Умная розетка с wi-fi и управлением через интернет: полный обзор

5 минут: наслаждаемся собранным устройством

Теперь вернемся в IoT Central, чтобы потестировать наше устройство.

1. На дашборде устройства есть закладка Необработанные данные, где можно увидеть сообщения телеметрии, отправляемые розеткой. Здесь же можно увидеть, что поля deviceId и messaageId не соответствуют модели. Так и есть — в шаблоне устройства их нигде нет, они добавлены только для отладочной телеметрии.

1. На закладке Команды можно включать и отключать каждую из двух розеток отдельно:

1. Также можно включать и отключать каждую розетку кнопкой на ней. В любом случае, все изменения отражаются на в телеметрии вкладке Состояние при любом переключении. Причем телеметрия отсылается не реже, чем раз в час, так что можно, например, в IoT Central создать правило, отслеживающее наличие подключения розетки: если за последний час не было ни одного сообщения, розетка потеряла связь. При срабатывании правила можно предпринять ряд действий, например, отправить e-mail и т.п.

Функции Wi-Fi розеток

Главные достоинства смарт-розетки описаны в следующих пунктах:

• удаленно включать/выключать бытовые электрические приборы, которые к ней были подсоединены (обогреватели, кондиционеры, бойлеры и т.д.);
• противопожарная безопасность дома за счет использования встроенного термодатчика в устройство.
• иметь возможность просматривать показания потребления электроэнергии подсоединенных приборов;
• при надобности перезагружать офисную технику (компьютеры, серверы, роутеры);
• контролировать детей, отключая по расписанию телевизор, игровую приставку или освещение в комнате.

Принципы управления устройством происходят благодаря соединению с маршрутизатором, вследствие чего изделие получает собственный IP-адрес.

Эти действия гарантируют владельцу розетки то, что все подаваемые на нее сигналы будут исходить только от него и являются защищенными от вмешательства сторонних лиц. Все произведенные настройки хранятся на «облачном» сервере или же в блоке памяти самого гаджета.

Для получения подробного интерфейса для осуществления дистанционного управления достаточно скачать и установить необходимое ПО на свой планшет/смартфон. С его помощью можно не только контролировать подсоединенные в розетку электроприборы, но и использовать преимущества, связанные с настройкой работы по таймеру.

Какие возможности предлагаются при использовании тайминга:

• функция обратного отсчета (вкл./откл. любого электрического изделия по прошествии конкретного временного интервала);
• запланированное срабатывание (нужный предмет будет включен в заданное время, в определенный день на протяжении недели, месяца и т. д.);
• программирование на случайное вкл./откл. (необходимое действие для создания ощущения, что в доме кто-то присутствует).

Есть ряд моделей, в которых доступна опция удаленной блокировки от попытки физически управлять функциональной кнопкой для вкл./откл. электрооборудования.

Умные розетки wifi могут быть объединенными в одну сеть (поддерживаемое количество до 50 штук), при этом одни будут являться главными (Master), а остальные подчиненными (Slave). В этом случае становится возможным управлять практически всей техникой, которая находится в доме или рабочем офисе.

Конечно, это не весь список функциональных особенностей и существует еще много свойств, которые становятся доступными при использовании данного устройства.

Производители и модели Wi-Fi розеток

Belkin International, Inc., США

Образовалась в 1983 году в штате Калифорния, город Хауторн. Специализация компании – производство коммутационных устройств связи, с применением компьютерных технологий.

Помимо этого, разработчики занимаются выпуском аксессуаров для разной портативной электроники, которую изготавливает компания Apple. За свою историю два раза попадала в списки наиболее активно развивающихся брендов, среди 500 предприятий США (журнал Inc.).

Основатели:

• Марк Рейносо (Mark Reynoso) – президент;
• Чет Пайпкин (Chet Pipkin) и Стив Беллоу (Steve Bellow) – генеральные директора.

Кстати, название компании – объединение двух частей из фамилий основателей (Беллоу и Пайпкин) в одно слово.

