DIY, jak uvádí Wikipedie, je už dávno subkulturou. V tomto článku chci vyprávět o svém DIY projektu malého bezdrátového multisenzorového detektoru, což bude mým malým příspěvkem do této subkultury.
Příběh tohoto projektu začal u skříně, zní to hloupě, ale právě takto tento projekt začal. Skříň byla zakoupena na webu AliExpress, musím zmínit, že kvalita odlití plastu této skříně je vynikající. Po krátké komunikaci s prodejcem byl na e-mail zaslán výkres a tento projekt začal.
Samotný výkres byl velmi špatně rozměřen a polovinu měření pro okraje, výřezy a technologické otvory budoucí desky plošných spojů jsem musel provést pomocí posuvného měřítka. Když jsem získal všechny vnitřní rozměry skříně, bylo jasné, že rádio čip musí být "propojen" přímo na desce plošných spojů, protože výška od vrchu desky plošných spojů ke vnitřnímu povrchu skříně činila 1,8 mm, zatímco minimální výška hotového průměrného rádiového modulu obvykle činí 2 mm (bez krytu).
Pro senzor byl zvolen SoC nRF52 v pouzdře QFN48. V tomto pouzdře je v sérii nRF52 od společnosti Nordic tři varianty: nRF52810, nRF52811 (nové), nRF52832. Parametry čipů: 64 MHz Cortex-M4, 2,4 GHz transmitter, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM u nRF52832 a 192 KB Flash, 24 KB RAM u nRF52810 a nRF52811, čipy jsou multiprotokolové, podporují Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, ESB, ANT, a nRF52811 navíc podporuje Zigbee a Thread, stejně jako Bluetooth Direction Finding.
Sám senzor jsem se rozhodl udělat multisenzorovým, aby jej bylo možné použít pro různé úkoly. Rozložení čipu bylo třeba udělat co nejkompaktněji, s ohledem na to, že minimální rozměry komponentů by neměly být menší než 0603, aby bylo možné zařízení pájet ručně. Po tom, co byl čip rozložen na desce, jsem se věnoval výběru senzorů. Hlavními parametry, na které jsem se zaměřil, byly rozměry skříně senzoru a možnost pájení senzoru v domácích podmínkách s minimálním vybavením (páječka a horkovzdušná pistole).
Pro senzor byly vybrány následující senzory: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (senzor teploty a vlhkosti), všechny tyto senzory mají stejné pouzdro a shodné vývody, HDC2080 (senzor teploty a vlhkosti) má také podobné pouzdro jako výše uvedené, ale má další výstup přerušení, je energeticky úspornější, BME280 (senzor teploty, vlhkosti a tlaku), LMT01 (senzor teploty), TMP117 (vysoce přesný senzor teploty), vysoká energetická účinnost, výstup přerušení, nastavení horních a dolních teplotních limitů, LIS2DW12 (akcelerometr) vysoká energetická účinnost, jeden z nejlepších ve své kategorii nebo LIS2DH12.
Také v první verzi senzoru byl v seznamu halový senzor, ale v následujících revizích byl vyloučen, protože halovému senzoru o velikosti 1,6 cm se skleněnou baňkou chybělo místo, a pár takových senzorů jsem rozbil, když jsem instaloval hotovou desku do pouzdra, také kvůli čtvercovému tvaru pouzdra a jeho malé výšce zařízení nebylo příliš vhodné pro roli magnetického senzoru otevření a zavření.
Kromě senzorů jsou na senzoru umístěny 2 LED diody, jedna z nich je RGB umístěná na spodní straně senzoru. Dvě SMD tlačítka, jedno připojené k resetu, druhé „uživatelské“ pro realizaci nějakých scénářů práce senzoru. Pouzdro senzoru se skládá ze tří částí, hlavní pouzdro, vnitřní vložka s otvorem držícím baterii a upevněná k hlavnímu pouzdru čtyřmi šrouby, a spodní víko, které se zacvakává do otvorů na vnitřní vložce. Také jsou vyvedeny 4 analogové piny, 2 digitální piny a také další dva piny, které mohou být NFC anténou nebo digitálními piny, port SWD.
RGB LED dioda a tlačítka jsou umístěny na PCB desce tak, že k nim je otevřený přístup při sejmutém spodním víku přes otvory ve vnitřní vložce, které jsou určeny pro zacvaknutí zadního víka.
Zařízení přežilo dvě revize, také dříve na místě senzoru TMP117 byl instalován senzor osvětlení MAX44009, který byl později vyměněn za senzor teploty, oba senzory mají stejné pouzdro, ale různé vývody, možná bylo zbytečné, že došlo k výměně, možná stojí za to se vrátit.
Nyní doma používám 4 taková zařízení, dvě z nich jsou senzory teploty a vlhkosti se senzory Si7021 (jedno na nRF52832, druhé na nRF52811), jedno je indikátor nárazu realizovaný na akcelerometru LIS2DW12 (nRF52810) a senzor teploty na senzoru LMT01 (nRF52810).
Bezdrátový senzor funguje na baterii cr2032, spotřeba v režimu spánku činí 1.8μA pro nRF52810 a nRF52811, a 3.7μA pro nRF52832. Spotřeba v režimu přenosu dat je 8mA.
Popis používaného protokolu, vývoj softwaru pro tento senzor pro různé scénáře použití myslím přesahuje rámec tohoto článku.
Test funkce senzoru se systémem chytré domácnosti si můžete prohlédnout v krátkém videu níže.
Projekt tohoto senzoru je otevřený, veškeré materiály k projektu můžete získat na mém .
Pokud vás zajímá vše, co souvisí s DIY, jste DIY vývojář nebo chcete teprve začít, pokud vás zajímá používání DIY zařízení, zvu všechny zájemce do .
Všem, kteří chtějí vyrábět zařízení, začít budovat automatizaci své domácnosti, nabízím seznámení s jednoduchým protokolem MySensors — telegramový chat
A těm, kteří hledají dostatečně vyspělé řešení pro domácí automatizaci, zvu do telegramového chatu . ()
Děkuji za pozornost, všem dobrou!
Zdroj: habr.com
