DIY, jak říká Wikipedie, je již dlouho subkulturou. V tomto článku chci mluvit o svém DIY projektu malého bezdrátového multidotykového senzoru a toto bude můj malý příspěvek do této subkultury.
Příběh tohoto projektu začal tělem, zní to hloupě, ale tak tento projekt začal. Pouzdro bylo zakoupeno na stránkách Aliexpress, nutno podotknout, že kvalita plastového odlitku tohoto pouzdra je výborná. Po krátké korespondenci s prodejcem byl poštou zaslán výkres a projekt začal.
Samotný výkres byl velmi špatně změřen a polovina měření pro ohraničení, výřezy a technologické otvory budoucího plošného spoje musela být provedena pomocí posuvného měřítka. Po obdržení všech vnitřních rozměrů pouzdra bylo jasné, že rádiový čip bude muset být „nasměrován“ přímo na desku s plošnými spoji, protože výška od horní části desky s plošnými spoji k vnitřnímu povrchu pouzdra byla 1.8 mm a minimální výška hotového průměrného rádiového modulu je obvykle 2 mm (bez obrazovky).
Pro senzor byl zvolen SoC nRF52 v pouzdře QFN48. V tomto případě v řadě nRF52 má Nordic tři možnosti: nRF52810, nRF52811 (nové), nRF52832. Parametry čipu: 64 MHz Cortex-M4, 2.4 GHz transceiver, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM pro nRF52832 a 192 KB Flash, 24 KB RAM pro nRF52810, nRF52811, podpora Bluetooth Low Energy, Bluetooth čipy mesh, ESB, ANT a nRF52811, kromě výše uvedených, také Zigbee a Thread, stejně jako Bluetooth Direction Finding.
Rozhodl jsem se udělat samotný senzor multisenzorický, aby mohl být použit pro různé úkoly. Z tohoto důvodu muselo být rozložení čipu provedeno co nejkompaktněji s ohledem na skutečnost, že minimální rozměry součástek by neměly být menší než 0603, aby bylo možné zařízení ručně pájet. Po umístění čipu na desku jsem začal s výběrem senzorů. Hlavní věci, na které jsem se při výběru zaměřil, byly rozměry pouzdra snímače a možnost pájení snímače doma s minimální výbavou (páječka a fén).
Pro snímač byly vybrány tyto snímače: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (snímač teploty a vlhkosti), všechny tyto snímače mají stejné pouzdro a stejné piny, HDC2080 (snímač teploty a vlhkosti) má také podobné pouzdro jako dříve uvedené, ale má další přerušovací výstup, energeticky účinnější, BME280 (snímač teploty, vlhkosti a tlaku), LMT01 (snímač teploty), TMP117 (vysoce přesný snímač teploty), vysoká energetická účinnost, přerušovací výstup, nastavení horní a dolní teploty limity, LIS2DW12(akcelerometr ) vysoká energetická účinnost, jeden z nejlepších ve svém segmentu nebo LIS2DH12.
Také v první verzi snímače byl v seznamu jazýčkový spínač, ale v dalších revizích byl vyloučen, protože 1.6 cm jazýčkový snímač se skleněnou žárovkou neměl dostatek místa a pár jsem rozdělil takové senzory při instalaci hotové desky do pouzdra i kvůli hranatému Typ pouzdra a jeho malá výška se k zařízení jako magnetickému senzoru otevírání a zavírání moc nehodila.
Kromě senzorů jsou na senzoru 2 LED diody, jedna z nich je RGB umístěná na spodní straně senzoru. Dvě tlačítka SMD, jedno připojené k resetování, druhé „uživatelské“ pro implementaci některých scénářů provozu senzoru. Tělo snímače se skládá ze tří částí: hlavní tělo, vnitřní vložka s otvorem, který drží baterii a je připevněna k hlavnímu tělu čtyřmi šrouby, a spodní kryt, který zapadá do otvorů na vnitřní vložce. K dispozici jsou také 4 analogové kolíky, 2 digitální kolíky a další dva kolíky, které mohou být anténou NFC nebo digitálními kolíky, port SWD.
RGB LED a tlačítka jsou na desce plošných spojů umístěny tak, aby byly snadno dostupné po sejmutí spodního krytu skrz otvory ve vnitřní vložce, které jsou určeny k zaklapnutí zadního krytu na místo.
Zařízení prošlo dvěma revizemi, také dříve, na místo snímače TMP117 byl instalován světelný snímač MAX44009, který byl později nahrazen snímačem teploty, oba snímače mají stejné tělo, ale různé kolíky na nožičkách, může marně, že byl vyměněn, snad stojí za to se vrátit.
Nyní mám doma 4 taková zařízení, dva z nich jsou snímače teploty a vlhkosti se snímači Si7021 (jeden na nRF52832, druhý na nRF52811), jeden je otřesový snímač implementovaný na akcelerometru LIS2DW12 (nRF52810) a snímač kontroly teploty na senzoru LMT01 (nRF52810).
Bezdrátový senzor běží na baterii CR2032, spotřeba ve spánku je 1.8 μA u nRF52810, nRF52811 a 3.7 μA u nRF52832. Spotřeba v režimu přenosu dat 8mA.
Myslím, že popis použitého protokolu a vývoj softwaru pro tento senzor pro různé scénáře použití je nad rámec tohoto článku.
Test fungování 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 jen chcete začít, máte zájem používat DIY zařízení, zvu všechny zájemce o .
Všem, kteří chtějí vyrábět zařízení, začít budovat automatizaci pro svůj domov, doporučuji seznámit se s protokolem Mysensors, který se snadno naučí - telegram chat
A pro ty, kteří hledají poměrně vyspělá řešení pro domácí automatizaci, vás zvu na telegramový chat , ()
Děkuji za pozornost, vše nejlepší!
Zdroj: www.habr.com