WeMo Switch	WeMo Insight Switch	WeMo F7C027FC
Поддерживаемые стандарты
802.11n (2,4 ГГц), 802.11n (5 ГГц), 802.11b	802.11n (2,4 ГГц), 802.11n (5 ГГц), 802.11b	802.11n (2,4 ГГц), 802.11n (5 ГГц), 802.11b
Требование к питанию
230В/16A/50Гц/3680Вт	230В/16A/50Гц/3680Вт	220В/15A/60Гц/3500Вт
Совместимость
Android/iOS	Android/iOS	Android/iOS
Вес, грамм
430	230	390

Пользователи обращали внимание на габаритные размеры моделей данного производителя. Подключение устройств в сетевой фильтр, своим корпусом наполовину перекрывает близко расположенные входы

Полезные свойства сервиса IFTTT поддерживаются, что позволяет интегрировать собственные взаимодействия с электроприборами.

Broadlink, Китай

Совсем юная компания, была образована в 2013 году группой молодых специалистов при помощи венчурного инвестирования. Главным направлением развития собственного производства стало создание безопасных и дистанционно управляемых электронных товаров для технологии умного дома.

За время существования, успели выпустить два поколения бытовых приборов и несколько версий обновлений ПО для них.

Broadlink SP CC (Contros)	Broadlink SP-MINI	Broadlink SP2 E-plug
Предельная нагрузка
3,5кВт/16А	2,2кВт/10А	2,2кВт/10А
Требование к питанию
100 – 240В/50Гц	100 – 240В/50Гц	100 – 240В/50Гц
Совместимость
Android/iOS	Android/iOS	Android/iOS
Стандарт IEEE
2,4ГГц 802.11 b/g/n	2,4ГГц 802.11 b/g/n	2,4ГГц 802.11 b/g/n

Эти розетки такие же, как и у других производителей, однако присутствует ряд полезных дополнений в каждом из представленных экземпляров. SP CC (Contros) предлагает повышенные характеристики предельных нагрузок, имеется встроенный в корпус ночной фонарик, который будет полезен в темное время суток.

SP-MINI обладает программной настройкой для расписания включения/отключения того или иного прибора в заданный час. А SP2 E-plug покажет на графике, сколько электричества было израсходовано за день/неделю и т. д. У данной модели присутствует встроенный энергонезависимый блок памяти, который в случае аварийного сбоя напряжения, восстановит изменения до состояния последнего использованного режима работы.

EDIMAX, остров Тайвань

Основание произошло в 1986 году, город Тайбэй. Общепризнанный мировой производитель высокотехнологичного оборудования для сетей (контроллеры, распределители, медиа-конвертеры), и лучший специализированный бренд в странах Азии.

2003 год для компании ознаменовался получением международной сертификации ISO 9001 и 14000 на изделия собственного выпуска. Умелый подход в развитии маркетингового направления бренда, позволил создать обширную сеть производственных филиалов, которые расположены на территориях европейских стран (Германия, Франция, Польша, Нидерланды).

SP-1101W	SP-2101W
Предельная нагрузка
230В/16А	230В/16А
Требование к питанию
100 – 240В/50Гц	100 – 240В/50Гц
Совместимость
Android/iOS	Android/iOS
Стандарт IEEE
2,4ГГц 802.11b/g/n	2,4ГГц 802.11b/g/n

Идентичные друг другу модели, с одной единственной разницей – SP-2101W поддерживает за счет усовершенствованного ПО, режим экономного потребления электроэнергии.

На основе статистического отчета (сохраняет данные на протяжении 1 года) отслеживаются параметры и то, какие приборы используют больше электричества за день/неделю и т.д. Тогда, как в SP-1101W, такие действия производятся с помощью ручной настройки.

Для тех, кто заинтересован в постоянном слежении за электроприборами в доме и способностью вносить коррективы с удаленного расстояния, использование таких изделий будет обоснованным. Кроме того, постоянно обновляющееся ПО совершенствуется с каждой прошивкой. Они загружаются автоматически и помогают проведению детальной настройки оборудования в доме.

5 минут: размышляем над задачей

Почему Wi-Fi? Потому что он у всех есть и не требует проводов, а значит, в пределах нашего помещения розетку можно будет перемещать в любой угол.

Раз розетка у нас смотрит в интернет, то помимо самой аппаратуры нам понадобится еще и нечто в этом самом Интернете. Причем разрабатывать что-то с нуля мы вот вообще не хотим, хотим максимально готовое.

Первое, что приходит в голову — для розетки берем микроконтроллер с ESP8266/ESP32, так как это очень известная и популярная платформа со встроенным Wi-Fi, а для бекэнда в Интернете готовый облачный сервис Azure IoT Central, для которого код писать вообще не надо.

