DIY, як каже Вікіпедія, це вже давно субкультура. У цій статті хочу розповісти про свій diy проект невеликого бездротового мультисенсорного датчика, і це буде моїм невеликим внеском у цю субкультуру.
Історія цього проекту почалася з корпусу, це звучить по-дурному, але саме так цей проект і почався. Корпус був куплений на сайті Аліекспрес, треба відзначити, що якість виливки пластику у цього корпусу відмінна. Після недовгого листування з продавцем на пошту було вислано креслення і цей проект розпочався.
Саме креслення було дуже погано образеним і половину вимірів для кордонів, вирізів та технологічних отворів майбутньої друкованої плати довелося робити за допомогою штангенциркуля. Отримавши всі внутрішні розміри корпусу, стало зрозуміло, що радіо чіп доведеться «розводити» безпосередньо на друкованій платі, так як висота від верху друкованої плати до внутрішньої поверхні корпусу становила 1.8 мм, а мінімальна висота готового середньостатистичного радіо модуля зазвичай становить 2 мм (без екрана).
Для датчика було обрано SoC nRF52 у корпусі QFN48. У цьому корпусі в серії nRF52 у Nordic є три варіанти: nRF52810, nRF52811(нове), nRF52832. Параметри чіпів: 64 MHz Cortex-M4, 2.4 GHz transceiver, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM у nRF52832 і 192 KB Flash, 24 KB RAM у nRF52810, nRF52811, Bluetooth ESB, ANT, а nRF52811 крім перерахованого ще й Zigbee і Thread, а також Bluetooth Direction Finding.
Сам датчик вирішив робити мультисенсорним, щоб його можна було використовувати під різні завдання. Розведення чіпа з цієї причини потрібно було зробити якомога компактніше, з урахуванням того що мінімальні розміри компонентів не повинні бути менше 0603, щоб пристрій можна було спаяти вручну. Після того, як чіп був розведений на платі, зайнявся підбором сенсорів. Основне на що орієнтувався при підборі це розміри корпусу сенсора та можливість паяння сенсора в домашніх умовах з мінімальним набором обладнання (паяльник та фен).
Для датчика були обрані наступні сенсори: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (сенсор температури та вологості), всі ці сенсори мають один корпус і однакові висновки ніжок, HDC2080 (сенсор температури та вологості) так само має аналогічний корпус, як і раніше перераховані, але має додатковий вихід переривання, більш енергоефективний, BME280(сенсор температури, вологості та тиску), LMT01(сенсор температури), TMP117(високотковий сенсор температури), висока енергоефективність, вихід переривання, встановлення верхніх і нижніх меж температур, LIS2DW12( ) висока енергоефективність, один з найкращих у своєму сегменті або LIS2DH12.
Так само в першій версії датчика в списку був геркон, але в наступних ревізіях був виключений, тому що герконовому датчику розміром 1.6 см зі скляною колбою не вистачало місця, і пару таких датчиків я розколов встановлюючи готову плату в корпус, так само через квадратний виду корпусу та його невеликої висоти пристрій не дуже підходив на роль магнітного датчика відкриття та закриття.
Крім сенсорів на датчику розміщено 2 світлодіоди, один з них rgb розміщений на нижній стороні датчика. Дві smd кнопки, одна підключена до reset, друга «користувацька» для реалізації якихось сценаріїв роботи датчика. Корпус датчика складається з трьох частин, основний корпус, внутрішня вставка з отвором, що утримує батарейку і кріпиться до основного корпусу чотирма гвинтами, і нижньою кришкою, яка засувається в отвори на внутрішній вставці. Так само виведені 4 аналогові піни, 2 цифрові і так само ще два піни які можуть бути NFC антеною або цифровими пінами, порт SWD.
Rgb світлодіод та кнопки розміщені на pcb платі таким чином, що до них є відкритий доступ при знятій нижній кришці через отвори у внутрішній вставці, які призначені для замикання задньої кришки.
Пристрій пережив дві ревізії, так само раніше на місці сенсора TMP117 був встановлений сенсор освітленості MAX44009, який пізніше був замінений сенсором температури, обидва сенсори мають однаковий корпус, але різні висновки на ніжках, можливо і даремно що був замінений, можливо варто повернути.
Зараз у мене вдома працюють 4 таких пристрої, два з них це датчики температури та вологості з сенсорами Si7021(один на nRF52832, другий на nRF52811), один це датчик удару реалізований на акселерометрі LIS2DW12(nRF52810) та датчик контролю температури на сенсорі LMT01 ).
Бездротовий датчик працює на батареї cr2032, споживання уві сні становить 1.8мкА для nRF52810, nRF52811 та 3.7мкА для nRF52832. Споживання в режимі передачі 8мА.
Опис використовуваного протоколу, розробки софта для цього датчика під різні сценарії використання думаю виходить за рамки цієї статті.
Тест роботи датчика із системою розумного будинку можна переглянути в невеликому відеоролику нижче.
Проект даного датчика є відкритим, всі матеріали за проектом ви можете отримати на моєму .
Якщо вам цікаво все що пов'язано з DIY, ви є DIY розробником або хочете тільки почати, вам цікаво використання DIY девайсів запрошую всіх зацікавлених в .
Всім, хто хоче робити пристрої, почати будувати автоматизацію свого будинку, я пропоную познайомитись із простим у освоєнні протоколом Mysensors – телеграм-чат
А тим, хто шукає досить дорослі рішення для домашньої автоматизації, запрошую в телеграм-чат. . ()
Дякую за увагу, всім добра!
Джерело: habr.com