همانطور که ویکی‌پدیا می‌گوید DIY مدت‌هاست که یک خرده فرهنگ بوده است. در این مقاله می خواهم در مورد پروژه DIY خود در مورد یک سنسور چند لمسی بی سیم کوچک صحبت کنم و این سهم کوچک من در این خرده فرهنگ خواهد بود.
داستان این پروژه با بدن شروع شد، احمقانه به نظر می رسد، اما این پروژه اینگونه شروع شد. کیس از سایت Aliexpress خریداری شده است، لازم به ذکر است که کیفیت ریخته گری پلاستیک این کیف بسیار عالی می باشد. پس از مکاتبات کوتاهی با فروشنده، نقاشی از طریق پست ارسال شد و پروژه شروع شد.
خود نقشه بسیار ضعیف اندازه‌گیری شد و نیمی از اندازه‌گیری‌ها برای مرزها، برش‌ها و سوراخ‌های تکنولوژیکی برد مدار چاپی آینده باید با استفاده از کولیس انجام می‌شد. با دریافت تمام ابعاد داخلی کیس، مشخص شد که تراشه رادیویی باید مستقیماً روی برد مدار چاپی "مسیریابی" شود، زیرا ارتفاع از بالای برد مدار چاپی تا سطح داخلی کیس است. 1.8 میلی متر و حداقل ارتفاع ماژول رادیویی متوسط تمام شده معمولاً 2 میلی متر (بدون صفحه نمایش) است.
SoC nRF52 در بسته QFN48 برای سنسور انتخاب شد. در این مورد در سری nRF52، Nordic سه گزینه دارد: nRF52810، nRF52811 (جدید)، nRF52832. پارامترهای تراشه: 64 مگاهرتز Cortex-M4، فرستنده گیرنده 2.4 گیگاهرتز، فلاش 512/256 کیلوبایت، رم 64/32 کیلوبایت برای nRF52832 و 192 کیلوبایت فلش، 24 کیلوبایت رم برای nRF52810، پشتیبانی از تراشه بلوتوث nRF52811، بلوتوث مولتی‌پروتو مش و ESB و ANT و nRF52811 علاوه بر موارد فوق دارای Zigbee و Thread و همچنین Bluetooth Direction Finding می باشد.
تصمیم گرفتم خود سنسور را چند حسی کنم تا بتوان از آن برای کارهای مختلف استفاده کرد. به همین دلیل، چیدمان تراشه باید تا حد امکان فشرده ساخته می شد، با در نظر گرفتن این واقعیت که حداقل ابعاد قطعات نباید کمتر از 0603 باشد تا بتوان دستگاه را به صورت دستی لحیم کاری کرد. بعد از اینکه تراشه روی برد قرار گرفت، شروع به انتخاب سنسورها کردم. موارد اصلی که هنگام انتخاب روی آن تمرکز کردم، ابعاد محفظه سنسور و قابلیت لحیم کردن سنسور در خانه با حداقل مجموعه تجهیزات (لحیم کاری و سشوار) بود.
سنسورهای زیر برای سنسور انتخاب شدند: SHT20، SHt21، Si7020، Si7021، HTU21D (سنسور دما و رطوبت)، همه این سنسورها دارای محفظه یکسان و پایه های یکسان هستند، HDC2080 (سنسور دما و رطوبت) نیز دارای محفظه مشابهی است. قبل از ذکر شده، اما دارای خروجی وقفه اضافی، کارآمدتر انرژی، BME280 (سنسور دما، رطوبت و فشار)، LMT01 (حسگر دما)، TMP117 (سنسور دمای با دقت بالا)، بازده انرژی بالا، خروجی وقفه، تنظیم دمای بالا و پایین محدودیت ها، LIS2DW12 (شتاب سنج) راندمان انرژی بالا، یکی از بهترین ها در بخش خود یا LIS2DH12.