Ну раз это первое пришло в голову — так и сделаем, у нас же всего 60 минут!

У автора была плата с обтекаемым названием ESP32 Dev Board, на которой установлен USB-UART конвертер CP2102 и модуль ESP-WROOM-3. Плату можно опознать по картинке ниже и по ключевику «ESP32» найти на известном китайском сайте.

Что еще нужно?

собственно сами розетки. Так как мы хотим больше приключений, возьмем сразу две штуки, ведь тогда продукт получится более конкурентоспособный! Автор статьи использовал корпус удлинителя с двумя гнездами.
модуль реле на 220 В — возьмем готовый, двухканальный, с гальванической развязкой

Нам важно, чтобы реле переключались логическими сигналами с уровнем 3.3В. Выглядит так:
пара кнопок, мы ведь не только из Интернета хотим включать/выключать розетки, но и кнопками на них;
любой AC-DC преобразователь 220В — 5В для питания ESP32 Dev Board, например, такой:
провода, чтобы все это соединить.

Для ESP32 понадобится прошивка. Вариантов для ее разработки немного:

• взять стандартный тулчейн от производителя. Установка несложная, но и не особо простая. Подчеркиваю также то неприятное обстоятельство, что IDE в этом случае в комплект средств разработки не входит, и собирать все нужно будет с командной строки.
• прослойка для Arduino. Это очевидно проще и быстрее, все ставится и настраивается из самой IDE Arduino. В качестве минуса — не вдаваясь в подробности, нет полноценной готовой библиотеки для работы именно с IoT Central, но мы это обстоятельство обойдем.

Принцип работы, управление и возможности

При соединении с маршрутизатором, каждая умная розетка получает свой уникальный IP-адрес, который позволяет установить доступ к ней и передавать команды в зашифрованном виде через Интернет (шифрование не позволяет управлять вашей электроникой кому попало). Естественно, чем стабильнее соединение, тем проще и корректнее будет управление.

Настройки могут храниться как на сервере, так и на самом девайсе. В последнем случае может возникнуть ситуация, когда после потери Сети все настройки придётся устанавливать заново. Если для сохранения настроек используется сервер , то информация, в том числе и статистика, может храниться годами. В зависимости от модели вам могут быть доступны различные графики, построенные по результатам зафиксированной датчиками информации.

Чтобы получить подробный интерфейс дистанционного контроля, достаточно установить специальное программное обеспечение на свой смартфон, планшет, ноутбук или компьютер. Необходимый софт находится в свободном для скачивания и установки доступе. Разумеется, если вы обладаете навыками программирования и вас не устраивает интерфейс предлагаемых программ, то можете своими руками написать собственные.

Программа позволяет не только удалённо включать и выключать приборы, но и настроить таймеры, то есть задать определённое время (разумеется, для работы по расписанию Wi-Fi также должен работать). Благодаря этой функции вы можете существенно сэкономить электроэнергию, а также предупредить риск возникновения опасных ситуаций.

Возможности таймеров:

• случайное время включения и выключения (очень полезная функция для создания эффекта присутствия кого-либо в доме);
• обратный отсчёт (включение и выключение электроники по истечении определённого отрезка времени);
• запланированное конкретное время (включение и выключение приборов в строго заданное время, один раз, каждый день, каждый определённый день и т. д.).

Некоторые умные розетки можно удалённо заблокировать, чтобы при нажатии на физическую кнопку нельзя было ни включить, ни выключить прибор, при этом запретить работу расписаний и таймеров. Также может быть и возможность установки режима «Я дома», который позволяет отключать сразу все смарт-розетки.

В случае отключения электроэнергии умный гаджет использует встроенный резервный источник питания, чтобы незамедлительно оповестить вас. Этот же источник питания позволит некоторое время функционировать подключенной охранной системе и пожарной сигнализации.

Смарт-розетки можно объединить в сеть (количество розеток может достигать 50), назначить главные и подконтрольные розетки по принципу жёстких дисков (Master и Slave), одним словом, подчинить и автоматизировать практически всю технику в доме или офисе.

