多傳感器無線微型DIY傳感器

正如維基百科所說,DIY 長期以來一直是一種次文化。 在這篇文章中,我想談談我的小型無線多點觸控感測器的DIY項目,這將是我對這個次文化的小小的貢獻。

這個計畫的故事是從身體開始的,聽起來很愚蠢,但這就是這個計畫的開始。 該機殼是在速賣通網站上購買的,值得注意的是,該機殼的塑膠鑄件品質非常好。 與賣方進行簡短的通信後,透過郵件發送了圖紙並開始了專案。

多傳感器無線微型DIY傳感器

圖紙本身的測量非常糟糕,未來印刷電路板的邊界、切口和技術孔的一半測量必須使用卡尺進行。 收到外殼的所有內部尺寸後,很明顯無線電晶片必須直接在印刷電路板上“佈線”,因為從印刷電路板頂部到外殼內表面的高度為1.8毫米,成品平均無線電模組的最小高度通常為2毫米(不含螢幕)。

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此感測器選擇採用 QFN52 封裝的 nRF48 SoC。 本例在nRF52系列中,Nordic有三種選擇:nRF52810、nRF52811(new)、nRF52832。 晶片參數:64 MHz Cortex-M4、2.4 GHz 收發器、512/256 KB Flash、64/32 KB RAM(nRF52832)和192 KB Flash、24 KB RAM(nRF52810、nRF52811)、多功協定、支援藍牙低功晶片耗、藍牙mesh、ESB、ANT、nRF52811,除了上面的還有Zigbee和Thread,還有藍牙測向。

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我決定讓感測器本身俱有多感官功能,以便它可以用於不同的任務。 因此,晶片的佈局必須盡可能緊湊,同時考慮到元件的最小尺寸不得小於0603,以便手動焊接裝置。 將晶片放置在板上後,我開始選擇感測器。 選擇時我關注的主要問題是感測器外殼的尺寸以及在家中使用最少的設備(烙鐵和吹風機)焊接感測器的能力。

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感測器選用以下感測器:SHT20、SHt21、Si7020、Si7021、HTU21D(溫濕度感測器),所有這些感測器具有相同的外殼和相同的引腳,HDC2080(溫濕度感測器)也具有類似的外殼之前上市,但多了一個中斷輸出,更節能,BME280(溫濕度壓力感測器)、LMT01(溫度感測器)、TMP117(高精度溫度感測器),能效高,中斷輸出,設定上下溫度限制,LIS2DW12(加速度計)高能源效率,是其細分市場中最好的之一或LIS2DH12。

多傳感器無線微型DIY傳感器
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另外,在感測器的第一個版本中,清單中有一個簧片開關,但在隨後的修訂中,它被排除在外,因為帶有玻璃燈泡的1.6 厘米簧片開關感測器沒有足夠的空間,我將幾個當將成品板安裝到外殼中時,這種感測器也由於方形外殼的類型及其較小的高度並不真正適合作為磁性打開和關閉感測器的設備。

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除了感應器之外,感應器上還有 2 個 LED,其中一個是 RGB 指示燈,位於感應器底部。 兩個 SMD 按鈕,一個用於重置,第二個「使用者」用於實現一些感測器操作場景。 感測器主體由三個部分組成:主體、帶孔的內嵌件(用於固定電池並透過四個螺絲固定在主體上)以及卡入內嵌件上的孔的底蓋。 還有 4 個類比引腳、2 個數位引腳和另外兩個引腳,可以是 NFC 天線或數位引腳、SWD 連接埠。

RGB LED 和按鈕以這樣的方式放置在 PCB 板上,當透過內部插件上的孔卸下底蓋時,可以輕鬆存取它們,這些孔旨在將後蓋卡入到位。

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該設備經歷了兩次改版,同樣是早期,安裝了MAX117光傳感器代替TMP44009傳感器,後來又換成了溫度傳感器,兩個傳感器具有相同的主體,但腿上的引腳不同,可能更換它是徒勞的,也許值得退貨。

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現在我家裡有4個這樣的設備,其中兩個是帶有Si7021感測器的溫度和濕度感測器(一個在nRF52832上,第二個在nRF52811上),一個是在LIS2DW12加速度計(nRF52810)上實現的衝擊感測器和一個溫度控制感測器在 LMT01 感測器 (nRF52810) 上。

此無線感測器使用 CR2032 電池運行,nRF1.8、nRF52810 的睡眠功耗為 52811 μA,nRF3.7 的睡眠功耗為 52832 μA。 資料傳輸模式消耗8mA。

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我認為不同使用場景的感測器所使用的協議的描述和軟體的開發超出了本文的範圍。

在下面的短影片中可以看到感測器在智慧家庭系統中的運行測試。


該感測器的項目是開放的,您可以在我的網站上獲取該項目的所有資料 GitHub上.

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來源: www.habr.com

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