3V. Θα λειτουργούσε επίσης ένας ρυθμιστής 3.3V, αλλά δεν είχα.

Για να αποφύγω τη διέλευση πολλών καλωδίων, έτρεξα μερικά καλώδια στην επάνω πλευρά του πίνακα perf, τα οποία προσπαθώ να αποφύγω. Λάβετε υπόψη ότι οι οπές είναι αγώγιμες, οπότε χρησιμοποιήστε θωρακισμένα καλώδια για να αποφύγετε τα σορτς. Αυτές οι συνδέσεις που πραγματοποιούνται στο πάνω μέρος του πίνακα φαίνονται με διακεκομμένες γραμμές στο διάγραμμά μου.

Βήμα 5: Συγκολλημένο χαρτόνι

Η τελευταία μου κολλημένη σανίδα έγινε πολύ καλή. Όπως ήταν αναμενόμενο, οι λυχνίες LED στο επάνω μέρος χρειάστηκαν πολλή δουλειά για να κολλήσουν σωστά χωρίς κανένα σορτς. Αφού συγκολλήσετε τις λυχνίες LED και τις κεφαλίδες, χρησιμοποιήστε το πολύμετρό σας για να προσδιορίσετε εάν έχετε σορτς. Το καλύτερο είναι να το μάθετε τώρα.

Εκτός από τα LED, όλα τα άλλα πήγαν αρκετά καλά. Έπρεπε να ξανακάνω μερικές συνδέσεις, αλλά με μερικούς ασθενείς, μερικούς εντοπισμούς σφαλμάτων και λίγη επανακόλληση, όλα θα λειτουργήσουν καλά.

Θα δείτε από αυτήν τη φωτογραφία ότι έχω συνδέσει και τους οπτοαπομονωτές, τους οποίους χρησιμοποίησα καλώδιο CAT-5 με 8 σύρματα. Ο λόγος είναι ότι είναι εξαιρετικά φθηνό, εύκολο να συναρμολογηθεί και είναι καλά επισημασμένο-περισσότερο για αυτούς τους οπτικοαπομονωτές στο επόμενο βήμα.

Βήμα 6: Δημιουργία οπτικών μονωτικών

Φυσικά, δεν χρειάζεται να φτιάξετε τους δικούς σας οπτικοαπομονωτές. Πολλές εμπορικές εκδόσεις διατίθενται για πένες το καθένα και θα λειτουργούσαν καλύτερα αφού θα οδηγούσαν τις γραμμές τροφοδοσίας του υπολογιστή απευθείας χωρίς καμία αντίσταση. Αλλά, δεν είχα οπτικοαπομονωτή, οπότε έπρεπε να φτιάξω το δικό μου χρησιμοποιώντας LED, αντίσταση και φωτοαντίσταση.

Αφού επιβεβαίωσα ότι μέσα σε ένα μανίκι μαύρου σωλήνα συρρίκνωσης, η αντίσταση "off" με λιγότερο από το μετρητή μου μπορούσε να διαβαστεί και η αντίσταση "on" ήταν μερικές χιλιάδες ωμ, έκανα μια τελική δοκιμή σε μια παλιά μητρική πλακέτα. Λειτούργησε τέλεια για μένα. Υποψιάζομαι ότι ορισμένοι υπολογιστές μπορεί να είναι περισσότερο ή λιγότερο ευαίσθητοι, αλλά στις μητρικές πλακέτες που έχω δοκιμάσει, αυτή η διαμόρφωση λειτούργησε καλά.

Θα θέλετε να χρησιμοποιήσετε ένα πραγματικά φωτεινό λευκό LED για να εισάγετε το μέγιστο φως στη φωτοαντίσταση. Δεν δοκίμασα πολλές επιλογές, αλλά το φωτεινό λευκό LED και η αντίσταση 220 ohm σίγουρα λειτουργούν καλά.

Βήμα 7: Ρύθμιση CloudMQTT

Οποιαδήποτε υπηρεσία MQTT ή παρόμοια υπηρεσία IoT όπως το Blynk, θα λειτουργούσε, αλλά επιλέγω να χρησιμοποιήσω το CloudMQTT για αυτό το έργο. Έχω χρησιμοποιήσει το CloudeMQTT για πολλά έργα στο παρελθόν και δεδομένου ότι αυτό το έργο θα παραδοθεί σε έναν φίλο, είναι λογικό να δημιουργηθεί ένας νέος λογαριασμός που μπορεί επίσης να μεταφερθεί.