Интернет розетки с приставкой «smart»

Сегодня это самые популярные умные розетки. Чаще их называют Wi-Fi розетки. Такие устройства управляются из любого места где есть подключение к сети Интернет. Производятся с одним или несколькими гнездами (в виде удлинителя). Внешне выглядят как «адаптер» или сетевой фильтр.

При первоначальной настройке соединяются с домашним Wi-Fi роутером, от которого получают персональный IP адрес и выход в интернет. Настройка осуществляется через приложения производителей.

Приложения имеют графический интерфейс, что в разы упрощает настройку. Сохранение лога работы дает возможность построения графиков работы и снятия других статистических показаний.

Настройки хранятся в энергонезависимой памяти, либо на облачных серверах производителей. Это обеспечивает сохранение настроек при сбоях электропитания, либо переносе их на новое место установки.

Много приятных «фишек» может быть реализовано в приложениях производителей. Чем больше функционала предоставляет пользователю такая розетка, тем она дороже. Бюджетные варианты доступны по ценам от 10$.

Топ 5 интернет розеток 2021 года:

1. Xiaomi Mi Smart Plug WI-FI (Наружная, мощность до 3680 Вт, таймер, работа по расписанию, защита от перепадов напряжения).

2. Xiaomi Aqara Smart Wall Socket (Встраиваемая, работа через шлюз, мощность до 2200 Вт, таймер, работа по расписанию, статистика энергопотребления, защита от детей).

3. TP-LINK HS110 (Вес — 1318 г./ размеры — 100,3 x 66,3 x 77 мм. / наружная, мощность до 3680 Вт, таймер, работа по расписанию, статистика энергопотребления, защита от детей).

4. Rubetek RE-3301 (Наружная, программируемая, мощность до 2500 Вт, таймер, работа по расписанию, статистика энергопотребления, защита от перепадов напряжения, защита от детей) Стоимость на момент написания статьи — 2800 р.

5. Sonoff S26 Wi-Fi Smart Socket  10 A (Наружная, программируемая, мощность до 2000 Вт, до восьми таймеров одновременно, защита от детей). Потребляемая мощность — 90-250 Вт.  Предельная температура работы 40С. Цена на момент написания статьи 1100 р.

• Дистанционное включение / выключение электрических устройств в любом месте
• Поддержка приложений — бесплатное приложение для iOS и Android Mobile eWeLink
• Статус синхронизации — статус устройства в режиме реального времени, предоставляемый приложению
• Timing-Set таймеры / таймеры обратного отсчета для включения / выключения в указанное время
• Share Control — контролируйте свой умный дом вместе со своей семьей
• Сценарий — включение / выключение каналов устройства одним нажатием
• Умный сценарий Включение / выключение
• Голосовое управление — отлично работает с Amazon Alexa, Google Hom

Преимущества и недостатки

Современный прибор позволяет контролировать работу техники в доме на расстоянии. В остальном к преимуществам стоит отнести:

1. Дополнительный функционал в виде таймера или подсветки.
2. Контроль одной точки с 40 гаджетов.
3. Простота эксплуатации и монтажа.
4. Оптимальные размеры.
5. Наличие датчика температуры, производство из огнеупорного материала.
6. Дальность приема от 50 метров.

К недостаткам современного устройства же стоит отнести:

1. При отключении электричества сбиваются все настройки.
2. Некоторые модели могут быть не совместимы с роутером.
3. Wi-fi розетка реагирует на свой часовой пояс, что стоит учитывать при выборе производителя.
4. При аварийном сбое устройство выключается.
5. Без соединения с интернетом невозможно управлять розеткой на расстоянии.

15 минут: достаем компоненты из ящика и собираем стенд

Сгребаем в охапку все провода, компоненты, и собираем их, как показано на схеме ниже. Можно как припаивать провода, так и соединять через разъемы — дело вкуса

В любом случае особое внимание уделяем высоковольтной части. Автор сделал разъемные соединения, где это было возможно, остальное — припаял

Схема:

Результат немного угрожающий, но для стенда вполне работоспособный:

Такой вид в общем-то вполне нормален для всяких самоделок, но если под рукой (совершенно случайно!) есть 3D-принтер, можно сделать что-то более презентабельное:

Как и обещал, две кнопки, две розетки.
Между прочим, если задумаете поменять пины на Dev Board, рекомендую эту картинку для понимания, что на каких пинах есть:

Также из-за ошибки трассировки на плате автора был не подключен пинов GND около кнопки EN (RST), так что такие моменты тоже неплохо бы проверить (на вашей плате).

