DIY domuzīme lietu internetam: 6 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Hei veidotāji, tas ir veidotājs moekoe!

Šajā pamācībā es vēlos jums parādīt, kā savās mājās nodrošināt lielāku komfortu un greznību. Lasot nosaukumu, jūs varat uzminēt, ko mēs šeit izveidosim. Ikviens, kurš vismaz reizi apmeklē amazon tiešsaistes veikalu, saskarsies ar šo sīkumu, ko sauc par amazon dashbutton. Izmantojot šīs ar akumulatoru darbināmās ierīces, kuras varat pielīmēt visur savā mājā, ir iespējams pārkārtot noteiktu produktu, nospiežot tikai vienu pogu.

Šajā jautājumā mēs gatavosim kaut ko līdzīgu, bet neko nepārkārtosim vietnē amazon. Mēs kontrolēsim lietu internetu vai ļausim to saukt par interneta lietām - tikai tāpēc, ka IoT ir ikviena cilvēka mutē, un Toi man šķiet īpašāks … Un tas, kas varētu būt interneta lietas, ir atkarīgs no jums. Jūs, iespējams, varētu kontrolēt visu, kam ir vismaz wifi savienojums. Manā gadījumā es vēlos kontrolēt savas viedās mājas ierīces, piemēram, gaismas, radiatorus un ainas, savienojot to ar esošo Apple HomeKit ietvaru.

Tātad patiesībā šī projekta mērķis ir izveidot elektronisku ierīci ar pašu izstrādātu PCB, kas aizņem šādus aspektus:

• pēc iespējas vienkāršāk, izmantojot tikai vienu vadības pogu
• pēc iespējas mazāks
• pēc iespējas ātrāk, lai samazinātu latentumu
• pēc iespējas pārnēsājami vai sauksim to par akumulatoru
• un kā… tam vajadzētu būt wifi savienojumam

Rezultāts kopumā sastāv no PCB ar sprieguma regulēšanas bloku, mikrokontrolleru, LiPo akumulatoru un vienkāršu pogu. Īsā laika periodā es divas reizes optimizēju domuzīmes PCB, lai mēs līdz šim būtu pie PCB trešās versijas.

Ja vēlaties redzēt šī sīkuma uzvedību, apskatiet šo videoklipu manā Instagram. Ir daudz video par domuzīmju darbību un to izveidi. Tātad, visiem, kas vēlas redzēt vairāk, visu varat atrast šeit @maker.moekoe.

1. darbība: lietas, kas jums būs nepieciešamas

Lai izveidotu savu IoT informācijas paneli, jums ir nepieciešami tikai daži komponenti. Lai gan dažādās versijās ir nelielas atšķirības, spriegumu regulējošā daļa paliek nemainīga. Visām versijām jums būs nepieciešams:

• MCP1700 3, 3v LDO sprieguma regulators
• 2x 1µF 1206 SMD kondensatori

Papildus apaļajai vai taisnajai versijai (augšējā attēla kreisā daļa):

• PCB (1. vai 2. versija)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 90 ° Lipo savienotājs
• 100mAh Lipo akumulators ar izmēriem 25x12mm
• 3x6mm SMD poga

Vai papildus monētas elementa versijai (augšējā attēla labā daļa):

• PCB (3. versija)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb (w) LED
• 0, 1µF 1206 SMD kondensators
• 6x6mm SMD poga
• 2450 monētu šūnu turētājs
• LIR2450 monētu šūnu baterija

Protams, jūs varat domāt par nelielu korpusu domuzīme. Vienkāršu ideju var atrast šīs instrukcijas piektajā solī.

2. darbība: iespiedshēmas plate

Kad es sāku ar šo domuzīmi, es izveidoju PCB versiju bez īpašiem piedāvājumiem - tikai savienojot dažas detaļas ar elektriskām pēdām. Es neiesaku šo versiju, jo tas bija pirmais melnraksts, un tas nav izstrādāts tāpat kā citi. Šeit ir neliels visu trīs versiju kopsavilkums:

Pirmā versija bija mans pirmais galīgais uzmetums, kurā ir dažas lietas, ko optimizēt. Varbūt es to atjaunināšu nākotnē, bet tas jau darbojas. PCB ārējie izmēri ir 24x32 mm. To darbina mazs LiPo akumulators, un tam ir tikai sprieguma regulēšanas ierīce ESP8285-M3 barošanai. Akumulators uzlīmējas ar kādu abpusēju lenti, kas atrodas paneļa apakšā.

