เซ็นเซอร์ไมโคร DIY ไร้สายหลายเซ็นเซอร์

DIY ตามที่ Wikipedia กล่าวว่าเป็นวัฒนธรรมย่อยมานานแล้ว ในบทความนี้ ฉันต้องการพูดคุยเกี่ยวกับโครงการ DIY ของฉันเกี่ยวกับเซ็นเซอร์หลายตัวแบบไร้สายขนาดเล็ก และนี่จะเป็นส่วนสนับสนุนเล็กๆ น้อยๆ ของฉันต่อวัฒนธรรมย่อยนี้

ประวัติของโครงการนี้เริ่มต้นด้วยตัวเรือ ฟังดูงี่เง่า แต่นั่นคือจุดเริ่มต้นของโครงการนี้ เคสนี้ซื้อบนเว็บไซต์ Aliexpress ควรสังเกตว่าคุณภาพของการหล่อพลาสติกของเคสนี้ยอดเยี่ยม หลังจากติดต่อกับผู้ขายได้ไม่นาน ภาพวาดก็ถูกส่งไปที่ทำการไปรษณีย์และโครงการนี้ก็เริ่มขึ้น

ภาพวาดนั้นวัดได้ไม่ดีนัก และครึ่งหนึ่งของการวัดขอบ ช่องเจาะ และรูเทคโนโลยีของแผงวงจรพิมพ์ในอนาคตต้องใช้คาลิปเปอร์ เมื่อได้รับขนาดภายในทั้งหมดของเคสแล้ว เห็นได้ชัดว่าชิปวิทยุจะต้อง "ผสมพันธุ์" โดยตรงบนแผงวงจรพิมพ์ เนื่องจากความสูงจากด้านบนของแผงวงจรพิมพ์ถึงพื้นผิวด้านในของเคสคือ 1.8 มม. และความสูงต่ำสุดของโมดูลวิทยุเฉลี่ยสำเร็จรูปโดยทั่วไปคือ 2 มม. (ไม่มีหน้าจอ)

เลือก SoC nRF52 ในแพ็คเกจ QFN48 สำหรับเซ็นเซอร์ ในกรณีนี้ในซีรีส์ nRF52 นอร์ดิกมีสามตัวเลือก: nRF52810, nRF52811(ใหม่), nRF52832 พารามิเตอร์ชิป: 64 MHz Cortex-M4, ตัวรับส่งสัญญาณ 2.4 GHz, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM สำหรับ nRF52832 และ 192 KB Flash, 24 KB RAM สำหรับ nRF52810, nRF52811, ชิปหลายโปรโตคอล, รองรับ Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, ESB, ANT และ nRF52811 นอกเหนือจากข้างต้น Zigbee และ Thread รวมถึงการค้นหาทิศทาง Bluetooth

ฉันตัดสินใจสร้างเซ็นเซอร์เองแบบหลายเซ็นเซอร์เพื่อให้สามารถใช้งานที่แตกต่างกันได้ ด้วยเหตุนี้เค้าโครงชิปจึงต้องทำให้กะทัดรัดที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้โดยคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าขนาดขั้นต่ำของส่วนประกอบไม่ควรน้อยกว่า 0603 เพื่อให้สามารถบัดกรีอุปกรณ์ด้วยมือได้ หลังจากแยกชิปบนกระดานแล้ว ฉันก็เริ่มเลือกเซ็นเซอร์ สิ่งสำคัญที่ฉันได้รับคำแนะนำเมื่อเลือกคือขนาดของตัวเซ็นเซอร์และความเป็นไปได้ในการบัดกรีเซ็นเซอร์ที่บ้านด้วยชุดอุปกรณ์ขั้นต่ำ (หัวแร้งและไดร์เป่าผม)

เซ็นเซอร์ต่อไปนี้ถูกเลือกสำหรับเซ็นเซอร์: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น) เซ็นเซอร์ทั้งหมดเหล่านี้มีตัวเดียวกันและพินของขาเดียวกัน HDC2080 (เซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้น) ยังมี ตัวเครื่องเหมือนกับรายการก่อนหน้า แต่มีเอาต์พุตขัดจังหวะเพิ่มเติม ประหยัดพลังงานมากขึ้น BME280 (เซ็นเซอร์อุณหภูมิ ความชื้น และความดัน), LMT01 (เซ็นเซอร์อุณหภูมิ), TMP117 (เซ็นเซอร์อุณหภูมิความแม่นยำสูง) ประสิทธิภาพพลังงานสูง เอาต์พุตขัดจังหวะ ด้านบนและ การตั้งค่าขีดจำกัดอุณหภูมิที่ต่ำกว่า LIS2DW12 (ตัววัดความเร่ง) ประสิทธิภาพการใช้พลังงานสูง ซึ่งเป็นหนึ่งใน LIS2DH12 ที่ดีที่สุดในกลุ่ม