Δημιουργήστε έναν λογαριασμό CloudMQTT και, στη συνέχεια, δημιουργήστε ένα νέο "στιγμιότυπο", επιλέξτε το μέγεθος "Cute Cat", καθώς το χρησιμοποιούμε μόνο για έλεγχο, χωρίς καταγραφή. Το CloudMQTT θα σας παρέχει όνομα διακομιστή, όνομα χρήστη, κωδικό πρόσβασης και αριθμό θύρας. (Σημειώστε ότι ο αριθμός θύρας δεν είναι η τυπική θύρα MQTT). Μεταφέρετε όλες αυτές τις τιμές στον κωδικό ESP8266 στις αντίστοιχες τοποθεσίες, διασφαλίζοντας ότι η περίπτωση είναι σωστή. (σοβαρά, αντιγράψτε/επικολλήστε τις τιμές)

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον πίνακα "Websocket UI" στο CloudMQTT για να δείτε τις συνδέσεις της συσκευής σας, το πάτημα του κουμπιού και, στο περίεργο σενάριο, να λάβετε ένα σφάλμα, ένα μήνυμα σφάλματος.

Θα χρειαστείτε αυτές τις ρυθμίσεις κατά τη διαμόρφωση του προγράμματος -πελάτη Android MQTT επίσης, οπότε σημειώστε τις τιμές αν χρειαστεί. Ας ελπίσουμε ότι ο κωδικός πρόσβασής σας δεν είναι πολύ περίπλοκος για να πληκτρολογήσετε στο τηλέφωνό σας. Δεν μπορείτε να το ορίσετε στο CloudMQTT.

Βήμα 8: MQTT Android Client

Οποιοσδήποτε πελάτης MQTT Android (ή iPhone) θα λειτουργούσε, αλλά μου αρέσει το MQTT Dash. Το MQTT Dash είναι εύκολο στη χρήση, πολύ ανταποκρινόμενο και έχει όλες τις επιλογές που θα χρειαστείτε.

Μόλις εγκατασταθεί, ρυθμίστε έναν διακομιστή MQTT, συμπληρώστε τον διακομιστή, τη θύρα, το όνομα χρήστη και τον κωδικό πρόσβασης με τις τιμές της παρουσίας σας, ΟΧΙ τα στοιχεία σύνδεσής σας στο CloudMQTT. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε όνομα πελάτη θέλετε.

Εάν πληκτρολογήσατε τα πάντα σωστά, θα συνδεθεί αυτόματα με τον διακομιστή MQTT και θα σας δείξει μια κενή οθόνη, καθώς δεν έχετε ρυθμίσει ακόμη κουμπιά, κείμενο ή μηνύματα. Στην κενή οθόνη, βλέπετε ένα "+" στην επάνω δεξιά γωνία, κάντε κλικ σε αυτό και, στη συνέχεια, επιλέξτε "Επιλογή/κουμπί". Θα προσθέσουμε ένα "Επιλογή/Κουμπί" ανά υπολογιστή, δηλαδή 8 ή 16 ή λιγότερο.

Εάν λάβατε σφάλμα σύνδεσης, έχετε μία από τις τιμές λάθος. Επιστρέψτε και ελέγξτε ξανά

Κάθε υπολογιστής θα χρησιμοποιεί το θέμα που αντιστοιχεί στις τιμές που καθορίζονται στον κώδικά σας. Εάν ακολουθήσατε τις συμβάσεις μου, θα ήταν "cluster/rack-01/computer/01". Θα ήταν καλύτερο να αλλάξουμε τις τιμές "on" και "off" για να ταιριάζουν με τον κώδικά μας. Αντί για "0" και "1", χρησιμοποιήστε τις τιμές "on" και "off", αντίστοιχα. Θα συνιστούσα επίσης τη χρήση του QoS (1), καθώς αναμένουμε επιβεβαίωση από τον διακομιστή.