2. versija sastāv no citas PCB ārējās formas. Tas ir apaļš, ar diametru 30 mm, un tajā ir iezemēta plakne virs divām trešdaļām platības. Otra trešdaļa ir mikrokontrollera antena, un to nedrīkst pārklāt ar pēdām vai zemes signāliem, lai mazinātu traucējumus. Shēma ir tāda pati kā pirmā versija. Un tāpat kā pirmās versijas pamatā ir ESP8285-M3.

3. versijai ir arī cita ārējā forma. Galvenā atšķirība ir tā, ka to darbina standarta LIR2450 akumulators, kuru var viegli nomainīt, ja tas kļūst tukšs, un tāpēc PCB ir jābūt nedaudz lielākam par citām versijām. Turklāt tas sastāv no WS2812b rgb (w), kas informēja par dažādām lietām. Turklāt, atšķirībā no pārējām divām versijām, tā pamatā ir ESP8266-07S.

Tāpēc vienkārši izvēlieties versiju no pievienotajiem failiem un veiciet pasūtījumu savā iecienītākajā PCB uzņēmumā.

Es noteikti iesaku otro versiju, jo tā ir visattīstītākā no visām, un mazais izmērs, tikai 30 mm, manuprāt, ir ļoti ērts. Ja vēlaties, lai šajā sīkumā būtu vairāk funkciju, skatiet trešo versiju, taču šī versija joprojām ir izstrādes stadijā, un dažos aspektos tā var būt jāoptimizē …

3. darbība. Pabeidziet savu PCB

Ja jūs turat PCB rokās, ir pienācis laiks pielodēt komponentus. Lai to izdarītu, varat izmantot jebkuru tehnoloģiju, kas jums patīk. Manā gadījumā es lodēju komponentus ar lodēšanas pastu un atkārtotas plūsmas tehnoloģiju. Šim nolūkam jums būs nepieciešama lodēšanas pasta šļircē, lodēšanas stacija (vai kaut kas līdzīgs karstā gaisa pistolei) vai krāsns. Tāpat kā parādīts šajā videoklipā (otrajai versijai) vai iepriekš redzamajam videoklipam (trešajai versijai), pirms sastāvdaļu ievietošanas paredzētajā vietā jums ir jāizlej nedaudz lodēšanas pastas katrā smd stieples spilventiņā. Otrās versijas videoklipā tas ir parādīts ar pusautomātisko dozatoru un ievietošanas ierīci, taču izmantotie komponenti ir pietiekami lieli, lai tos pilnībā lodētu manuāli, kā parādīts trešās versijas augšējā videoklipā.

Pēc tam jūs varat ievietot PCB krāsnī vai pielodēt, izmantojot izvēlēto tehnoloģiju. Šis process tiek parādīts arī kā timelapse video augšējā daļā.

Protams, tam vajadzētu būt iespējai arī ar parasto lodāmuru, bet es domāju, ka tas nebūs vieglākais veids, un jums jābūt ļoti pacietīgam.

4. solis: mirgo ESP

Mikrokontrollera mirgošana uz PCB var nebūt vieglākā daļa. Bet tāpēc, lai vadības pogai būtu jābūt pēc iespējas mazākai, tajā ir arī pēc iespējas mazāk sastāvdaļu. Lai to parādītu, ir jāizmanto trīs svarīgas lietas.

• GPIO0 (PROG trešajai versijai) stieples spilventiņa džemperis ir jāsaīsina, lai ESP ieviestu programmēšanas režīmā. Paturiet prātā, ka mikrokontrolleris nesāks darboties kā parasti ar saīsinātu GPIO0/PROG vadu spilventiņu.
• Četri vadu spilventiņi (3, 3v - gnd - rx - tx) jāpievieno ārējam FTDI adapterim. To darot, jums nav jāpielodē daži vadi. Tā kā es esmu izlīdzinājis četrus stieples spilventiņus 2, 54 mm režģī, varat uzņemt 4 kontaktu spraudgalviņu, savienot to ar džemperu kabeļiem pie FTDI adaptera un piespiest to pret stiepļu spilventiņiem, augšupielādējot skici. Un tā kā attēls ir vairāk nekā tūkstoš vārdu vērts, es pievienoju vienu, kas parāda šo procesu.
• Tūlīt pēc augšupielādes ziņojuma parādīšanās Arduino IDE iekšpusē jums vienreiz jānospiež atiestatīšanas poga (tā ir poga THE - vienīgā poga uz informācijas pogas). Pēc tam ESP zilajai gaismas diodei vajadzētu mirgot dažas reizes, līdz tā nepārtraukti mirgo, kamēr tiek aizpildīta augšupielādes josla Arduino IDE iekšpusē.

