Dugme "Uradi sam" za Internet stvari: 6 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57

Hej tvorci, to je maker moekoe!

U ovom Instructable -u želim vam pokazati kako unijeti više udobnosti i luksuza u svoje domove. Čitajući naslov, možete pogoditi šta ćemo ovdje izgraditi. Svi koji barem jednom posjete amazonsku internetsku trgovinu, suočit će se s ovom sitnicom koja se zove amazonska tipka za nadzor. Pomoću ovih uređaja na baterije, koje možete zalijepiti svuda u svom domu, moguće je promijeniti redoslijed određenog proizvoda jednim pritiskom na dugme.

U ovom načinu rada napravit ćemo nešto slično, ali bez mijenjanja narudžbi na Amazonu. Mi ćemo kontrolirati Internet stvari ili ćemo to nazvati stvarima Interneta - samo zato što je IoT u svačijim ustima i Toi mi zvuči posebnije … A na vama bi bile stvari na internetu. Mogli biste kontrolirati sve što ima barem wifi vezu. U mom slučaju, želim kontrolirati svoje pametne kućne uređaje kao što su svjetla, radijatori i scene povezivanjem sa svojim postojećim Apple HomeKit okvirom.

Dakle, cilj ovog projekta je izgradnja elektroničkog uređaja sa vlastitim dizajnom PCB-a koji zauzima sljedeće aspekte:

• što je moguće jednostavnije jer sadrži samo jedno kontrolno dugme
• što je moguće manji
• što je brže moguće kako bi se smanjile latencije
• što je moguće prenosiviji ili ga nazovimo baterijskim napajanjem
• i kao … pa, trebala bi imati wifi vezu

Općenito, rezultat se sastoji od PCB -a s jedinicom za regulaciju napona, mikrokontrolera, LiPo baterije i jednostavnog gumba. Tijekom kratkog vremenskog razdoblja dva puta sam optimizirao PCB tipku s instrumentima, tako da smo do sada na trećoj verziji PCB -a.

Kad želite vidjeti ponašanje ove sitnice, pogledajte ovaj video na mom Instagramu. Postoji mnogo video zapisa o kontrolnim tipkama na djelu i o tome kako su izgrađena. Dakle, za sve vas koji želite vidjeti više, sve možete pronaći ovdje @maker.moekoe.

Korak 1: Stvari koje će vam trebati

Za izradu vlastitog IoT nadzornog gumba potrebno vam je samo nekoliko komponenti. Iako postoje male razlike od verzije do verzije, dio za regulaciju napona ostaje isti. Za sve verzije trebat će vam:

• MCP1700 3, 3v LDO regulator napona
• 2x 1µF 1206 SMD kondenzatora

Dodatno za okruglu ili rekt verziju (lijevi dio gornje slike):

• PCB (verzija 1 ili 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 Lipo konektor 90 °
• Lipo baterija od 100mAh dimenzija 25x12 mm
• SMD dugme 3x6 mm

Ili dodatno za verziju novčanice (desni dio slike iznad):

• PCB (verzija 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb (w) LED
• 0, 1µF 1206 SMD kondenzator
• SMD dugme 6x6 mm
• 2450 držač za novčiće
• LIR2450 dugmasta baterija

Naravno, možete razmisliti o malom kućištu za kontrolnu tipku. Jednostavna ideja može se pronaći u petom koraku ovog uputstva.

Korak 2: Štampana ploča

Kad sam počeo s ovom tipkom za nadzornu ploču, stvorio sam verziju PCB -a jednu bez ikakvih posebnosti - samo nekoliko dijelova povezujući električnim tragovima. Ne bih preporučio ovu verziju jer je to bila prva verzija i nije razvijena kao ostale. Evo kratkog sažetka sve tri verzije:

Verzija 1 je bila moj prvi konačni nacrt koji ima neke stvari za optimizaciju. Možda ću ga ažurirati u budućnosti, ali već radi. Vanjske dimenzije PCB -a su 24x32 mm. Pokreće ga mala LiPo baterija i ima samo jedinicu za regulaciju napona za napajanje ESP8285-M3. Baterija se lijepi s nekoliko dvostranih traka na dnu armaturne tipke.

