DIY Dashbutton pre internet vecí: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Hej tvorcovia, je to výrobca moekoe!

V tomto návode vám chcem ukázať, ako priniesť do vašich domovov viac pohodlia a luxusu. Pri čítaní názvu môžete hádať, čo tu postavíme. Každý, kto aspoň raz navštívi internetový obchod amazon, bude konfrontovaný s touto drobnosťou nazývanou amazon dashbutton. S týmito zariadeniami napájanými z batérie, ktoré môžete držať kdekoľvek vo svojom dome, je možné zmeniť objednávku konkrétneho produktu jediným stlačením tlačidla.

V tomto zmysle urobíme niečo podobné, ale bez toho, aby sme museli čokoľvek objednávať na Amazone. Budeme ovládať internet vecí alebo to nazveme Veci internetu - len preto, že IoT je v ústach všetkých ľudí a Toi mi pripadá zvláštnejšie … A to, čo Veci internetu môžu byť, je na vás. Môžete ovládať všetko, čo má aspoň wifi pripojenie. V mojom prípade chcem ovládať svoje inteligentné domáce zariadenia, ako sú svetlá, radiátory a scény, prepojením s mojím existujúcim rámcom Apple HomeKit.

V skutočnosti je teda cieľom tohto projektu postaviť elektronické zariadenie s vlastnoručne navrhnutou doskou s plošnými spojmi, ktoré zaberá nasledujúce aspekty:

• čo najjednoduchšie tým, že obsahuje iba jedno ovládacie tlačidlo
• čo najmenšie
• čo najrýchlejšie, aby sa minimalizovali latencie
• čo najprenosnejšie, alebo ho nazvime batériovým
• a ako … malo by mať wifi pripojenie

Výsledkom je vo všeobecnosti doska plošných spojov s jednotkou regulujúcou napätie, mikrokontrolér, batéria LiPo a jednoduché tlačidlo. Počas krátkeho obdobia dvakrát optimalizujem PCB dashbutton, aby sme boli zatiaľ v tretej verzii PCB.

Ak chcete vidieť správanie tejto drobnosti, pozrite sa na toto video na mojom Instagrame. Existuje množstvo videí s ovládacími tlačidlami v prevádzke a s tým, ako sú postavené. Takže pre všetkých z vás, ktorí chcú vidieť viac, nájdete všetko tu @maker.moekoe.

Krok 1: Veci, ktoré budete potrebovať

Na zostavenie vlastného dashboardu IoT potrebujete iba niekoľko komponentov. Napriek tomu, že medzi verziami sú malé rozdiely, časť regulujúca napätie zostáva rovnaká. Pre všetky verzie budete potrebovať:

• MCP1700 3, 3v regulátor napätia LDO
• 2x 1 µF 1206 SMD kondenzátory

Navyše pre okrúhlu alebo pravú verziu (ľavá časť obrázku vyššie):

• DPS (verzia 1 alebo 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 90 ° Lipo konektor
• 100mAh Lipo batéria s rozmermi 25x12mm
• Tlačidlo SMD 3x6 mm

Alebo dodatočne pre verziu gombíkovej bunky (pravá časť obrázku vyššie):

• DPS (verzia 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb (w) LED
• 0, 1 µF 1206 SMD kondenzátor
• Tlačidlo SMD 6x6 mm
• Držiak na mincové bunky 2450
• Gombíková batéria LIR2450

Samozrejme, môžete premýšľať o malom kryte pre prístrojové tlačidlo. Jednoduchý nápad nájdete v piatom kroku tohto Návodu.

Krok 2: Doska s plošnými spojmi

Keď som začínal s touto vecou na dashbutton, vytvoril som verziu PCB jednu bez špeciálnych - iba spájanie niekoľkých častí elektrickými stopami. Túto verziu by som neodporúčal, pretože to bol prvý návrh a nie je vyvinutá ako ostatné. Tu je malý súhrn všetkých troch verzií:

Verzia 1 bol môj prvý konečný návrh, ktorý má niekoľko vecí na optimalizáciu. Možno to v budúcnosti aktualizujem, ale už to funguje. Doska plošných spojov má vonkajšie rozmery 24 x 32 mm. Je napájaný malou batériou LiPo a má iba jednotku na reguláciu napätia na napájanie ESP8285-M3. Batéria sa prilepí obojstrannou páskou na spodok palubnej dosky.

