Το DIY, όπως λέει η Wikipedia, ήταν εδώ και πολύ καιρό μια υποκουλτούρα. Σε αυτό το άρθρο θέλω να μιλήσω για το DIY έργο μου ενός μικρού ασύρματου αισθητήρα πολλαπλής αφής και αυτή θα είναι η μικρή συνεισφορά μου σε αυτήν την υποκουλτούρα.
Η ιστορία αυτού του έργου ξεκίνησε με το σώμα, ακούγεται ανόητο, αλλά έτσι ξεκίνησε αυτό το έργο. Η θήκη αγοράστηκε στον ιστότοπο Aliexpress, πρέπει να σημειωθεί ότι η ποιότητα της πλαστικής χύτευσης αυτής της θήκης είναι εξαιρετική. Μετά από μια σύντομη αλληλογραφία με τον πωλητή, στάλθηκε ένα σχέδιο ταχυδρομικώς και το έργο ξεκίνησε.
Το ίδιο το σχέδιο ήταν πολύ κακώς μετρημένο και οι μισές μετρήσεις για τα όρια, τις εγκοπές και τις τεχνολογικές οπές της μελλοντικής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος έπρεπε να γίνουν χρησιμοποιώντας ένα παχύμετρο. Έχοντας λάβει όλες τις εσωτερικές διαστάσεις της θήκης, έγινε σαφές ότι το τσιπ ραδιοφώνου θα έπρεπε να «δρομολογηθεί» απευθείας στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, καθώς το ύψος από την κορυφή της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος μέχρι την εσωτερική επιφάνεια της θήκης ήταν 1.8 mm και το ελάχιστο ύψος της τελικής μέσης μονάδας ραδιοφώνου είναι συνήθως 2 mm (χωρίς οθόνη).
Το nRF52 SoC στη συσκευασία QFN48 επιλέχθηκε για τον αισθητήρα. Σε αυτήν την περίπτωση, στη σειρά nRF52, το Nordic έχει τρεις επιλογές: nRF52810, nRF52811(new), nRF52832. Παράμετροι τσιπ: 64 MHz Cortex-M4, πομποδέκτης 2.4 GHz, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM για nRF52832 και 192 KB Flash, 24 KB RAM για nRF52810, nRF52811 υποστήριξη Bluetooth, Bluetooth multiprocol, chip Bluetooth mesh, ESB, ANT και nRF52811, εκτός από τα παραπάνω, διαθέτει επίσης Zigbee και Thread, καθώς και Bluetooth Direction Finding.
Αποφάσισα να κάνω τον ίδιο τον αισθητήρα πολυαισθητήριο ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διαφορετικές εργασίες. Για το λόγο αυτό, η διάταξη του τσιπ έπρεπε να γίνει όσο το δυνατόν πιο συμπαγής, λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι οι ελάχιστες διαστάσεις των εξαρτημάτων δεν πρέπει να είναι μικρότερες από 0603, ώστε η συσκευή να συγκολληθεί χειροκίνητα. Αφού το τσιπ τοποθετήθηκε στην πλακέτα, άρχισα να επιλέγω αισθητήρες. Τα κύρια πράγματα στα οποία εστίασα κατά την επιλογή ήταν οι διαστάσεις του περιβλήματος του αισθητήρα και η δυνατότητα συγκόλλησης του αισθητήρα στο σπίτι με ένα ελάχιστο σύνολο εξοπλισμού (κολλητήρι και πιστολάκι μαλλιών).
Επιλέχθηκαν οι ακόλουθοι αισθητήρες για τον αισθητήρα: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας), όλοι αυτοί οι αισθητήρες έχουν το ίδιο περίβλημα και τις ίδιες ακίδες, το HDC2080 (αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας) έχει επίσης παρόμοιο περίβλημα με πριν από τη λίστα, αλλά έχει πρόσθετη έξοδο διακοπής, πιο ενεργειακά αποδοτική, BME280 (αισθητήρας θερμοκρασίας, υγρασίας και πίεσης), LMT01 (αισθητήρας θερμοκρασίας), TMP117 (αισθητήρας θερμοκρασίας υψηλής ακρίβειας), υψηλή ενεργειακή απόδοση, έξοδος διακοπής, ρύθμιση άνω και κάτω θερμοκρασίας όρια, LIS2DW12 (επιταχυνσιόμετρο ) υψηλής ενεργειακής απόδοσης, ένα από τα καλύτερα στην κατηγορία του ή LIS2DH12.
Επίσης, στην πρώτη έκδοση του αισθητήρα, υπήρχε ένας διακόπτης καλαμιού στη λίστα, αλλά σε επόμενες αναθεωρήσεις αποκλείστηκε, καθώς ένας αισθητήρας διακόπτη καλαμιού 1.6 cm με γυάλινη λάμπα δεν είχε αρκετό χώρο και χώρισα μερικά τέτοιοι αισθητήρες κατά την τοποθέτηση της τελικής πλακέτας στη θήκη, επίσης λόγω του τετραγώνου Ο τύπος της θήκης και το μικρό της ύψος δεν ταιριάζουν πραγματικά στη συσκευή ως μαγνητικός αισθητήρας ανοίγματος και κλεισίματος.