Mana svītras poga ir integrēta ābolu HomeKit sistēmā, lai kontrolētu dažādas lietas manās mājās. Es neiedziļināšos, kā to instalēt vai kā tas darbojas, jo tas pārsniegtu darbības jomu. Ja vēlaties to darīt tāpat, varat atsaukties uz satriecošo KhaosT darbu, kurš strādāja pie HomeKit piederumu servera, kuru izmantoju arī nod.js, ieviešanas. Tiem, kas to izmantos, es pievienoju failu Dashbutton_accessory.js.

Tomēr ir iespējams integrēt domuzīmes citā esošā viedās mājas lietojumprogrammā vai pat vairāk. Pievienotais Arduino kods darbojas ar MQTT, kas darbosies gandrīz katrā viedās mājas ieviešanā.

Ja vēlaties sākt ar pievienoto Arduino kodu, vienkārši pievienojiet savus wifi akreditācijas datus un MQTT brokeru IP adresi šādās koda rindās:

const char* ssid = "XXX";

const char* parole = "XXX"; const char* mqtt_server = "192.168.2.120";

Skice vienkārši pamodina ESP no miega režīma, kad vienreiz tiek nospiesta atiestatīšanas poga. Pēc tam tas izveidos savienojumu ar norādīto wifi tīklu, kā arī ar MQTT brokeri, pirms publicēs vienkāršu ziņojumu (piemēram, vienu “1”) uz definēto tēmu. Pēc tam ESP atgriežas dziļā miega režīmā. Ja jūsu tīkls nav sasniedzams ESP, tas pēc sešām sekundēm atgriezīsies miega režīmā, bet, protams, neko nepublicējot. Tas ir paredzēts, lai novērstu akumulatora iztukšošanos ļoti ātri.

5. darbība: izdrukājiet korpusu

Kad esat sasniedzis šo soli, informācijas pogai jau vajadzētu darboties. Bet tam vajadzētu iegūt nelielu korpusu, lai novērstu dažus PCB vai elektronikas bojājumus. Protams, šī ir šīs pamācības radošā daļa. Tātad, ja vēlaties, varat izveidot savu korpusu un izdrukāt to savā 3D printerī tāpat kā es. Jūs varat sākt no nulles vai arī izmantot manu lietu un pievienot dažas izmaiņas. Acīmredzot korpusu var atrast vietnē Thingiverse, taču failus esmu pievienojis arī šeit.

Korpuss vai - pareizāk sakot - vāks 3. versijai vēl nav gatavs, bet es to atjaunināšu pēc iespējas ātrāk.

6. solis: izklaidējieties un esiet radošs

Tātad, cerams, ka tagad varēsit pārslēgt apgaismojumu, nospiežot tikai vienu pogu!

Vismaz mani aprēķini ir parādījuši, ka pirmās un otrās versijas akumulatora jauda sasniegs līdz 150 dienām ar šādām vērtībām:

• LiPo ietilpība 105 mAh
• slodzes strāva 70 mA
• aizmigšanas strāva 20 µA
• publicēšanas laiks ir 3 sekundes
• pogu intervāls 2 stundā (es domāju, ka tas ir vairāk, nekā tas jebkad sasniegs)
• akumulatora zuduma koeficients 30% (kas arī ir ļoti augsts)

3. versijas akumulatora darbības laikam vajadzētu būt vismaz vienādam, turpretim tam ir 120 mAh ietilpība. Tomēr tajā ir novietots ws2812, kas arī piesaistīs strāvu.

Tagad tas ir atkarīgs no jums! Ceru, ka jums patika lasīt šo pamācību vai varbūt patika veidot tik jauku sīkumu.

Šo un pat citus foršos projektus var atrast manā GitHub lapā makermoekoe.github.io. Par jaunākajiem atjauninājumiem varat sekot man Instagram.

Ja jums ir kādi ieteikumi vai kaut kas jums nav skaidrs, lūdzu, jautājiet man zemāk esošajos komentāros vai rakstiet man īsziņu.

Sveicieni

veidotājs moekoe