همچنین، در نسخه اول سنسور، یک سوئیچ نی در لیست وجود داشت، اما در تجدید نظرهای بعدی حذف شد، زیرا یک سنسور سوئیچ نی 1.6 سانتی متری با یک لامپ شیشه ای فضای کافی نداشت و من چند تا را تقسیم کردم. چنین سنسورهایی هنگام نصب برد تمام شده در کیس، همچنین به دلیل مربع بودن نوع قاب و ارتفاع کوچک آن به عنوان سنسور باز و بسته شدن مغناطیسی مناسب دستگاه نیست.
علاوه بر سنسورها، 2 عدد LED روی سنسور تعبیه شده است که یکی از آنها RGB است که در قسمت پایین سنسور قرار دارد. دو دکمه SMD، یکی به تنظیم مجدد متصل است، دومین "کاربر" برای اجرای برخی از سناریوهای عملکرد سنسور. بدنه حسگر از سه قسمت تشکیل شده است: بدنه اصلی، یک درج داخلی با سوراخی که باتری را نگه می‌دارد و با چهار پیچ به بدنه اصلی متصل می‌شود، و یک پوشش زیرین که به سوراخ‌های درج داخلی می‌چسبد. همچنین 4 پایه آنالوگ، 2 پایه دیجیتال و دو پایه دیگر وجود دارد که می تواند یک آنتن NFC یا پین دیجیتال، یک پورت SWD باشد.
LED RGB و دکمه‌ها روی برد PCB به گونه‌ای قرار می‌گیرند که وقتی پوشش پایینی از طریق سوراخ‌های درج داخلی که برای محکم کردن درب پشتی طراحی شده‌اند، به راحتی قابل دسترسی باشند.
دستگاه دو ویرایش را پشت سر گذاشته است، همچنین قبلاً به جای سنسور TMP117 یک سنسور نور MAX44009 نصب شده بود که بعداً با سنسور دما جایگزین شد، هر دو سنسور دارای بدنه یکسان هستند، اما پین های مختلف روی پاها ممکن است بیهوده است که آن را جایگزین کرد، شاید ارزش بازگشت دارد.
اکنون 4 دستگاه از این قبیل در خانه کار می کنم، دو تا از آنها سنسور دما و رطوبت با سنسور Si7021 (یکی در nRF52832، دومی در nRF52811)، یکی سنسور شوک است که روی شتاب سنج LIS2DW12 (nRF52810) و یک سنسور کنترل دما نصب شده است. در سنسور LMT01 (nRF52810).
سنسور بی سیم با باتری CR2032 کار می کند، مصرف در حالت خواب 1.8 μA برای nRF52810، nRF52811 و 3.7 μA برای nRF52832 است. مصرف در حالت انتقال اطلاعات 8 میلی آمپر.
من فکر می کنم شرح پروتکل استفاده شده و توسعه نرم افزار این سنسور برای سناریوهای مختلف استفاده از حوصله این مقاله خارج است.
تست عملکرد سنسور با سیستم خانه هوشمند را می توانید در ویدیوی کوتاه زیر مشاهده کنید.
پروژه این سنسور باز است، شما می توانید تمام مواد در پروژه را در من دریافت کنید .
اگر به همه چیز مربوط به DIY علاقه مند هستید، شما یک توسعه دهنده DIY هستید یا فقط می خواهید شروع کنید، علاقه مند به استفاده از دستگاه های DIY هستید، من از همه علاقه مندان دعوت می کنم .
به همه کسانی که می خواهند دستگاه بسازند، شروع به اتوماسیون برای خانه خود کنند، پیشنهاد می کنم با پروتکل آموزش آسان Mysensors - چت تلگرام آشنا شوند.
و برای کسانی که به دنبال راه حل های نسبتا بالغ برای اتوماسیون خانگی هستند، شما را به چت تلگرام دعوت می کنم است. ()
با تشکر از توجه شما، بهترین ها!
منبع: www.habr.com