DIY, ako hovorí Wikipedia, je už dlho subkultúrou. V tomto článku chcem hovoriť o mojom vlastnom projekte malého bezdrôtového multisenzorového senzora a toto bude môj malý príspevok do tejto subkultúry.
História tohto projektu začala trupom, znie to hlúpo, ale tak tento projekt začal. Puzdro bolo zakúpené na stránke Aliexpress, treba poznamenať, že kvalita plastového odliatku tohto puzdra je vynikajúca. Po krátkej korešpondencii s predajcom bol na poštu zaslaný výkres a tento projekt sa začal.
Samotný výkres bol veľmi zle meraný a polovicu meraní pre okraje, výrezy a technologické otvory budúcej dosky plošných spojov bolo potrebné vykonať pomocou posuvného meradla. Po obdržaní všetkých vnútorných rozmerov puzdra bolo jasné, že rádiový čip bude musieť byť „chovaný“ priamo na doske s plošnými spojmi, pretože výška od vrchu dosky s plošnými spojmi po vnútorný povrch puzdra bola 1.8 mm a minimálna výška hotového priemerného rádiového modulu je zvyčajne 2 mm (bez obrazovky).
Pre senzor bol zvolený SoC nRF52 v balení QFN48. V tomto prípade v sérii nRF52 má Nordic tri možnosti: nRF52810, nRF52811 (nové), nRF52832. Parametre čipu: 64 MHz Cortex-M4, 2.4 GHz transceiver, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM pre nRF52832 a 192 KB Flash, 24 KB RAM pre nRF52810, nRF52811, multiprotocol Low Energy, Bluetooth me, podpora Bluetooth me ESB, ANT a nRF52811, okrem vyššie uvedených, Zigbee a Thread, ako aj Bluetooth Direction Finding.
Samotný senzor som sa rozhodol vyrobiť multisenzorový, aby sa dal použiť na rôzne úlohy. Z tohto dôvodu bolo potrebné urobiť rozloženie čipu čo najkompaktnejšie, berúc do úvahy skutočnosť, že minimálne rozmery komponentov by nemali byť menšie ako 0603, aby bolo možné zariadenie spájkovať ručne. Po rozvode čipu na doske som začal s výberom snímačov. Pri výbere som sa riadil hlavne rozmermi tela snímača a možnosťou spájkovania snímača doma s minimálnou výbavou (spájkovačka a fén).
Pre senzor boli vybrané tieto senzory: SHT20,SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (snímač teploty a vlhkosti), všetky tieto senzory majú rovnaké telo a rovnaké piny nožičiek, HDC2080 (snímač teploty a vlhkosti) má aj tzv. rovnaké telo ako vyššie uvedené, ale má dodatočný prerušovací výstup, energeticky efektívnejší, BME280 (snímač teploty, vlhkosti a tlaku), LMT01 (snímač teploty), TMP117 (vysoko presný snímač teploty), vysoká energetická účinnosť, výstup prerušenia, horný a nastavenie spodného teplotného limitu, LIS2DW12(akcelerometer) vysoká energetická účinnosť, jeden z najlepších vo svojom segmente alebo LIS2DH12.
Aj v prvej verzii snímača bol v zozname jazýčkový spínač, ale v ďalších revíziách bol vylúčený, pretože nebolo dosť miesta pre 1.6 cm jazýčkový snímač so sklenenou žiarovkou a niekoľko takýchto snímačov som rozdelil inštaláciou hotovej dosky do puzdra, aj kvôli hranatému typu puzdra a jeho malej výške, sa zariadenie príliš nehodilo na úlohu magnetického snímača otvárania a zatvárania.
Okrem senzorov sú na senzore 2 LED diódy, jedna z nich je rgb umiestnená na spodnej strane senzora. Dve smd tlačidlá, jedno pripojené na reset, druhé "vlastné" na implementáciu niektorých scenárov pre senzor. Telo snímača sa skladá z troch častí, hlavného tela, vnútornej vložky s otvorom, ktorý drží batériu a je pripevnený k hlavnému telu pomocou štyroch skrutiek, a spodného krytu, ktorý sa zacvakáva do otvorov na vnútornej vložke. K dispozícii sú tiež 4 analógové kolíky, 2 digitálne kolíky a tiež dva ďalšie kolíky, ktoré môžu byť NFC anténou alebo digitálnymi kolíkmi, port SWD.
Rgb LED a tlačidlá sú umiestnené na doske plošných spojov tak, aby mali otvorený prístup po odstránení spodného krytu cez otvory vo vnútornej vložke, ktoré sú určené na zaklapnutie zadného krytu na miesto.
Zariadenie prežilo dve revízie, aj skôr, na miesto snímača TMP117 bol osadený svetelný snímač MAX44009, ktorý bol neskôr nahradený snímačom teploty, oba snímače majú rovnaké telo, ale rozdielne kolíky na nožičkách, môže byť v márne, že bol vymenený, možno sa oplatí vrátiť.
Teraz mám doma 4 takéto zariadenia, dva z nich sú snímače teploty a vlhkosti so snímačmi Si7021 (jeden na nRF52832, druhý na nRF52811), jeden je otrasový snímač implementovaný na akcelerometri LIS2DW12 (nRF52810) a snímač kontroly teploty na senzore LMT01 (nRF52810).
Bezdrôtový senzor je napájaný batériou cr2032, spotreba pri spánku je 1.8uA pre nRF52810, nRF52811 a 3.7uA pre nRF52832. Spotreba v režime prenosu dát 8mA.
Popis použitého protokolu, vývoj softvéru pre tento senzor pre rôzne prípady použitia myslím presahuje rámec tohto článku.
Test senzora so systémom inteligentnej domácnosti si môžete pozrieť v krátkom videu nižšie.
Projekt tohto senzora je otvorený, všetky materiály k projektu nájdete na mojom .
Ak vás zaujíma všetko okolo DIY, ste DIY vývojár alebo len chcete začať, máte záujem používať DIY zariadenia, pozývam všetkých záujemcov o .
Pre každého, kto chce vyrábať zariadenia, začať budovať automatizáciu svojho domova, navrhujem zoznámiť sa s ľahko naučiteľným protokolom Mysensors - telegram chat
A pre tých, ktorí hľadajú dostatočne vyspelé riešenia pre domácu automatizáciu, vás pozývam na telegramový rozhovor , ()
Ďakujem za pozornosť, všetko najlepšie!
Zdroj: hab.com