Le bricolage, comme le dit Wikipédia, est depuis longtemps une sous-culture. Dans cet article, je veux parler de mon projet DIY d'un petit capteur multi-touch sans fil, et ce sera ma petite contribution à cette sous-culture.
L'histoire de ce projet a commencé avec le corps, cela paraît stupide, mais c'est comme ça que ce projet a commencé. Le boîtier a été acheté sur le site Aliexpress, il est à noter que la qualité du moulage plastique de ce boîtier est excellente. Après une courte correspondance avec le vendeur, un dessin a été envoyé par mail et le projet a commencé.
Le dessin lui-même était très mal mesuré et la moitié des mesures des limites, découpes et trous technologiques du futur circuit imprimé ont dû être effectuées à l'aide d'un pied à coulisse. Après avoir reçu toutes les dimensions internes du boîtier, il est devenu clair que la puce radio devrait être « acheminée » directement sur le circuit imprimé, car la hauteur entre le haut du circuit imprimé et la surface intérieure du boîtier était 1.8 mm, et la hauteur minimale du module radio moyen fini est généralement de 2 mm (sans écran).
Le SoC nRF52 du boîtier QFN48 a été sélectionné pour le capteur. Dans ce cas, dans la série nRF52, Nordic propose trois options : nRF52810, nRF52811 (nouveau), nRF52832. Paramètres de la puce : Cortex-M64 4 MHz, émetteur-récepteur 2.4 GHz, Flash 512/256 Ko, RAM 64/32 Ko pour nRF52832 et Flash 192 Ko, RAM 24 Ko pour nRF52810, nRF52811, puces multiprotocoles, prise en charge Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, ESB, ANT et nRF52811, en plus de ce qui précède, disposent également de Zigbee et Thread, ainsi que de la radiogoniométrie Bluetooth.
J'ai décidé de rendre le capteur lui-même multisensoriel afin qu'il puisse être utilisé pour différentes tâches. Pour cette raison, la disposition de la puce devait être aussi compacte que possible, en tenant compte du fait que les dimensions minimales des composants ne devaient pas être inférieures à 0603 afin que l'appareil puisse être soudé manuellement. Une fois la puce placée sur la carte, j'ai commencé à sélectionner les capteurs. Les principaux éléments sur lesquels je me suis concentré lors de la sélection étaient les dimensions du boîtier du capteur et la possibilité de souder le capteur à la maison avec un minimum d'équipement (fer à souder et sèche-cheveux).
Les capteurs suivants ont été sélectionnés pour le capteur : SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (capteur de température et d'humidité), tous ces capteurs ont le même boîtier et les mêmes broches, HDC2080 (capteur de température et d'humidité) a également un boîtier similaire à avant la liste, mais dispose d'une sortie d'interruption supplémentaire, plus économe en énergie, BME280 (capteur de température, d'humidité et de pression), LMT01 (capteur de température), TMP117 (capteur de température de haute précision), haute efficacité énergétique, sortie d'interruption, réglage de la température supérieure et inférieure limites, LIS2DW12(accéléromètre) à haute efficacité énergétique, l'un des meilleurs de son segment ou LIS2DH12.
De plus, dans la première version du capteur, il y avait un interrupteur à lames dans la liste, mais dans les révisions ultérieures, il a été exclu, car un capteur à interrupteur à lames de 1.6 cm avec une ampoule en verre n'avait pas assez d'espace et j'en ai divisé quelques-uns. de tels capteurs lors de l'installation de la carte finie dans le boîtier, également à cause du carré. Le type de boîtier et sa petite hauteur ne convenaient pas vraiment à l'appareil en tant que capteur magnétique d'ouverture et de fermeture.
En plus des capteurs, il y a 2 LED sur le capteur, l'une d'elles est RVB située sur la face inférieure du capteur. Deux boutons SMD, un connecté pour réinitialiser, le deuxième « utilisateur » pour mettre en œuvre certains scénarios de fonctionnement du capteur. Le corps du capteur se compose de trois parties : le corps principal, un insert interne avec un trou qui maintient la batterie et est fixé au corps principal à l'aide de quatre vis, et un couvercle inférieur qui s'enclenche dans les trous de l'insert interne. Il existe également 4 broches analogiques, 2 broches numériques et deux autres broches qui peuvent être une antenne NFC ou des broches numériques, un port SWD.
La LED RVB et les boutons sont placés sur la carte PCB de manière à être facilement accessibles lorsque le capot inférieur est retiré à travers les trous de l'insert intérieur, qui sont conçus pour enclencher le capot arrière en place.
L'appareil a subi deux révisions, également plus tôt, à la place du capteur TMP117, un capteur de lumière MAX44009 a été installé, qui a ensuite été remplacé par un capteur de température, les deux capteurs ont le même corps, mais des broches différentes sur les jambes, cela peut C'est en vain qu'il a été remplacé, cela vaut peut-être la peine de le retourner.
Maintenant, j'ai 4 appareils de ce type qui fonctionnent à la maison, deux d'entre eux sont des capteurs de température et d'humidité avec des capteurs Si7021 (un sur nRF52832, le second sur nRF52811), un est un capteur de choc implémenté sur l'accéléromètre LIS2DW12 (nRF52810) et un capteur de contrôle de température. sur le capteur LMT01 (nRF52810 ).
Le capteur sans fil fonctionne avec une pile CR2032, la consommation en veille est de 1.8 μA pour le nRF52810, nRF52811 et de 3.7 μA pour le nRF52832. Consommation en mode transfert de données 8mA.
Je pense que la description du protocole utilisé et le développement du logiciel de ce capteur pour différents scénarios d'utilisation dépassent le cadre de cet article.
Un test du fonctionnement du capteur avec un système de maison intelligente peut être vu dans la courte vidéo ci-dessous.
Le projet de ce capteur est ouvert, vous pouvez récupérer tous les matériaux sur le projet sur mon site .
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Merci pour votre attention, bonne chance !
Source: habr.com