Ну и для справки, схема соединений сигнальных проводов в виде таблицы (для удобства сборки):

Контакт	Контакт
ESP32 GPIO16	Кнопка 1
ESP32 GPIO17	Кнопка 2
ESP32 GPIO5	Реле 1
ESP32 GPIO18	Реле 2

20 минут: подготовим облачный сервис

Выбираем слева Мои приложения — Новое приложение, далее Пользовательские приложения и заполняем поля:

• Имя приложения: любое удобное;
• URL-адрес: любой, но он должен быть уникальным;
• Шаблон приложения: пользовательское приложение;
• Ценовой план: стандартный 1 или бесплатный;

Если выбрали стандартный ценовой план, ниже создайте подписку Azure и выберите расположение, ближайшее к вам (для России — Европа).

Нажмите кнопку Создать

В меню выберите Шаблоны устройств — Создать, как показано на рисунке ниже.

Далее Устройство IoT — Следующий: Настроить. В поле Имя шаблона устройства введите Socket. Нажмите Далее: проверка, Создать.

В появившемся диалоге выберите Импорт модели и выберите файл Socket.json, прилагающийся к данной статье.

Видим следующую картину:

Что только что произошло? Фактически, мы объявили для IoT Central «язык» («шаблон»), на котором говорит наша розетка при обмене данными с облаком, а именно, если развернем параметры каждой возможности (в оригинале — Capability), увидим следующее:

• каждая из двух розеток передает сообщение телеметрии, в котором закодировано состояние: 0 — выключено, 1 — включено;
• каждая из двух розеток принимает команду с параметром типа Boolean (true — включено, false — выключено).

Почему в телеметрии 0/1, а в команде true/false? Это связано с особенностями визуализации в IoT Central, короче говоря, телеметрию в виде 0/1 на картинках можно отобразить нагляднее, чем true/false.

Откуда взялся файл Socket.json? Автор подготовил его заранее, введя описание всех возможностей розетки в самом IoT Central, затем просто сохранил шаблон в файл, используя встроенную функцию экспорта.

Теперь по поводу визуализации. Нашему устройству неплохо бы сделать красивый дашборд, с которого мы будем посылать на него команды включения/выключения и видеть его состояния. Для этого нажмем в списке возможностей устройства пункт Представления и выберем плитку Визуализация устройства.

В разделе Телеметрия выберите Socket1State, нажмите + Телеметрия и выберите Socket2State, затем нажмите Добавить плитку. На появившейся плитке нажмите иконку и выберите Диаграмма состояний из меню. Нажмите Сохранить.

Теперь нам нужно «опубликовать» наш шаблон, т.е. перевести его из черновика в состояние, когда им можно будет пользоваться. Для этого нажмите соответствующую кнопку (Опубликовать). Подтвердите публикацию, нажав в появившемся окне кнопку Опубликовать.

Пока что мы только опубликовали шаблон устройства, теперь заведем запись для нашего конкретного устройства. Для этого переходим в главном меню в раздел Устройства и нажимаем кнопку + Создать. В появившемся окне изменяем только шаблон устройства на Socket. Нажимаем кнопку Создать и кликаем по имени появившегося устройства. Нажмем кнопку Подключить в верхней части окна и в появившемся окне видим всю необходимую информацию, которую нам нужно будет использовать в прошивке устройства, чтобы оно могло «разговаривать» с IoT Central. В поле Тип проверки подлинности выберем Подписанный URL-адрес (SAS) (так проще). Итого нам понадобятся:

• Область идентификатора — это идентификатор нашего приложения IoT Central;
• Идентификатор устройства — не требует пояснений;
• Первичный ключ — считаем, что это «пароль» этого конкретного устройства.

С этими данными устройство должно обратиться к сервису регистрации устройств (Device Provisioning Service, DPS) для получения адреса IoT Hub, еще одного сервиса Azure. Зачем еще IoT Hub? Дело в том, что IoT Central работает «поверх» IoT Hub, являясь как бы «оберткой» для него. Вся последующая коммуникация будет происходить именно с этим IoT Hub.

Проблема в том, что простые в использовании библиотеки Arduino не включают готового клиента DPS. Ну раз так, то возьмем систему с Windows 10, и получим этот адрес IoT Hub вручную. Утилита dps-keygen умеет это делать, правда для ее запуска понадобится node.js.