Εκτός από τους αισθητήρες, υπάρχουν 2 LED στον αισθητήρα, ένα από αυτά είναι RGB που βρίσκεται στην κάτω πλευρά του αισθητήρα. Δύο κουμπιά SMD, το ένα συνδεδεμένο για επαναφορά, ο δεύτερος «χρήστης» για την υλοποίηση κάποιων σεναρίων λειτουργίας αισθητήρα. Το σώμα του αισθητήρα αποτελείται από τρία μέρη: το κύριο σώμα, ένα εσωτερικό ένθετο με μια οπή που συγκρατεί την μπαταρία και είναι στερεωμένο στο κύριο σώμα με τέσσερις βίδες, και ένα κάτω κάλυμμα που κουμπώνει στις οπές στο εσωτερικό ένθετο. Υπάρχουν επίσης 4 αναλογικές ακίδες, 2 ψηφιακές ακίδες και δύο ακόμη ακίδες που μπορεί να είναι κεραία NFC ή ψηφιακές ακίδες, θύρα SWD.
Το RGB LED και τα κουμπιά τοποθετούνται στην πλακέτα PCB με τέτοιο τρόπο ώστε να είναι εύκολα προσβάσιμα όταν το κάτω κάλυμμα αφαιρείται από τις οπές στο εσωτερικό ένθετο, οι οποίες έχουν σχεδιαστεί για να κουμπώνουν το πίσω κάλυμμα στη θέση του.
Η συσκευή έχει περάσει από δύο αναθεωρήσεις, επίσης νωρίτερα, στη θέση του αισθητήρα TMP117, εγκαταστάθηκε ένας αισθητήρας φωτός MAX44009, ο οποίος αργότερα αντικαταστάθηκε από έναν αισθητήρα θερμοκρασίας, και οι δύο αισθητήρες έχουν το ίδιο σώμα, αλλά διαφορετικές ακίδες στα πόδια, μπορεί μάταια που αντικαταστάθηκε, ίσως αξίζει να επιστρέψει.
Τώρα έχω 4 τέτοιες συσκευές που δουλεύουν στο σπίτι, δύο από αυτές είναι αισθητήρες θερμοκρασίας και υγρασίας με αισθητήρες Si7021 (ένας στο nRF52832, ο δεύτερος στον nRF52811), ο ένας είναι αισθητήρας κραδασμών που εφαρμόζεται στο επιταχυνσιόμετρο LIS2DW12 (nRF52810) και ένας αισθητήρας ελέγχου θερμοκρασίας στον αισθητήρα LMT01 (nRF52810).
Ο ασύρματος αισθητήρας λειτουργεί με μπαταρία CR2032, η κατανάλωση σε κατάσταση ύπνου είναι 1.8 μA για το nRF52810, nRF52811 και 3.7 μA για το nRF52832. Κατανάλωση σε λειτουργία μεταφοράς δεδομένων 8mA.
Νομίζω ότι η περιγραφή του πρωτοκόλλου που χρησιμοποιείται και η ανάπτυξη λογισμικού για αυτόν τον αισθητήρα για διαφορετικά σενάρια χρήσης είναι πέρα από το πεδίο εφαρμογής αυτού του άρθρου.
Μια δοκιμή της λειτουργίας του αισθητήρα με ένα σύστημα έξυπνου σπιτιού μπορείτε να δείτε στο σύντομο βίντεο παρακάτω.
Το έργο αυτού του αισθητήρα είναι ανοιχτό, μπορείτε να λάβετε όλα τα υλικά για το έργο στο δικό μου .
Εάν ενδιαφέρεστε για οτιδήποτε σχετίζεται με το DIY, είστε προγραμματιστής DIY ή απλά θέλετε να ξεκινήσετε, ενδιαφέρεστε να χρησιμοποιήσετε συσκευές DIY, προσκαλώ όλους όσους ενδιαφέρονται για .
Σε όλους όσους θέλουν να κατασκευάσουν συσκευές, ξεκινήσουν την κατασκευή αυτοματισμών για το σπίτι τους, προτείνω να εξοικειωθούν με το εύκολο στην εκμάθηση πρωτόκολλο Mysensors - συνομιλία με τηλεγράφημα
Και για όσους αναζητούν αρκετά ώριμες λύσεις για οικιακούς αυτοματισμούς, σας προσκαλώ να συνομιλήσετε μέσω τηλεγραφήματος . ()
Σας ευχαριστώ για την προσοχή σας, ό,τι καλύτερο!
Πηγή: www.habr.com