DIY, như Wikipedia nói, từ lâu đã là một nền văn hóa nhóm. Trong bài viết này, tôi muốn nói về dự án DIY của mình về một cảm biến cảm ứng đa điểm không dây nhỏ và đây sẽ là đóng góp nhỏ của tôi cho nền văn hóa nhóm này.
Câu chuyện của dự án này bắt đầu từ cơ thể, nghe có vẻ ngu ngốc nhưng đó là cách dự án này bắt đầu. Vỏ được mua trên trang web Aliexpress, cần lưu ý rằng chất lượng đúc nhựa của vỏ này là tuyệt vời. Sau một thời gian ngắn trao đổi với người bán, một bản vẽ đã được gửi qua thư và dự án bắt đầu.
Bản thân bản vẽ được đo rất kém và một nửa số phép đo ranh giới, vết cắt và lỗ công nghệ của bảng mạch in trong tương lai phải được thực hiện bằng thước cặp. Sau khi nhận được tất cả các kích thước bên trong của vỏ, rõ ràng là chip vô tuyến sẽ phải được “định tuyến” trực tiếp trên bảng mạch in, vì chiều cao từ mặt trên của bảng mạch in đến bề mặt bên trong của vỏ là 1.8 mm và chiều cao tối thiểu của mô-đun radio trung bình hoàn thiện thường là 2 mm (không có màn hình).
SoC nRF52 trong gói QFN48 đã được chọn cho cảm biến. Trong trường hợp này ở dòng nRF52, Nordic có ba tùy chọn: nRF52810, nRF52811(mới), nRF52832. Thông số chip: Cortex-M64 4 MHz, thu phát 2.4 GHz, Flash 512/256 KB, RAM 64/32 KB cho nRF52832 và 192 KB Flash, RAM 24 KB cho nRF52810, nRF52811, chip đa giao thức, hỗ trợ Bluetooth Low Energy, Bluetooth lưới, ESB, ANT và nRF52811, ngoài các tính năng trên, còn có Zigbee và Thread, cũng như Tìm hướng Bluetooth.
Tôi quyết định chế tạo cảm biến đa giác quan để có thể sử dụng nó cho nhiều tác vụ khác nhau. Vì lý do này, cách bố trí của chip phải nhỏ gọn nhất có thể, có tính đến kích thước tối thiểu của các thành phần không được nhỏ hơn 0603 để thiết bị có thể được hàn thủ công. Sau khi con chip được đặt lên bo mạch, tôi bắt đầu chọn cảm biến. Điều chính tôi tập trung vào khi lựa chọn là kích thước của vỏ cảm biến và khả năng hàn cảm biến tại nhà với một bộ thiết bị tối thiểu (hàn sắt và máy sấy tóc).
Các cảm biến sau được chọn cho cảm biến: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (cảm biến nhiệt độ và độ ẩm), tất cả các cảm biến này đều có cùng vỏ và cùng một chân, HDC2080 (cảm biến nhiệt độ và độ ẩm) cũng có vỏ tương tự như trước khi được liệt kê, nhưng có đầu ra ngắt bổ sung, tiết kiệm năng lượng hơn, BME280 (cảm biến nhiệt độ, độ ẩm và áp suất), LMT01 (cảm biến nhiệt độ), TMP117 (cảm biến nhiệt độ chính xác cao), hiệu suất năng lượng cao, đầu ra ngắt, cài đặt nhiệt độ trên và dưới giới hạn, hiệu suất năng lượng cao LIS2DW12(gia tốc kế), một trong những sản phẩm tốt nhất trong phân khúc của nó hoặc LIS2DH12.
Ngoài ra, trong phiên bản đầu tiên của cảm biến, có một công tắc sậy trong danh sách, nhưng trong các phiên bản tiếp theo, nó đã bị loại trừ, vì cảm biến công tắc sậy 1.6 cm với bóng đèn thủy tinh không có đủ không gian và tôi đã chia đôi Những cảm biến như vậy khi lắp bo mạch hoàn thiện vào vỏ, cũng là do hình vuông. Loại vỏ và chiều cao nhỏ của nó không thực sự phù hợp với thiết bị làm cảm biến đóng mở từ tính.
Ngoài các cảm biến, trên cảm biến còn có 2 đèn LED, một trong số đó là RGB nằm ở mặt dưới của cảm biến. Hai nút SMD, một nút được kết nối để đặt lại, “người dùng” thứ hai để thực hiện một số tình huống vận hành cảm biến. Thân cảm biến bao gồm ba phần: thân chính, một miếng đệm bên trong có lỗ để giữ pin và được gắn vào thân chính bằng bốn ốc vít, và một nắp phía dưới gắn vào các lỗ trên miếng đệm bên trong. Ngoài ra còn có 4 chân analog, 2 chân digital và XNUMX chân nữa có thể là ăng-ten NFC hoặc chân digital, cổng SWD.
Đèn LED RGB và các nút được đặt trên bo mạch PCB sao cho có thể dễ dàng tiếp cận khi tháo nắp dưới thông qua các lỗ trên tấm chèn bên trong, được thiết kế để gắn nắp mặt sau vào đúng vị trí.
Máy đã trải qua hai lần chỉnh sửa, cũng trước đó, thay cho cảm biến TMP117 là cảm biến ánh sáng MAX44009, sau này được thay thế bằng cảm biến nhiệt độ, cả hai cảm biến đều có thân giống nhau nhưng chân khác nhau ở chân, có thể vô ích vì nó đã được thay thế, có lẽ nó đáng để trả lại.
Bây giờ tôi có 4 thiết bị như vậy làm việc tại nhà, hai trong số đó là cảm biến nhiệt độ và độ ẩm với cảm biến Si7021 (một trên nRF52832, thiết bị thứ hai trên nRF52811), một là cảm biến sốc được triển khai trên gia tốc kế LIS2DW12 (nRF52810) và một cảm biến điều khiển nhiệt độ trên cảm biến LMT01 (nRF52810 ).
Cảm biến không dây chạy bằng pin CR2032, mức tiêu thụ khi ngủ là 1.8 μA đối với nRF52810, nRF52811 và 3.7 μA đối với nRF52832. Tiêu thụ ở chế độ truyền dữ liệu 8mA.
Tôi nghĩ rằng mô tả về giao thức được sử dụng và việc phát triển phần mềm cho cảm biến này cho các tình huống sử dụng khác nhau nằm ngoài phạm vi của bài viết này.
Bạn có thể xem thử nghiệm hoạt động của cảm biến với hệ thống nhà thông minh trong đoạn video ngắn bên dưới.
Dự án của cảm biến này đang mở, bạn có thể lấy tất cả tài liệu về dự án trên trang của tôi .
Nếu bạn quan tâm đến mọi thứ liên quan đến DIY, bạn là nhà phát triển DIY hoặc chỉ muốn bắt đầu, bạn quan tâm đến việc sử dụng các thiết bị DIY, tôi mời mọi người quan tâm đến .
Đối với tất cả những ai muốn chế tạo thiết bị, bắt đầu xây dựng hệ thống tự động hóa cho ngôi nhà của mình, tôi khuyên bạn nên làm quen với giao thức Mysensors dễ học - trò chuyện qua điện tín
Và đối với những người đang tìm kiếm các giải pháp khá hoàn thiện cho tự động hóa ngôi nhà, tôi mời bạn trò chuyện qua điện tín . ()
Cảm ơn bạn đã quan tâm, chúc mọi điều tốt lành!
Nguồn: www.habr.com