Раз так, установим последнюю версию node.js с официального сайта с параметрами по умолчанию, затем запустим стандартную командную строку Windows и выполним команды (естественно, подставив нужные данные из нашего приложения IoT Central):

Порядок аргументов в последней строке не имеет значения.

Нас предупредят, что эта возможность «deprecated» и не «best practices», но нам очень надо, и не «best», а «fast», иначе не уложимся за 60 минут, которые обещал автор, поэтому продолжаем. На выходе будет строка подключения, которую мы позже укажем в прошивке розетки:

Отлично! Мы готовы к сборке стенда.

Разновидности и характеристики

С точки зрения конструкции выделяют два типа Wi-Fi устройств: накладные и встраиваемые. Накладная розетка представляют собой переходник с единственным разъемом.

Устройство включает такие элементы:

• корпус из термоустойчивого пластика (выдерживает до 748 градусов по Цельсию);
• светодиодный индикатор;
• кнопка для включения и выключения розетки;
• заземление;
• запасной источник питания;
• модуль Wi-Fi.

Смарт-розетки могут включать и дополнительные модули:

• порт USB;
• видеокамеру;
• специализированные датчики (свет, дым, влажность, температура и т.д.);
• таймер.

Розетки работают благодаря миниатюрному процессору, расположенному в недрах устройства. Процессор координирует работу с управляющим механизмом. Существуют и более сложные модификации, которые по своей сути являются сетевыми фильтрами с несколькими разъемами (до четырех).

Розетки могут отличаться между собой следующими параметрами:

• оригинальность дизайна и упаковки;
• качество конструкционных материалов;
• внутренние элементы.

С функциональной точки зрения выделяют следующие свойства вай-фай розеток:

• дистанционное включение и выключение электробытовых приборов;
• контроль за количеством потребленной энергии;
• перезагрузка бытовой техники;
• таймер, позволяющий управлять приборами по заданному расписанию;
• устройства с датчиком температуры обеспечивают пожаробезопасность в доме.

Выше перечислены преимущества розеток, которыми можно управлять дистанционно. Однако существуют у таких приборов и недостатки:

1. При отключении электроэнергии происходит сброс всех настроек. Приходится настраивать прибор заново.
2. На рынке есть розетки, несовместимые с некоторыми роутерами. Для выхода из положения придется вызывать мастера, что будет стоить финансовых затрат.
3. Часовой пояс вай-фай устройства может не совпадать с реальностью. Это вызвано тем, что производитель устанавливает его еще на заводе. В результате система подстраивается некорректно. Недостаток исправляется перепрограммированием.
4. В случае сбоя в энергосистеме происходит автоматическое отключение прибора.
5. Внести изменение в работу устройства можно лишь при наличии единственной беспроводной сети в доме.
6. При отсутствии связи с провайдером невозможно обеспечить функциональность розетки. Дело в том, что все настройки хранятся на серверах, поэтому если нет связи, прибор не будет получать нужную информацию.

Недостатки

Розетки являются частью интернета вещей (IoT). Следовательно, хакеры предпримут попытки взломать оборудование. Людей, мало озабоченных проблемой, уверяем: избежите вреда собственному хозяйству – повредите чужому.

Очевидными становятся неудобства:

1. Повышение механического плеча способствует расшатыванию креплений, подрозетника случайными факторами.
2. Повышенный рядом с Wi-Fi-устройствами фон вредит здоровью людей.
3. Оборудование нагружает трафик местной сети.
4. Необходимо постоянно держать включённым роутер, иногда железо зависает, убивая сервис напрочь. Дистанционная перезагрузка маршрутизатора сильно затруднена. Использование протоколов удалённого доступа нарушает безопасность эксплуатации оборудования.
5. Приборы дорогие.
6. Отсутствует напрочь учёт российской специфики.
7. Привычка оставлять включённые приборы, надеясь на умную технику, может плохо кончиться.

15 минут: подготовка инструментов и сборка прошивки

Будем собирать прошивку на Windows 10 (любой сборки, но авторы категорически рекомендуют LTSC).

