DIY -kojelauta esineiden internetille: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Hei päättäjät, se on valmistaja moekoe!

Tässä ohjeessa haluan näyttää sinulle, kuinka tuoda kotiisi enemmän mukavuutta ja ylellisyyttä. Otsikkoa lukiessasi saatat arvata, mitä rakennamme tänne. Jokainen, joka käy amazon -verkkokaupassa vähintään kerran, kohtaa tämän pienen asian, jota kutsutaan amazon -kojelautaksi. Näillä paristokäyttöisillä laitteilla, jotka voit kiinnittää kaikkialle kotiisi, on mahdollista tilata tietty tuote uudelleen yhdellä painikkeen painalluksella.

Tässä miten aiomme tehdä jotain vastaavaa, mutta tilaamatta mitään uudelleen Amazonista. Me hallitsemme esineiden Internetiä tai kutsumme tätä Internetin asioiksi - vain siksi, että IoT on jokaisen suussa ja Toi kuulostaa minusta erikoisemmalta … Ja mitä Internetin asiat voivat olla, on sinun tehtäväsi. Voit mahdollisesti hallita kaikkea, jolla on vähintään wifi -yhteys. Minun tapauksessani haluan hallita älykkäitä kodin laitteitani, kuten valoja, pattereita ja kohtauksia, yhdistämällä ne olemassa olevaan Apple HomeKit -kehykseen.

Joten itse asiassa tämän hankkeen tavoitteena on rakentaa elektroninen laite, jossa on itse suunniteltu PCB, ja jolla on seuraavat näkökohdat:

• mahdollisimman yksinkertainen, koska siinä on vain yksi ohjauspainike
• mahdollisimman pieni
• mahdollisimman nopeasti latenssien minimoimiseksi
• mahdollisimman kannettava tai kutsumme sitä akkukäyttöiseksi
• ja kuten… no, siinä pitäisi olla wifi -yhteys

Tulos koostuu yleensä piirilevystä, jossa on jännitteen säätöyksikkö, mikrokontrolleri, LiPo -akku ja yksinkertainen painike. Lyhyen ajan kuluessa optimoin kojelaudan piirilevyn kahdesti niin, että olemme toistaiseksi PCB: n kolmannessa versiossa.

Kun haluat nähdä tämän pienen asian käyttäytymisen, katso tämä video Instagramissani. On olemassa paljon videoita kojelaudoista toiminnassa ja niiden rakentamisesta. Joten kaikille teille, jotka haluatte nähdä enemmän, löydät kaiken täältä @maker.moekoe.

Vaihe 1: Tarvitsemasi asiat

Oman IoT -koontinäppäimen luomiseen tarvitset vain muutamia komponentteja. Vaikka versiossa on pieniä eroja, jännitteen säätöosa pysyy samana. Kaikkia versioita varten tarvitset:

• MCP1700 3, 3v LDO -jännitesäädin
• 2x 1µF 1206 SMD -kondensaattorit

Lisäksi pyöreä tai suora versio (yllä olevan kuvan vasen osa):

• PCB (versio 1 tai 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 90 ° Lipo-liitin
• 100 mAh: n Lipo -akku, jonka mitat ovat 25x12 mm
• 3x6mm SMD -painike

Tai lisäksi nappipariversiossa (yllä olevan kuvan oikea osa):

• PCB (versio 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb (w) LED
• 0, 1µF 1206 SMD -kondensaattori
• 6x6 mm SMD -painike
• 2450 nappipariston pidike
• LIR2450 -nappiparisto

Tietenkin voit ajatella pientä koteloa kojelaudalle. Yksinkertainen idea löytyy tämän ohjeen viidennestä vaiheesta.

Vaihe 2: Piirilevy

Kun aloitin tämän kojelaudan kanssa, loin PCB -version yhden ilman erikoisuuksia - yhdistäen vain muutamat osat sähköjäljillä. En suosittelisi tätä versiota, koska se oli ensimmäinen luonnos eikä sitä ole kehitetty kuten muut. Tässä on pieni yhteenveto kaikista kolmesta versiosta:

Versio 1 oli ensimmäinen viimeinen luonnokseni, jossa on joitain optimoitavia asioita. Ehkä päivitän sen tulevaisuudessa, mutta se toimii jo. Piirilevyn ulkomitat ovat 24x32 mm. Se saa virtansa pienestä LiPo-akusta ja siinä on vain jännitteensäätöyksikkö ESP8285-M3: n virtalähteeksi. Akku tarttuu hieman kaksipuolisella teipillä kojelaudan pohjaan.

