A DIY, ahogy azt a Wikipédia mondja, már régóta szubkultúra. Ebben a cikkben szeretném bemutatni a saját DIY projektemet, amely egy kis vezeték nélküli multiszenzoros érzékelő, és ez lesz a kis hozzájárulásom ehhez a szubkultúrához.
A projekt története a házával kezdődött, ez talán furcsán hangzik, de így indult ez a projekt. A házat az AliExpress-en vásároltam, és meg kell jegyezni, hogy a műanyag öntés minősége kiváló. Rövid levelezés után a gyártó e-mailben elküldte a tervrajzot, és így kezdődött a projekt.
Magának a tervrajznak a méretezése nagyon rosszul volt megoldva, és a határok, kivágások és technológiai lyukak létrehozásához szükséges méretek felét caliper segítségével kellett megmérjem. Miután megkaptam a ház belső méreteit, világossá vált, hogy a rádióchipet közvetlenül a nyomtatott áramkörre kell telepíteni, mivel a nyomtatott áramkör felső felületétől a ház belső felületéig mért magasság 1,8 mm volt, míg a kész átlagos rádió modulok minimális magassága általában 2 mm (kijelző nélkül).
Az érzékelőnek az nRF52 SoC-t választottam QFN48 házban. Ebben a házban az nRF52 sorozatban a Nordic-nál három lehetőség érhető el: nRF52810, nRF52811 (új), nRF52832. A chipek paraméterei: 64 MHz Cortex-M4, 2,4 GHz-es vevő, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM az nRF52832-nél, és 192 KB Flash, 24 KB RAM az nRF52810 és nRF52811-nél; a chipek multiprotokollosak, támogatják a Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, ESB, ANT, míg az nRF52811 ezen kívül a Zigbee és a Thread támogatását is nyújtja, valamint a Bluetooth Direction Finding-et.
Azt döntöttem, hogy a szenzort multiszenzorosra készítem, hogy különböző feladatokra használhassam. A chip elrendezését emiatt a lehető legkompakttabbá kellett tenni, figyelembe véve, hogy a komponensek minimális mérete nem lehet kisebb 0603-nál, hogy az eszközt kézi forrasztással lehessen összeállítani. Miután a chipot a nyomtatott áramkörre telepítettem, elkezdtem a szenzorok kiválasztását. Az egyik fő szempont, amire figyeltem a kiválasztás során, a szenzor házának mérete és az a lehetőség volt, hogy a szenzor otthoni körülmények között a lehető legkevesebb felszereléssel (forrasztó és hőlégfúvó) forrasztható legyen.
A következő érzékelőket választották a szenzorhoz: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő), ezek mindegyike egy házban van, és azonos lábkiosztással rendelkezik. Az HDC2080 (hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő) szintén hasonló házzal rendelkezik, mint a korábban felsoroltak, de további megszakítási bemenete van, energiatakarékosabb. A BME280 (hőmérséklet-, páratartalom- és nyomásérzékelő), LMT01 (hőmérséklet-érzékelő), TMP117 (nagy pontosságú hőmérséklet-érzékelő) magas energiahatékonyságot kínál, megszakítási kimenettel, lehetőséget biztosít a hőmérsékleti felső és alsó korlátok beállítására, LIS2DW12 (gyorsulásmérő) magas energiahatékonysága miatt az egyik legjobb a kategóriájában, vagy LIS2DH12.
A szenzor első verziójában volt egy reed-relé, de a további revíziók során ezt eltávolították, mivel a 1,6 cm-es üvegburkolatú reed-relé szenzor számára nem volt elegendő hely, és néhány ilyen érzékelőt eltörtem, amikor a kész panelt a házba helyeztem. Az eszköz négyzetes alakja és kis magassága miatt nem volt a legmegfelelőbb mágneses nyitás- és zárásérzékelő szerepére.
A szenzoron kívül 2 LED is található, az egyik egy RGB LED, amely a szenzor alsó részén helyezkedik el. Két SMD gomb, az egyik a resethez csatlakozik, a másik „felhasználói”, amely különféle működési forgatókönyvek megvalósítására szolgál. A szenzor háza három részből áll: az alap házból, a belső betétből, amely egy lyukat tartalmaz az elem rögzítésére és négy csavarral az alap házhoz rögzül, valamint egy alsó fedélből, amely a belső betét lyukaiba kattog. Szintén négy analóg, két digitális és további két tű, amely NFC antennaként vagy digitális tűként működhet, SWD port.
Az RGB LED és a gombok a PCB-n úgy vannak elhelyezve, hogy a fedél eltávolításakor a belső betét lyukain keresztül szabad hozzáférést biztosítanak hozzájuk, amelyeket a hátsó fedél rögzítésére terveztek.
Az eszköz túlélte a két revíziót, korábban a TMP117 érzékelő helyén egy MAX44009 fényérzékelő volt, amelyet később hőmérséklet-érzékelőre cseréltek, mindkét érzékelő azonos házzal rendelkezik, de különböző lábkiosztásokkal. Talán felesleges volt a csere, lehet, hogy érdemes lenne visszaállítani.
Jelenleg otthon 4 ilyen eszköz működik, kettő közülük hőmérséklet- és páratartalom-érzékelő Si7021 érzékelőkkel (az egyik nRF52832-n, a másik nRF52811-en), egy pedig egy ütésérzékelő, amelyet LIS2DW12 gyorsulásmérőn valósítottak meg (nRF52810) és egy hőmérséklet-ellenőrző szenzor LMT01-en (nRF52810).
A vezeték nélküli érzékelő cr2032 elemmel működik, álmafogyasztása 1.8μA nRF52810 és nRF52811 esetében, valamint 3.7μA nRF52832 esetén. Az adatátviteli üzemmódban a fogyasztás 8mA.
Az alkalmazott protokoll leírása, a szoftver fejlesztése ehhez az érzékelőhöz különböző felhasználási scénákra szerintem túlmutat ennek a cikknek a keretein.
Az érzékelő működésének tesztje a okosotthon rendszerrel egy rövid videóban látható lent.
Ennek az érzékelőnek a projektje nyílt, az összes projektanyagot az én .
Ha érdeklik az DIY dolgok, DIY fejlesztő vagy, vagy csak most szeretnél kezdeni, és érdekelnek az DIY eszközök, mindenkit szeretettel várok a .
Mindenkinek, aki eszközöket szeretne készíteni, automatizálni szeretné az otthonát, ajánlom megismerkedni a könnyen elsajátítható Mysensors protokollal — telegram csoport
Aki pedig érett megoldásokat keres az otthoni automatizáláshoz, azt várom a telegram csoportba . ()
Köszönöm a figyelmet, mindenkinek minden jót!
Forrás: habr.com
