マルチタッチワイヤレスマイクロDIYセンサー

ウィキペディアが言うように、DIYは長い間サブカルチャーでした。この記事では、小型のワイヤレスマルチセンサーセンサーのdiyプロジェクトについて説明したいと思います。これは、このサブカルチャーへの私の小さな貢献になります。



このプロジェクトの歴史はコーパスから始まり、ばかみたいに聞こえますが、これがこのプロジェクトの始まりです。ケースはAliexpressのウェブサイトで購入しました。このケースのプラスチック成形品質は優れていることに注意してください。売り手との短い連絡の後、図面が郵便局に送られ、プロジェクトが始まりました。







図面自体の寸法は非常に悪く、将来の印刷回路基板の境界、切り欠き、および技術的な穴の測定の半分は、キャリパーを使用して行う必要がありました。 PCBの上部からケースの内面までの高さは1.8mmであり、完成した平均的な無線モジュールの最小高さは通常2 mm(スクリーンなし)であるため、ケースのすべての内部寸法を受け取った後、無線チップをPCBに直接「配線」する必要があることが明らかになりました。









QFN48パッケージのnRF52SoCがセンサーに選択されました。この場合、nRF52シリーズでは、NordicにはnRF52810、nRF52811(新規)、nRF52832の3つのオプションがあります。チップパラメータ:64 MHz Cortex-M4、2.4 GHzトランシーバ、512/256 KBフラッシュ、nRF52832および192KBフラッシュ用の64 / 32KB RAM、nRF52810、nRF52811用の24 KB RAM、マルチプロトコルチップ、Bluetooth低エネルギー、BluetoothメッシュのサポートESB、ANT、nRF52811、上記に加えて、ZigbeeとThread、およびBluetooth方向検索。





センサー自体は、さまざまなタスクに使用できるように、マルチセンサーにすることを決定しました。このため、デバイスを手動ではんだ付けできるように、コンポーネントの最小寸法が0603以上であることを考慮して、チップレイアウトを可能な限りコンパクトにする必要がありました。チップをボードに配線した後、センサーの選択を開始しました。選択の際に私が導かれた主なことは、センサー本体の寸法と、最小限の機器(はんだ付け鉄とヘアドライヤー)で自宅でセンサーをはんだ付けする可能性です。





次のセンサーがセンサー用に選択されました:SHT20、SHt21、Si7020、Si7021、HTU21D(温度および湿度センサー)、これらのセンサーはすべて同じボディと同じピンを持ち、HDC2080(温度と湿度センサー)も以前と同様のボディを持っていますリストされていますが、追加の割り込み出力、よりエネルギー効率の高い、BME280(温度、湿度、圧力センサー)、LMT01(温度センサー)、TMP117(高精度温度センサー)、高エネルギー効率、割り込み出力、上限と下限の温度制限の設定、LIS2DW12(加速度計)があります)高いエネルギー効率、そのセグメントまたはLIS2DH12で最高の1つ。







センサーの最初のバージョンでもリストにリードスイッチがありましたが、ガラス球付きの1.6 cmリードスイッチ用の十分なスペースがなかったため、その後の改訂では除外されました。また、正方形のために、完成したボードをケースに取り付けて、そのようなセンサーをいくつか分割しました。ケースの種類と高さが小さいため、このデバイスは開閉用の磁気センサーの役割にはあまり適していませんでした。





センサーに加えて、センサーには2つのLEDがあり、そのうちの1つはセンサーの下側にあるrgbです。 2つのsmdボタン。1つはリセットに接続され、2つ目はある種のセンサー操作シナリオを実装するための「カスタム」です。センサー本体は、本体、バッテリーを保持し、4本のネジで本体に固定する穴のあるインナーインサート、インナーインサートの穴にはめ込むボトムカバーの3つのパーツで構成されています。また、4つのアナログピン、2つのデジタルピン、さらに2つのピン(NFCアンテナまたはデジタルピン、SWDポート)があります。



RGB LEDとボタンは、背面カバーをスナップするように設計された内部インサートの穴から下部カバーを取り外したときに簡単にアクセスできるように、PCBボードに配置されています。





デバイスは2つの改訂を受けました。以前はTMP117センサーの代わりにMAX44009光センサーが取り付けられていましたが、後で温度センサーに置き換えられました。両方のセンサーの本体は同じですが、脚のピンが異なるため、交換したのは無駄かもしれません。返品する価値があるかもしれません。











現在、このようなデバイスは4つあり、そのうちの2つはSi7021センサーを備えた温度および湿度センサー(1つはnRF52832、2つ目はnRF52811)、1つはLIS2DW12加速度計(nRF52810)に実装された衝撃センサー、およびLMT01センサー(nRF52810)の温度制御センサーです。 )。



ワイヤレスセンサーはcr2032バッテリーで駆動され、スリープ時の消費量はnRF52810、nRF52811では1.8μA、nRF52832では3.7μAです。データ伝送モードでの消費量8mA。







使用されるプロトコルの説明、さまざまな使用シナリオのためのこのセンサー用のソフトウェアの開発は、この記事の範囲を超えていると思います。



スマートホームシステムでのセンサーの動作テストは、以下の短いビデオで見ることができます。





このセンサーのプロジェクトはオープンソースであり、私のGitHubでプロジェクトのすべての資料を入手できます



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ご清聴ありがとうございました。










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