1. Загрузим и установим Arduino IDE.
2. Загрузим и установим драйверы моста UART-USB, распаянного на плате. В случае автора это был CP2102 (на нем самом написано).
3. Запустим Arduino IDE и перейдем в меню Файл — Настройки. В поле Дополнительные ссылки для Менеджера плат вводим https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json. Это позволит установить поддержку ESP32 прямо из Arduino с сайта производителя чипа. Нажмем OK и закроем диалог.
4. Перейдем в меню Инструменты — Плата — Менеджер плат, в поиске введем esp32. В появившемся пункте нажимаем Установить.
5. Из прилагающегося архива распаковываем каталог GetStarted и открываем скетч GetStarted.ino.
6. Находим следующие строки и внутри кавычек соответственно прописываем SSID Wi-Fi сети и пароль:
7. Находим строку и внутри кавычек вставляем строку соединения, которую мы получили ранее при помощи утилиты dps-keygen.
8. Находим строку и внутри кавычек вставляем идентификатор нашего устройства:
9. В настройках платы (Инструменты — Плата) устанавливаем параметры, как на рисунке ниже.
10. Поправим баг библиотеки SNTP, приводящий к перезагрузке ESP32 при пропадании соединения, для чего откроем файл C:\Users\имя_пользователя\AppData\Local\Arduino15\packages\esp32\hardware\esp32\1.0.5\libraries\AzureIoT\src\az_iot\c-utility\pal\lwip\sntp_lwip.c и в самое начало функции SNTP_Init() вставим код:
11. Подключаем плату и выбираем появившийся последовательный порт в том же меню (номер порта можно уточнить в диспетчере устройств).
12. Нажимаем Ctrl + U, чтобы собрать и загрузить скетч в плату. Если все прошло успешно (как и должно быть), нажимаем кнопки на плате и видим, как переключаются реле.
13. Из меню Инструменты — Монитор порта можно посмотреть отладочный вывод платы.

Принцип работы, управление и возможности

Розетка соединяется с роутером и получает собственный уникальный IP-адрес. Этот адрес дает возможность связи с другими объектами через интернет. Причем сигнал передается в зашифрованном виде, что уменьшает опасность получения несанкционированного доступа к этим данным.

Настройки розетки, управляемой через интернет, хранятся либо на сервере, либо в самом устройстве. Если настройки находятся внутри прибора, то в случае разрыва связи их придется устанавливать вновь. Поэтому хранение данных на серверах — оптимальный вариант, поскольку в этом случае вся информация и статистика будут сохраняться в течение многих лет.

Для получения подробной информации о работе системы используют специальное программное обеспечение. Программы устанавливают на управляющее устройство. Скачать их можно в сети (они бывают как платными, так и бесплатными). При наличии профессиональных знаний программу можно написать самостоятельно. Также софт можно заказать программистам, которые наделят программное обеспечение всеми функциями, необходимыми потребителю.

Программа дает возможность не только управления устройствами, подключенными к розетке, но и настройки таймеров. Последняя функция полезна, например, при желании сэкономить электричество.

Типичные настройки для Wi-Fi разъема:

1. Создание ярлыка быстрого доступа на рабочем столе управляющего устройства.
2. Блокировка розетки по принципу «единственный хозяин» (то есть управлять ею можно лишь с одного устройства).
3. Функция отправки сообщений (о включении, выключении и т.п.).
4. Контроль за статусом онлайн (включены приборы или выключены).
5. Выборочный таймер (включение и выключение розетки через определенный промежуток времени, чтобы дистанционно создать эффект присутствия в доме).
6. Функция обратного отсчета (однократное включение и выключение устройств в четко заданное время).
7. Регулярное отключение приборов в определенное время.

1. Получение обновлений через интернет.
2. Некоторые модели можно дистанционно заблокировать так, чтобы даже в случае нажатия на физическую кнопку устройство не реагировало.
3. Запретить контроль за расписаниями (таймерами).
4. Встречается и функция «я дома», наличие которой позволяет отключить все умные разъемы одновременно.
5. Если в доме пропала электроэнергия, умное устройство автоматически перейдет на встроенный источник питания, а также сообщит о проблеме хозяину. В течение некоторого времени розетка обеспечит резервное питание также для охранной и пожарной сигнализации.
6. Умные розетки Wi-Fi могут быть объединены в сеть. Общее количество розеток в сети может доходить до полусотни. При желании можно выделить основные и контролируемые розетки (как это делается с жесткими дисками на компьютере).