多点触控无线微型DIY传感器

正如维基百科所说,DIY 长期以来一直是一种亚文化。 在这篇文章中,我想谈谈我的小型无线多点触摸传感器的DIY项目,这将是我对这个亚文化的小小的贡献。

这个项目的故事是从身体开始的,听起来很愚蠢,但这就是这个项目的开始。 该机壳是在速卖通网站上购买的,值得注意的是,该机壳的塑料铸件质量非常好。 与卖方进行简短的通信后,通过邮件发送了图纸并开始了项目。

多点触控无线微型DIY传感器

图纸本身的测量非常糟糕,未来印刷电路板的边界、切口和技术孔的一半测量必须使用卡尺进行。 收到外壳的所有内部尺寸后,很明显无线电芯片必须直接在印刷电路板上“布线”,因为从印刷电路板顶部到外壳内表面的高度为1.8毫米,成品平均无线电模块的最小高度通常为2毫米(不含屏幕)。

多点触控无线微型DIY传感器
多点触控无线微型DIY传感器
多点触控无线微型DIY传感器
该传感器选择采用 QFN52 封装的 nRF48 SoC。 本例在nRF52系列中,Nordic有三种选择:nRF52810、nRF52811(new)、nRF52832。 芯片参数:64 MHz Cortex-M4、2.4 GHz 收发器、512/256 KB Flash、64/32 KB RAM(nRF52832)和 192 KB Flash、24 KB RAM(nRF52810、nRF52811)、多协议芯片、支持蓝牙低功耗、蓝牙mesh、ESB、ANT、nRF52811,除了上面的还有Zigbee和Thread,还有蓝牙测向。

多点触控无线微型DIY传感器
我决定让传感器本身具有多感官功能,以便它可以用于不同的任务。 因此,芯片的布局必须尽可能紧凑,同时考虑到元件的最小尺寸不应小于0603,以便可以手动焊接器件。 将芯片放置在板上后,我开始选择传感器。 选择时我关注的主要问题是传感器外壳的尺寸以及在家中使用最少的设备(烙铁和吹风机)焊接传感器的能力。

多点触控无线微型DIY传感器
传感器选用以下传感器:SHT20、SHt21、Si7020、Si7021、HTU21D(温湿度传感器),所有这些传感器具有相同的外壳和相同的引脚,HDC2080(温湿度传感器)也具有类似的外壳之前列出,但有额外的中断输出,更节能,BME280(温湿度压力传感器),LMT01(温度传感器),TMP117(高精度温度传感器),高能效,中断输出,设置温度上下限, LIS2DW12(加速度计)高能效,是其细分市场中最好的之一或 LIS2DH12。

多点触控无线微型DIY传感器
多点触控无线微型DIY传感器
另外,在传感器的第一个版本中,列表中有一个簧片开关,但在随后的修订中,它被排除在外,因为带有玻璃灯泡的 1.6 厘米簧片开关传感器没有足够的空间,我将几个当将成品板安装到外壳中时,这种传感器也由于方形外壳的类型及其较小的高度并不真正适合作为磁性打开和关闭传感器的设备。

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除了传感器之外,传感器上还有 2 个 LED,其中一个是 RGB 指示灯,位于传感器底部。 两个 SMD 按钮,一个用于重置,第二个“用户”用于实现一些传感器操作场景。 传感器主体由三部分组成:主体、带孔的内嵌件(用于固定电池并通过四个螺钉固定在主体上)以及卡入内嵌件上的孔的底盖。 还有 4 个模拟引脚、2 个数字引脚和另外两个引脚,可以是 NFC 天线或数字引脚、SWD 端口。

RGB LED 和按钮以这样的方式放置在 PCB 板上,当通过内部插件上的孔卸下底盖时,可以轻松访问它们,这些孔旨在将后盖卡入到位。

多点触控无线微型DIY传感器
该设备经历了两次改版,同样是早期,安装了MAX117光传感器代替TMP44009传感器,后来又换成了温度传感器,两个传感器具有相同的主体,但腿上的引脚不同,可能更换它是徒劳的,也许值得退货。

多点触控无线微型DIY传感器
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现在我家里有4个这样的设备,其中两个是带有Si7021传感器的温度和湿度传感器(一个在nRF52832上,第二个在nRF52811上),一个是在LIS2DW12加速度计(nRF52810)上实现的冲击传感器和一个温度控制传感器在 LMT01 传感器 (nRF52810) 上。

该无线传感器使用 CR2032 电池运行,nRF1.8、nRF52810 的睡眠功耗为 52811 μA,nRF3.7 的睡眠功耗为 52832 μA。 数据传输模式消耗8mA。

多点触控无线微型DIY传感器
多点触控无线微型DIY传感器
我认为针对不同使用场景的传感器所使用的协议的描述和软件的开发超出了本文的范围。

在下面的短视频中可以看到传感器在智能家居系统中的运行测试。


该传感器的项目是开放的,您可以在我的网站上获取该项目的所有资料 GitHub上.

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来源: habr.com

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