Verzia 2 pozostáva z iného vonkajšieho tvaru DPS. Je okrúhly s priemerom 30 mm a zahŕňa základnú rovinu na dvoch tretinách plochy. Druhá tretina je anténa mikrokontroléra a nemala by sa prekrývať so žiadnymi stopami ani pozemnými signálmi, aby sa znížilo rušenie. Schéma je rovnaká ako verzia jedna. A práve ako verzia jedna je založená na ESP8285-M3.

Verzia 3 má tiež ďalší vonkajší tvar. Hlavný rozdiel je v tom, že je napájaný štandardnou batériou LIR2450, ktorú je možné ľahko vymeniť, ak sa vybije, a preto musí byť doska plošných spojov o niečo väčšia ako ostatné verzie. Navyše sa skladá z WS2812b rgb (w) vedúceho k informovaniu o rôznych veciach. Navyše, na rozdiel od ostatných dvoch verzií, je založený na ESP8266-07S.

Stačí si teda vybrať verziu z priložených súborov a zadať objednávku u svojej obľúbenej spoločnosti s plošnými spojmi.

Rozhodne odporúčam verziu dva, pretože je zo všetkých najrozvinutejšia a malá veľkosť iba 30 mm je podľa mňa veľmi praktická. Ak chcete mať v tejto maličkosti viac funkcií, pozrite sa na tretiu verziu, ale táto verzia je stále v procese rozpracovania a v niektorých aspektoch bude možno potrebné ju optimalizovať …

Krok 3: Dokončite svoju DPS

Ak držíte dosku s plošnými spojmi v rukách, je načase k nej spájkovať súčiastky. Na to môžete použiť akúkoľvek technológiu, ktorá sa vám páči. V mojom prípade som komponenty spájkoval technológiou spájkovacej pasty a reflow. Na to budete potrebovať spájkovaciu pastu v striekačke, spájkovaciu stanicu na pretavenie (alebo niečo ako teplovzdušnú pištoľ) alebo rúru. Ako je znázornené na tomto videu (pre verziu dva) alebo videu vyššie (pre verziu tri), pred umiestnením súčiastok do určeného priestoru musíte na každú podložku smd naneste trochu spájkovacej pasty. Vo videu pre verziu dva je to znázornené s poloautomatickým dávkovačom a placerom, ale použité súčiastky sú dostatočne veľké na to, aby sa dali úplne ručne spájkovať, ako je to znázornené na hornom videu pre verziu tri.

Potom môžete DPS vložiť do rúry alebo ich spájkovať zvolenou technológiou. Tento proces sa v hornom videu zobrazuje aj ako časový posun.

To by samozrejme malo byť možné aj s bežnou spájkovačkou, ale myslím si, že to nebude najľahší spôsob a musíte byť veľmi trpezliví.

Krok 4: Blikanie ESP

Blikanie mikrokontroléra na doske nemusí byť najľahšie. Preto by malo byť tlačidlo prístrojovej dosky čo najmenšie, je na ňom tiež čo najmenej komponentov. Ak to zhrnieme, existujú tri dôležité veci, ktoré by ste mali využiť.

• Aby sa ESP dostal do programovacieho režimu, prepojovací mostík GPIO0 (PROG pre verziu tri) by mal byť skrátený. Majte na pamäti, že mikrokontrolér sa nespustí ako obvykle so skrátenou drôtovou podložkou GPIO0/PROG.
• Štyri drôtové podložky (3, 3v - gnd - rx - tx) musíte pripojiť k externému adaptéru FTDI. Pri tom k nemu nemusíte spájkovať niektoré vodiče. Pretože som zarovnal štyri drôtené podložky do 2, 54 mm, mriežky, môžete vziať 4-kolíkový pinheader, prepojiť ho prepojovacími káblami s adaptérom FTDI a zatlačiť na drôtené podložky pri odosielaní náčrtu. A pretože obrázok má väčšiu hodnotu ako tisíc slov, pridal som jedno, ktoré ukazuje tento postup.
• Hneď po tom, ako sa zobrazí správa o odoslaní do Arduino IDE, musíte raz stlačiť tlačidlo reset (je to tlačidlo THE - jediné tlačidlo na palubnej doske). Potom by mala modrá kontrolka na ESP niekoľkokrát zablikať, kým neprestane blikať, kým sa lišta nahrávania vnútri Arduino IDE zaplní.