Versio 2 koostuu piirilevyn toisesta ulkomuodosta. Se on pyöreä, halkaisijaltaan 30 mm ja sisältää maatason kahden kolmasosan pinta-alasta. Toinen kolmasosa on mikrokontrollerin antenni, eikä sitä saa asettaa päällekkäin minkään jäljen tai maasignaalin kanssa häiriöiden vähentämiseksi. Kaavio on sama kuin versio yksi. Ja aivan kuten versio yksi, se perustuu ESP8285-M3: een.

Versiossa 3 on myös toinen ulompi muoto. Tärkein ero on, että se saa virtansa tavallisesta LIR2450 -akusta, joka voidaan vaihtaa helposti, jos se tyhjenee, ja siksi piirilevyn on oltava hieman suurempi kuin muut versiot. Lisäksi se koostuu WS2812b rgb (w): stä, joka johti informoimaan eri asioista. Lisäksi ja toisin kuin kaksi muuta versiota, se perustuu ESP8266-07S: ään.

Joten valitse vain versio liitteenä olevista tiedostoista ja tilaa tilauksesi PCB -yrityksellesi.

Suosittelen ehdottomasti versiota kahta, koska se on kaikista kehittynein ja pieni koko, vain 30 mm, on mielestäni erittäin kätevä. Jos haluat saada enemmän ominaisuuksia tuohon pieneen juttuun, viittaa versioon kolme, mutta tämä versio on edelleen kesken ja se on ehkä optimoitava joiltakin osin …

Vaihe 3: Viimeistele piirilevy

Jos pidät PCB: tä käsissäsi, on aika juottaa komponentit siihen. Tätä varten voit käyttää mitä tahansa tekniikkaa, josta pidät. Minun tapauksessani juotin komponentit juotospastalla ja reflow -tekniikalla. Tätä varten tarvitset juotospastaa ruiskussa, juotosasemaa (tai jotain kuumailmapistoolin kaltaista) tai uunia. Kuten tässä videossa (versio kaksi) tai yllä olevassa videossa (versio kolme), sinun on annettava hieman juotospastaa jokaiseen smd -lankapehmusteeseen, ennen kuin asetat komponentit sille varattuun tilaan. Version kaksi videossa se esitetään puoliautomaattisella annostelijalla ja asetinlaitteella, mutta käytetyt komponentit ovat riittävän suuria juottamaan ne kokonaan manuaalisesti, kuten on esitetty ylemmässä videossa versiolle kolme.

Tämän jälkeen voit laittaa piirilevyn uuniin tai juottaa ne valitsemallasi tekniikalla. Tämä prosessi näkyy myös aikakatkaisuna ylemmässä videossa.

Tietenkin tämän pitäisi olla mahdollista myös normaalilla juotosraudalla, mutta mielestäni se ei ole helpoin tapa ja sinun on oltava erittäin kärsivällinen.

Vaihe 4: ESP: n vilkkuminen

Piirilevyn mikrokontrollerin vilkkuminen ei ehkä ole helpoin osa. Mutta siksi, että kojelaudan tulisi olla mahdollisimman pieni, siinä on myös mahdollisimman vähän komponentteja. Jos haluat vilkkua, sinun on käytettävä kolmea tärkeää asiaa.

• GPIO0 (PROG versiolle kolme) langansuojahyppyä tulee lyhentää, jotta ESP siirtyy ohjelmointitilaan. Muista, että mikrokontrolleri ei käynnisty tavalliseen tapaan lyhennetyllä GPIO0/PROG -lankalevyllä.
• Sinun on liitettävä neljä johdintyynyä (3, 3v - gnd - rx - tx) ulkoiseen FTDI -sovittimeen. Näin tehdessäsi sinun ei tarvitse juottaa johtoja siihen. Koska olen kohdannut neljä langatyynyä 2, 54 mm: n ruudukossa, voit ottaa 4-nastaisen nastapäät, liittää sen hyppykaapeleilla FTDI-sovittimeen ja painaa sitä lankapehmusteita vasten luonnoksen lataamisen aikana. Ja koska kuva on enemmän kuin tuhat sanaa, lisäsin yhden, joka näyttää tämän prosessin.
• Heti sen jälkeen, kun Arduino IDE: n sisällä oleva latausviesti tulee näkyviin, sinun on painettava nollauspainiketta kerran (se on THE -painike - kojelaudan ainoa painike). Tämän jälkeen ESP: n sinisen merkkivalon pitäisi vilkkua muutaman kerran, kunnes se vilkkuu jatkuvasti, kun Arduino IDE: n sisällä oleva latauspalkki täyttyy.