Αφού προσθέσετε ένα, μπορείτε να πατήσετε παρατεταμένα και να χρησιμοποιήσετε την επιλογή "κλώνος" για να δημιουργήσετε μια δέσμη και, στη συνέχεια, να αλλάξετε το όνομα και το θέμα τους.

Αρκετά εύκολο.

Βήμα 9: Λήψη του ESP8266 σε Wifi

Χρησιμοποιώντας τη μονάδα ESP8266 Wifi Manager, είναι ευχάριστο να μεταφέρουμε τη συσκευή μας σε Wifi. Εάν χρησιμοποιήσατε την κλάση μου SensorBase, είναι ήδη ενσωματωμένη. Εάν όχι, ακολουθήστε τις οδηγίες στη σελίδα του Wifi Manager.

Το Wifi Manager θα προσπαθήσει να συνδεθεί με το SSID σας κατά την εκκίνηση, κάτι που δεν μπορεί αφού δεν το έχετε πει ποτέ στο SSID σας, έτσι θα μεταβεί αυτόματα σε λειτουργία σημείου πρόσβασης (ή Λειτουργία AP) και θα προβάλει μια απλή ιστοσελίδα που ζητά το SSID σας & Κωδικός πρόσβασης. Χρησιμοποιώντας το τηλέφωνο ή το φορητό υπολογιστή σας, συνδέστε το πρόσφατα διαθέσιμο ασύρματο δίκτυο με το όνομα SSID "ESP_xxxxxx", όπου η "xxxxxx" είναι κάποια τυχαία (όχι πραγματικά τυχαία) ακολουθία. (Μπορείτε να βρείτε πλήρεις οδηγίες στη σελίδα Wifi Manager.)

Μόλις συνδεθείτε, εμφανίστε το πρόγραμμα περιήγησής σας και δείξτε το στο 192.168.4.1, πληκτρολογήστε το SSID και τον κωδικό πρόσβασής σας και κάντε κλικ στην επιλογή αποθήκευση.

Βρίσκεστε τώρα στο διαδίκτυο και η συσκευή σας IoT λειτουργεί το τμήμα "I"!

Βήμα 10: Τελική σύνδεση & δοκιμή

Ολα τελείωσαν.

Για να συνδέσετε τα πάντα, εντοπίστε το καλώδιο κουμπιού τροφοδοσίας του υπολογιστή σας εκεί που συναντά τη μητρική πλακέτα. Θα πρέπει να δείτε δύο σειρές κεφαλίδων με μια δέσμη καλωδίων και συνδετήρων. Συνήθως, φέρουν ετικέτα αρκετά καλά. Αποσυνδέστε το διακόπτη σας και συνδέστε το βύσμα οπτικοαπομονωτή. Έβαλα μερικά βύσματα "Dupont" στο δικό μου, οπότε αυτά συνδέθηκαν ακριβώς όπως το καλώδιο τροφοδοσίας. Η πολικότητα σε αυτό το σημείο δεν έχει σημασία, αλλά βεβαιωθείτε ότι έχετε την πολικότητα του άλλου άκρου σωστή - αυτή που πηγαίνει στον προσαρμοσμένο πίνακα σας.

Και λειτουργεί τέλεια. Χρησιμοποιώντας το πρόγραμμα -πελάτη MQTT Dash (ή παρόμοιο εργαλείο), μπορείτε να τροφοδοτήσετε από απόσταση τους υπολογιστές σας.

Πατήστε το αντίστοιχο κουμπί ελέγχου στην εφαρμογή σας και μόλις η εφαρμογή ακούσει ξανά τον διακομιστή MQTT με το μήνυμα "off", το κουμπί θα αλλάξει ξανά σε μη ελεγμένο.

Αυτό λειτουργεί εδώ και μερικές εβδομάδες χωρίς κανένα πρόβλημα. Παρατηρήσαμε ότι η διάρκεια του χρόνου για να τραβήξετε το κουμπί χαμηλά στους υπολογιστές έπρεπε να παραταθεί. Καταλήξαμε με 1 ολόκληρο δευτερόλεπτο. Αυτή η τιμή μπορεί να εκτεθεί ως ρυθμιζόμενη τιμή μέσω του διακομιστή MQTT ή μπορείτε να συνδέσετε την τιμή, ανάλογα με την επιθυμία σας.

Καλή τύχη και πες μου πώς έγινε η δική σου.