นอกจากนี้ในรุ่นแรกของเซ็นเซอร์ยังมีสวิตช์กกในรายการ แต่ในการแก้ไขครั้งต่อๆ ไป มันถูกแยกออก เนื่องจากมีพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับเซ็นเซอร์กกขนาด 1.6 ซม. พร้อมกระเปาะแก้ว และฉันแยกเซ็นเซอร์ดังกล่าวสองสามตัว ด้วยการติดตั้งบอร์ดสำเร็จรูปในเคส อีกทั้งเนื่องจากเคสเป็นทรงสี่เหลี่ยมและความสูงเพียงเล็กน้อย อุปกรณ์นี้จึงไม่เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับบทบาทของเซ็นเซอร์เปิดและปิดแม่เหล็ก

นอกจากเซ็นเซอร์แล้ว ยังมีไฟ LED 2 ดวงบนเซ็นเซอร์ โดยหนึ่งในนั้นเป็น RGB ซึ่งอยู่ที่ด้านล่างของเซ็นเซอร์ ปุ่ม smd สองปุ่ม ปุ่มหนึ่งเชื่อมต่อเพื่อรีเซ็ต ปุ่มที่สอง "กำหนดเอง" สำหรับใช้งานบางสถานการณ์สำหรับเซ็นเซอร์ ตัวเซนเซอร์ประกอบด้วยสามส่วน ตัวเครื่องหลัก เม็ดมีดด้านในที่มีรูสำหรับใส่แบตเตอรี่และยึดเข้ากับตัวเครื่องหลักด้วยสกรูสี่ตัว และฝาปิดด้านล่างที่ล็อคเข้ากับรูที่เม็ดมีดด้านใน นอกจากนี้ยังมี 4 พินอะนาล็อก 2 พินดิจิทัล และอีก XNUMX พินที่สามารถเป็นเสาอากาศ NFC หรือพินดิจิทัล พอร์ต SWD

ไฟ LED RGB และปุ่มต่าง ๆ ถูกวางไว้บนบอร์ด PCB ในลักษณะที่สามารถเปิดได้เมื่อถอดฝาครอบด้านล่างออกผ่านรูในเม็ดมีดด้านใน ซึ่งออกแบบมาเพื่อล็อคฝาหลังให้เข้าที่

อุปกรณ์ผ่านการแก้ไขสองครั้ง ก่อนหน้านี้ แทนที่เซ็นเซอร์ TMP117 มีการติดตั้งเซ็นเซอร์วัดแสง MAX44009 ซึ่งต่อมาถูกแทนที่ด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิ เซ็นเซอร์ทั้งสองมีตัวเดียวกัน แต่หมุดที่ขาต่างกัน อาจเป็นได้ เปล่าประโยชน์ที่ถูกแทนที่ มันอาจจะคุ้มค่าที่จะคืน

ตอนนี้ฉันมีอุปกรณ์ดังกล่าว 4 ชิ้นที่ทำงานที่บ้าน 7021 ชิ้นเป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิและความชื้นพร้อมเซ็นเซอร์ Si52832 (อุปกรณ์หนึ่งบน nRF52811 อุปกรณ์ที่สองบน nRF2) อุปกรณ์หนึ่งคือเซ็นเซอร์วัดการสั่นสะเทือนที่ติดตั้งบนมาตรวัดความเร่ง LIS12DW52810 (nRF01) และเซ็นเซอร์ควบคุมอุณหภูมิ บนเซ็นเซอร์ LMT52810 (nRFXNUMX )

เซ็นเซอร์ไร้สายใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ cr2032 ปริมาณการใช้สลีปคือ 1.8uA สำหรับ nRF52810, nRF52811 และ 3.7uA สำหรับ nRF52832 การบริโภคในโหมดการถ่ายโอนข้อมูล 8mA

คำอธิบายของโปรโตคอลที่ใช้ การพัฒนาซอฟต์แวร์สำหรับเซ็นเซอร์นี้สำหรับกรณีการใช้งานที่แตกต่างกัน ฉันคิดว่าอยู่นอกเหนือขอบเขตของบทความนี้

การทดสอบเซ็นเซอร์กับระบบบ้านอัจฉริยะสามารถดูได้ในวิดีโอสั้น ๆ ด้านล่าง

โครงการของเซ็นเซอร์นี้เปิดอยู่ คุณสามารถรับวัสดุทั้งหมดในโครงการของฉัน GitHub.

หากคุณสนใจในทุกสิ่งที่เกี่ยวข้องกับ DIY คุณเป็นนักพัฒนา DIY หรือเพียงแค่ต้องการเริ่มต้น คุณสนใจที่จะใช้อุปกรณ์ DIY ฉันขอเชิญทุกคนที่สนใจ โทรเลขแชท – DIYDEV.

สำหรับทุกคนที่ต้องการสร้างอุปกรณ์ เริ่มสร้างระบบอัตโนมัติในบ้านของพวกเขา ฉันขอแนะนำให้ทำความคุ้นเคยกับโปรโตคอล Mysensors ที่เรียนรู้ง่าย - แชททางโทรเลข MySensor

และสำหรับผู้ที่กำลังมองหาโซลูชันที่สมบูรณ์เพียงพอสำหรับระบบอัตโนมัติในบ้าน ฉันขอเชิญคุณเข้าร่วมการสนทนาทางโทรเลข เปิดกระทู้. (เธรดคืออะไร?)

ขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ ดีที่สุด!

ที่มา: will.com