Mittarinäppäimeni on integroitu Apples HomeKit -kehykseen, jotta voin hallita kotini eri asioita. En mene yksityiskohtiin, miten se asennetaan tai miten se toimii, koska tämä menisi soveltamisalan ulkopuolelle. Jos haluat tehdä sen samalla tavalla, voit viitata KhaosTin mahtavaan työhön, joka työskenteli myös HomeKit -lisävarustepalvelimen node.js -toteutuksen parissa. Niille, jotka aikovat käyttää sitä, liitin Dashbutton_accessory.js -tiedoston.

On kuitenkin mahdollista integroida kojelaudat toiseen olemassa olevaan älykkään kodin sovellukseen tai jopa enemmän. Liitetty Arduino -koodi toimii MQTT: n kanssa, joka toimii lähes kaikkien älykkään kodin toteutusten kanssa.

Kun haluat aloittaa liitteenä olevalla Arduino -koodilla, lisää vain wifi -tunnuksesi ja MQTT -välittäjien IP -osoite seuraaville koodiriveille:

const char* ssid = "XXX";

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

Luonnos yksinkertaisesti herättää ESP: n lepotilasta, kun nollauspainiketta painetaan kerran. Tämän jälkeen se muodostaa yhteyden määritettyyn wifi -verkkoon sekä MQTT -välittäjään, ennen kuin se julkaisee yksinkertaisen viestin (kuten yhden "1") määritettyyn aiheeseen. Tämän jälkeen ESP palaa syvän unen tilaan. Jos verkko ei ole tavoitettavissa ESP: lle, se palaa syvään lepotilaan kuuden sekunnin kuluttua, mutta tietysti julkaisematta mitään. Tämä on tarkoitettu estämään akun tyhjeneminen erittäin nopeasti.

Vaihe 5: Tulosta kotelo

Mittaripainikkeen pitäisi toimia jo, kun olet saavuttanut tämän vaiheen. Mutta sen pitäisi saada pieni kotelo, jotta PCB: lle tai elektroniikalle ei aiheutuisi vaurioita. Tämä on tietysti tämän ohjeen luova osa. Joten, jos haluat, voit suunnitella oman asuntosi ja tulostaa sen 3D -tulostimellesi kuten minä. Voit aloittaa tyhjästä tai voit käyttää tapaustani ja lisätä joitain muutoksia. Ilmeisesti kotelo löytyy Thingiversesta, mutta olen liittänyt tiedostot myös tänne.

Version 3 kansi tai tarkemmin sanottuna kansi ei ole vielä valmis, mutta päivitän sen mahdollisimman pian.

Vaihe 6: Pidä hauskaa ja ole luova

Joten toivottavasti voit vaihtaa valot yhdellä painikkeen painalluksella nyt!

Ainakin laskelmani ovat osoittaneet, että ensimmäisen ja toisen version akun kapasiteetti saavuttaa jopa 150 päivää seuraavilla arvoilla:

• LiPo -kapasiteetti 105 mAh
• kuormitusvirta 70 mA
• nukkumisvirta 20µA
• julkaisuaika 3 sekuntia
• painikkeen väli 2 kertaa tunnissa (tämä on enemmän kuin se koskaan saavuttaa, luulisin)
• akun häviökerroin 30% (mikä on myös erittäin korkea)

Version 3 akun käyttöiän pitäisi olla vähintään sama, kun taas sen kapasiteetti on 120 mAh. Laitteessa on kuitenkin ws2812, joka vetää myös virtaa.

Nyt on sinun tehtäväsi! Toivottavasti pidit tämän opetusohjelman lukemisesta tai ehkä pidit sellaisen hienon pienen asian rakentamisesta.

Tämä ja jopa muut hienot projektit löytyvät GitHub -sivultani makermoekoe.github.io. Viimeisimmät päivitykset voit seurata minua Instagramissa.

Jos sinulla on ehdotuksia tai jos jokin asia on sinulle epäselvä, kysy rohkeasti alla olevista kommenteista tai kirjoita minulle lyhytsanoma.

Terveiset

valmistaja moekoe