Направи си сам, както казва Wikipedia, отдавна е субкултура. В тази статия искам да говоря за моя DIY проект за малък безжичен мултитъч сензор и това ще бъде моят малък принос към тази субкултура.
Историята на този проект започна с тялото, звучи глупаво, но така започна този проект. Калъфът е закупен на уебсайта Aliexpress, трябва да се отбележи, че качеството на пластмасовата отливка на този калъф е отлично. След кратка кореспонденция с продавача беше изпратен чертеж по пощата и проектът започна.
Самият чертеж беше много лошо измерен и половината от измерванията за границите, изрезите и технологичните отвори на бъдещата печатна платка трябваше да бъдат направени с дебеломер. След като получи всички вътрешни размери на кутията, стана ясно, че радиочипът ще трябва да бъде „маршрутизиран“ директно върху печатната платка, тъй като височината от върха на печатната платка до вътрешната повърхност на кутията е 1.8 мм, а минималната височина на готовия среден радиомодул обикновено е 2 мм (без екрана).
За сензора беше избран nRF52 SoC в пакета QFN48. В този случай в серията nRF52 Nordic има три опции: nRF52810, nRF52811(нов), nRF52832. Параметри на чипа: 64 MHz Cortex-M4, 2.4 GHz трансивър, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM за nRF52832 и 192 KB Flash, 24 KB RAM за nRF52810, nRF52811, многопротоколни чипове, поддържат Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, ESB, ANT и nRF52811, в допълнение към горното, също има Zigbee и Thread, както и Bluetooth Direction Finding.
Реших да направя самия сензор мултисензорен, за да може да се използва за различни задачи. Поради тази причина оформлението на чипа трябваше да бъде направено възможно най-компактно, като се вземе предвид фактът, че минималните размери на компонентите не трябва да бъдат по-малки от 0603, така че устройството да може да се запоява ръчно. След като чипът беше поставен на платката, започнах да избирам сензори. Основните неща, върху които се спрях при избора, бяха размерите на корпуса на сензора и възможността за запояване на сензора у дома с минимален набор от оборудване (поялник и сешоар).
За сензора бяха избрани следните сензори: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (сензор за температура и влажност), всички тези сензори имат еднакъв корпус и същите щифтове, HDC2080 (сензор за температура и влажност) също има подобен корпус като преди изброените, но има допълнителен изход за прекъсване, по-енергийно ефективен, BME280 (сензор за температура, влажност и налягане), LMT01 (сензор за температура), TMP117 (сензор за температура с висока точност), висока енергийна ефективност, изход за прекъсване, настройка на горна и долна температура граници, LIS2DW12 (акселерометър) висока енергийна ефективност, един от най-добрите в своя сегмент или LIS2DH12.
Освен това в първата версия на сензора имаше тръстиков превключвател в списъка, но в следващите ревизии той беше изключен, тъй като 1.6 см тръстиков превключвател със стъклена крушка нямаше достатъчно място и аз разделих няколко такива сензори при инсталиране на готовата платка в кутията, също и поради квадрата. Видът на кутията и малката й височина не отговарят наистина на устройството като магнитен сензор за отваряне и затваряне.
В допълнение към сензорите има 2 светодиода на сензора, единият от които е RGB, разположен от долната страна на сензора. Два SMD бутона, единият свързан за нулиране, вторият „потребител“ за прилагане на някои сценарии за работа на сензора. Тялото на сензора се състои от три части: основно тяло, вътрешна вложка с отвор, който държи батерията и е прикрепен към основното тяло с четири винта, и долен капак, който щраква в отворите на вътрешната вложка. Има и 4 аналогови щифта, 2 цифрови щифта и още два щифта, които могат да бъдат NFC антена или цифрови щифтове, SWD порт.
RGB светодиодът и бутоните са поставени върху печатната платка по такъв начин, че да могат да бъдат лесно достъпни, когато долният капак се отстрани през отворите във вътрешната вложка, които са предназначени да щракнат задния капак на място.
Устройството е преминало през две ревизии, също по-рано, на мястото на сензора TMP117 е инсталиран сензор за светлина MAX44009, който по-късно е заменен от температурен сензор, и двата сензора имат едно и също тяло, но различни щифтове на краката, може напразно, че е заменен, може би си струва да се върне.
Сега имам 4 такива устройства, работещи у дома, две от тях са сензори за температура и влажност със сензори Si7021 (единият на nRF52832, вторият на nRF52811), единият е сензор за удар, внедрен в акселерометъра LIS2DW12 (nRF52810) и сензор за контрол на температурата на сензора LMT01 (nRF52810).
Безжичният сензор работи с батерия CR2032, консумацията в режим на заспиване е 1.8 μA за nRF52810, nRF52811 и 3.7 μA за nRF52832. Консумация в режим на пренос на данни 8mA.
Мисля, че описанието на използвания протокол и разработването на софтуер за този сензор за различни сценарии на използване е извън обхвата на тази статия.
Тест на работата на сензора със система за интелигентен дом можете да видите в краткото видео по-долу.
Проектът на този сензор е отворен, можете да получите всички материали по проекта на моя .
Ако се интересувате от всичко, свързано с Направи си сам, вие сте DIY разработчик или просто искате да започнете, интересувате се от използването на DIY устройства, каня всички, които се интересуват .
На всички, които искат да правят устройства, да започнат да изграждат автоматизация за своя дом, предлагам да се запознаят с лесния за научаване протокол Mysensors - телеграм чат
А за тези, които търсят доста зрели решения за домашна автоматизация, ви каня в телеграм чат , ()
Благодаря ви за вниманието, всичко най-добро!
Източник: www.habr.com