DIY, zoals Wikipedia aangeeft, is al een tijdje een subcultuur. In dit artikel wil ik mijn DIY-project van een kleine draadloze multisensor sensor delen, en dit zal mijn bescheiden bijdrage aan deze subcultuur zijn.
Het verhaal van dit project begon met de behuizing; het klinkt misschien vreemd, maar zo is dit project gestart. De behuizing werd gekocht op AliExpress. Het moet worden opgemerkt dat de kwaliteit van de plastic gietvorm van deze behuizing uitstekend is. Na een korte correspondentie met de verkoper werd er een tekening per e-mail verzonden en begon dit project.
De tekening zelf was erg slecht gemeten en voor de afmetingen van de randen, uitsparingen en technologische gaten van de toekomstige printplaat moest ik de helft van de metingen met een schuifmaat doen. Nadat ik alle interne afmetingen van de behuizing had gekregen, werd het duidelijk dat de radiochip rechtstreeks op de printplaat moest worden aangebracht, omdat de hoogte van de bovenkant van de printplaat tot het interne oppervlak van de behuizing 1,8 mm was, terwijl de minimale hoogte van een gemiddelde radio-module meestal 2 mm is (zonder scherm).
Voor de sensor werd de SoC nRF52 in QFN48-behuizing gekozen. In deze behuizing zijn er in de nRF52-serie drie versies van Nordic: nRF52810, nRF52811 (nieuw) en nRF52832. De specificaties van de chips zijn: 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 en nRF52811. De chips zijn multi-protocol; ze ondersteunen Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, ESB, ANT, en nRF52811 ondersteunt daarnaast ook Zigbee en Thread, evenals Bluetooth Direction Finding.
Ik besloot de sensor multi-sensorisch te maken, zodat deze voor verschillende taken kan worden gebruikt. De bedrading van de chip moest om deze reden zo compact mogelijk worden gemaakt, met inachtneming van 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 de printplaat was aangesloten, ging ik aan de slag met het selecteren van de sensoren. Waar ik me vooral op richtte bij de selectie, waren de afmetingen van de behuizing van de sensor en de mogelijkheid om de sensor thuis te solderen met een minimale set aan apparatuur (soldeerbout en fohn).
Voor de sensor zijn de volgende sensoren gekozen: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (temperatuur- en vochtigheidssensor); al deze sensoren hebben hetzelfde huis en dezelfde pinuitgangen. HDC2080 (temperatuur- en vochtigheidssensor) heeft ook een vergelijkbaar huis als de eerder genoemde, maar heeft een extra onderbrekingsuitgang en is energiezuiniger. BME280 (temperatuur-, vochtigheids- en druksensor), LMT01 (temperatuursensor), TMP117 (hoogwaardige temperatuursensor), hoge energie-efficiëntie, onderbrekingsuitgang, instelling van boven- en ondergrenzen voor temperatuur, LIS2DW12 (versnellingsmeter) hoge energie-efficiëntie, een van de beste in zijn segment, of LIS2DH12.
In de eerste versie van de sensor stond ook een reedcontact vermeld, maar in de latere revisies werd deze weggelaten, omdat de reedcontactsensor met een grootte van 1,6 cm met glazen buis niet genoeg ruimte had. Ik heb een paar van deze sensoren gebroken bij het installeren van de kant-en-klare printplaat in de behuizing. Ook paste het apparaat niet goed als magnetische sensor voor het openen en sluiten vanwege de vierkante vorm van de behuizing en de geringe hoogte.
Naast de sensoren zijn er op de sensor 2 LEDs geplaatst, waarvan één RGB op de onderkant van de sensor is geplaatst. Twee SMD-knoppen; de ene is verbonden met reset, de andere is 'gebruikerspecifiek' voor de uitvoering van bepaalde werkscenario's van de sensor. De behuizing van de sensor bestaat uit drie delen: de hoofbehuizing, een interne inzet met een opening voor de batterij, die met vier schroeven aan de hoofbehuizing is bevestigd, en een onderste deksel dat in gaten op de interne inzet klikt. Er zijn ook 4 analoge pinnen, 2 digitale pinnen en nog eens twee pinnen die ofwel een NFC-antenne of digitale pinnen kunnen zijn, SWD-poort.
De RGB LED en knoppen zijn op de PCB geplaatst zodat ze toegankelijk zijn wanneer de onderkantdeksel is verwijderd, via openingen in de interne inzet die bedoeld zijn voor het vastklikken van de achterste deksel.
Het apparaat heeft twee revisies doorstaan; eerder was er op de plaats van de sensor TMP117 een lichtsensor MAX44009 geïnstalleerd, die later is vervangen door een temperatuursensor. Beide sensoren hebben hetzelfde huis, maar verschillende pinuitgangen; misschien was het niet nodig om te vervangen, mogelijk is het de moeite waard om terug te keren.
Momenteel heb ik thuis 4 van deze apparaten in werking, twee daarvan zijn temperatuur- en vochtigheidssensoren met Si7021-sensoren (een op nRF52832, de andere op nRF52811), één is een schoksensor die is gerealiseerd met de LIS2DW12-versnellingsmeter (nRF52810) en een temperatuursensor op de LMT01-sensor (nRF52810).
De draadloze sensor werkt op een cr2032-batterij, het energieverbruik in de slaapstand bedraagt 1,8 μA voor nRF52810, nRF52811 en 3,7 μA voor nRF52832. Het energieverbruik in de dataservicemode is 8 mA.
De beschrijving van het gebruikte protocol en de ontwikkeling van software voor deze sensor voor verschillende gebruiksscenario's overschrijdt denk ik de reikwijdte van dit artikel.
Een test van de werking van de sensor met het slimme huissysteem kunt u bekijken in de onderstaande korte video.
Het project van deze sensor is open source, al het materiaal over het project kunt u vinden op mijn .
Als je geïnteresseerd bent in alles wat met DIY te maken heeft, ben je een DIY-ontwikkelaar of wil je gewoon beginnen, als je geïnteresseerd bent in het gebruik van DIY-apparaten, nodig ik iedereen die geïnteresseerd is uit in de .
Aan iedereen die apparaten wil maken en begint met het automatiseren van zijn huis, bied ik de kennismaking met het eenvoudig te begrijpen protocol MySensors aan — Telegram-chat
En voor degenen die op zoek zijn naar volwassen oplossingen voor thuisautomatisering nodig ik u uit in de Telegram-chat . ()
Bedankt voor uw aandacht, iedereen het beste!
Bron: habr.com
