DIY is, zoals Wikipedia zegt, lange tijd een subcultuur geweest. In dit artikel wil ik het hebben over mijn doe-het-zelfproject van een kleine draadloze multi-touchsensor, en dit zal mijn kleine bijdrage zijn aan deze subcultuur.
Het verhaal van dit project begon met het lichaam, het klinkt stom, maar zo begon dit project. De behuizing is gekocht op de AliExpress-website, er moet worden opgemerkt dat de kwaliteit van het plastic gietwerk van deze behuizing uitstekend is. Na een korte correspondentie met de verkoper werd een tekening per post verzonden en begon het project.
De tekening zelf was erg slecht gemeten en de helft van de metingen voor de grenzen, uitsparingen en technologische gaten van de toekomstige printplaat moesten met een schuifmaat worden gemaakt. Nadat we alle interne afmetingen van de behuizing hadden ontvangen, werd het duidelijk dat de radiochip rechtstreeks op de printplaat moest worden 'gerout', aangezien de hoogte vanaf de bovenkant van de printplaat tot het binnenoppervlak van de behuizing niet groter was dan 1.8 mm, en de minimale hoogte van de voltooide gemiddelde radiomodule is meestal 2 mm (zonder scherm).
Voor de sensor werd gekozen voor de nRF52 SoC in het QFN48-pakket. In dit geval heeft Nordic in de nRF52-serie drie opties: nRF52810, nRF52811 (nieuw), nRF52832. Chipparameters: 64 MHz Cortex-M4, 2.4 GHz transceiver, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM voor nRF52832 en 192 KB Flash, 24 KB RAM voor nRF52810, nRF52811, multi-protocol chips, ondersteuning voor Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, ESB, ANT en nRF52811 hebben naast het bovenstaande ook Zigbee en Thread, evenals Bluetooth Direction Finding.
Ik besloot de sensor zelf multisensorisch te maken, zodat deze voor verschillende taken kon worden gebruikt. Om deze reden moest de lay-out van de chip zo compact mogelijk worden gemaakt, rekening houdend met het feit dat de minimale afmetingen van de componenten niet kleiner mochten zijn dan 0603, zodat het apparaat handmatig kon worden gesoldeerd. Nadat de chip op het bord was geplaatst, begon ik met het selecteren van sensoren. Waar ik bij de keuze vooral op heb gelet waren de afmetingen van de sensorbehuizing en de mogelijkheid om de sensor thuis te solderen met een minimale set apparatuur (soldeerbout en föhn).
Voor de sensor zijn de volgende sensoren geselecteerd: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (temperatuur- en vochtigheidssensor), al deze sensoren hebben dezelfde behuizing en dezelfde pinnen, HDC2080 (temperatuur- en vochtigheidssensor) heeft ook een soortgelijke behuizing als eerder vermeld, maar heeft extra interrupt-uitgang, energiezuiniger, BME280 (temperatuur-, vochtigheid- en druksensor), LMT01 (temperatuursensor), TMP117 (zeer nauwkeurige temperatuursensor), hoge energie-efficiëntie, interrupt-uitgang, instelling van bovenste en onderste temperatuurlimieten , LIS2DW12 (versnellingsmeter) hoge energie-efficiëntie, een van de beste in zijn segment of LIS2DH12.
Ook stond er in de eerste versie van de sensor een reed-schakelaar in de lijst, maar bij daaropvolgende herzieningen werd deze uitgesloten, omdat een 1.6 cm reed-schakelaarsensor met een glazen bol niet genoeg ruimte had, en ik een paar splitste dergelijke sensoren bij het installeren van het afgewerkte bord in de behuizing, ook vanwege het vierkante type behuizing en de kleine hoogte ervan pasten niet echt bij het apparaat als magnetische openings- en sluitsensor.
Naast de sensoren zitten er 2 LED's op de sensor, waarvan één RGB aan de onderkant van de sensor. Twee SMD-knoppen, één aangesloten om te resetten, de tweede “gebruiker” voor het implementeren van enkele sensorbedieningsscenario’s. Het sensorlichaam bestaat uit drie delen: het hoofdgedeelte, een binneninzetstuk met een gat waarin de batterij zit en met vier schroeven aan het hoofdgedeelte is bevestigd, en een bodemafdekking die in de gaten op het binneninzetstuk klikt. Er zijn ook 4 analoge pinnen, 2 digitale pinnen en nog twee pinnen die een NFC-antenne kunnen zijn of digitale pinnen, een SWD-poort.
De RGB-LED en knoppen zijn zo op de printplaat geplaatst dat ze gemakkelijk toegankelijk zijn wanneer de onderkant wordt verwijderd via de gaten in het binnenste inzetstuk, die zijn ontworpen om de achterkant op zijn plaats te klikken.
Het apparaat heeft twee revisies ondergaan, ook eerder is in plaats van de TMP117-sensor een MAX44009-lichtsensor geïnstalleerd, die later werd vervangen door een temperatuursensor, beide sensoren hebben dezelfde body, maar verschillende pinnen op de pootjes, het kan zijn wees tevergeefs dat hij vervangen is, misschien is het de moeite waard om terug te keren.
Nu heb ik thuis 4 van dergelijke apparaten werken, twee daarvan zijn temperatuur- en vochtigheidssensoren met Si7021-sensoren (één op nRF52832, de tweede op nRF52811), één is een schoksensor geïmplementeerd op de LIS2DW12-versnellingsmeter (nRF52810) en een temperatuurcontrolesensor op de LMT01-sensor (nRF52810).
De draadloze sensor werkt op een CR2032-batterij, het verbruik in slaap is 1.8 μA voor nRF52810, nRF52811 en 3.7 μA voor nRF52832. Verbruik in gegevensoverdrachtmodus 8mA.
Ik denk dat de beschrijving van het gebruikte protocol en de ontwikkeling van software voor deze sensor voor verschillende gebruiksscenario's buiten het bestek van dit artikel valt.
Een test van de werking van de sensor met een smart home-systeem is te zien in de korte video hieronder.
Het project van deze sensor is open, je kunt alle materialen over het project op mijn krijgen .
Als je geïnteresseerd bent in alles wat met doe-het-zelf te maken heeft, je een doe-het-zelf-ontwikkelaar bent of gewoon aan de slag wilt, je geïnteresseerd bent in het gebruik van doe-het-zelf-apparaten, dan nodig ik iedereen uit die geïnteresseerd is in .
Aan iedereen die apparaten wil maken en wil beginnen met het bouwen van automatisering voor zijn huis, raad ik aan om kennis te maken met het eenvoudig te leren Mysensors-protocol - telegramchat
En voor degenen die op zoek zijn naar redelijk volwassen oplossingen voor domotica, nodig ik je uit voor een telegramchat . ()
Bedankt voor uw aandacht, het allerbeste!
Bron: www.habr.com