Moje dashbutton je integrované do rámca Apples HomeKit na ovládanie rôznych vecí v mojom dome. Nebudem sa podrobne zaoberať tým, ako ho nainštalovať alebo ako funguje, pretože by to presahovalo rámec. Ak to chcete urobiť rovnakým spôsobom, môžete sa odvolať na úžasnú prácu KhaosT, ktorá pracovala na implementácii servera s doplnkom HomeKit node.js, ktorý som tiež použil. Pre tých, ktorí ho budú používať, som pripojil súbor Dashbutton_accessory.js.

Je však možné integrovať ovládacie tlačidlá do inej existujúcej aplikácie pre inteligentnú domácnosť alebo dokonca viac. Pripojený kód Arduino funguje s MQTT, ktorý bude fungovať s takmer každou implementáciou inteligentnej domácnosti.

Ak chcete začať s priloženým kódom Arduino, potom jednoducho zadajte svoje poverenia wifi a adresu IP makléra MQTT do nasledujúcich riadkov kódu:

const char* ssid = "XXX";

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

Náčrt jednoducho prebudí ESP z režimu hlbokého spánku, keď raz stlačíte tlačidlo reset. Potom sa pripojí k špecifikovanej sieti Wi -Fi, ako aj k brokerovi MQTT, predtým ako zverejní jednoduchú správu (ako jediné „1“) k definovanej téme. Potom sa ESP vráti do režimu hlbokého spánku. Ak je vaša sieť pre ESP nedostupná, po šiestich sekundách sa vráti do režimu hlbokého spánku, ale samozrejme bez toho, aby ste čokoľvek zverejnili. To má len zabrániť tomu, aby sa batéria veľmi rýchlo vybila.

Krok 5: Vytlačte si bývanie

Keď dosiahnete tento krok, prístrojové tlačidlo by už malo fungovať. Malo by však dostať malé puzdro, aby sa zabránilo poškodeniu PCB alebo elektroniky. Toto je samozrejme kreatívna časť tohto pokynu. Ak teda chcete, môžete si navrhnúť vlastné bývanie a vytlačiť ho na svojej 3D tlačiarni ako ja. Môžete začať úplne od začiatku, alebo môžete použiť moje puzdro a pridať niekoľko úprav. Bývanie je možné nájsť na Thingiverse, ale súbory som priložil aj sem.

Puzdro alebo - presnejšie - veko pre verziu 3 ešte nie je pripravené, ale aktualizujem ho čo najskôr.

Krok 6: Bavte sa a buďte kreatívni

Dúfajme, že teraz dokážete zapnúť svetlá jediným stlačením tlačidla!

Moje výpočty aspoň ukázali, že kapacita batérie verzie jedna a dvoch dosiahne až 150 dní s nasledujúcimi hodnotami:

• LiPo kapacita 105 mAh
• záťažový prúd 70mA
• prúd hlbokého spánku 20 µA
• čas na zverejnenie 3 sekundy
• tlačidlový zásah 2 za hodinu (to je hádam viac, ako kedy dosiahne)
• faktor straty batérie 30% (čo je tiež veľmi vysoké)

Životnosť batérie verzie 3 by mala byť minimálne rovnaká, pričom má kapacitu 120 mAh. Má však ws2812 LED na palube, ktoré bude tiež odoberať určitý prúd.

Teraz je to na vás! Dúfam, že sa vám páčil tento návod alebo sa vám páčilo stavať takú milú drobnosť.

Tento a ešte ďalšie skvelé projekty nájdete na mojej stránke GitHub makermoekoe.github.io. Pokiaľ ide o najnovšie aktualizácie, môžete ma sledovať na Instagrame.

Ak máte nejaké návrhy alebo vám niečo nie je jasné, neváhajte sa ma opýtať v nižšie uvedených komentároch alebo mi napíšte krátku správu.

S pozdravom

výrobca moekoe