Verzija 2 sastoji se od drugog vanjskog oblika PCB -a. Okrugla je promjera 30 mm i uključuje ravninu tla na dvije trećine površine. Druga trećina je antena mikrokontrolera i ne bi se trebala preklapati s bilo kojim tragovima ili signalima uzemljenja kako bi se smanjile smetnje. Shema je ista kao i prva verzija. I kao prva verzija, zasnovana je na ESP8285-M3.

Verzija 3 ima i drugi vanjski oblik. Glavna razlika je u tome što se napaja standardnom baterijom LIR2450 koja se može lako zamijeniti ako se isprazni, pa stoga PCB mora biti malo veći od ostalih verzija. Dodatno, sastoji se od WS2812b rgb (w) koji vodi do različitih informacija. Nadalje, za razliku od druge dvije verzije, zasniva se na ESP8266-07S.

Zato samo odaberite verziju iz priloženih datoteka i pošaljite narudžbu u svoju omiljenu PCB kompaniju.

Svakako preporučujem drugu verziju, jer je najrazvijenija od svih, a mala veličina od samo 30 mm po meni je vrlo zgodna. Ako želite imati više funkcija u toj sitnici, pogledajte treću verziju, ali ova verzija je još uvijek u tijeku i možda će se morati optimizirati u nekim aspektima …

Korak 3: Dovršite PCB

Ako držite PCB u rukama, vrijeme je da zalemite komponente na njega. Da biste to učinili, možete koristiti bilo koju tehnologiju koja vam se sviđa. U mom slučaju sam lemio komponente lemnom pastom i tehnologijom reflow. Za to će vam trebati malo paste za lemljenje u šprici, stanica za lemljenje s reflowom (ili nešto poput pištolja s vrućim zrakom) ili pećnica. Kao što je prikazano u ovom videu (za drugu verziju) ili video zapisu iznad (za treću verziju), morate rasporediti malo paste za lemljenje na svaku smd žičanu podlogu prije nego što komponente postavite na predviđeno mjesto. U videu za drugu verziju prikazan je poluautomatski dozator i podložak, ali primijenjene komponente su dovoljno velike da ih mogu potpuno lemiti kao što je prikazano u gornjem videu za treću verziju.

Nakon toga možete staviti PCB u pećnicu ili ih lemiti prema odabranoj tehnologiji. Ovaj proces je takođe prikazan kao vremenski odmak u gornjem videu.

Naravno, to bi trebalo biti moguće i s običnim lemilicom, ali mislim da to neće biti najlakši način i morate biti strpljivi.

Korak 4: Bljeskanje ESP -a

Bljeskanje mikrokontrolera na PCB -u možda nije najlakši dio. No, prije toga da bi kontrolna tipka trebala biti što je moguće manja, na njoj se nalazi i što manje komponenti. Da biste to učinili, postoje tri važne stvari koje biste trebali iskoristiti.

• Premosnik žičane podloge GPIO0 (PROG za verziju tri) treba skratiti kako bi se ESP stavio u način programiranja. Imajte na umu da se mikrokontroler neće pokrenuti kao obično sa skraćenom žičanom pločicom GPIO0/PROG.
• Morate spojiti četiri žičana jastučića (3, 3v - gnd - rx - tx) na vanjski FTDI adapter. Na taj način ne morate lemiti neke žice na njega. Budući da sam poravnao četiri žičana jastučića u mreži od 2, 54 mm, možete uzeti 4-pinski pinheader, spojiti ga kratkospojnim kabelima na FTDI adapter i pritisnuti ga uz žičane jastučiće dok učitavate skicu. A budući da slika vrijedi više od hiljadu riječi, dodao sam jednu koja prikazuje ovaj proces.
• Odmah nakon što se pojavi poruka za učitavanje unutar Arduino IDE -a, morate jednom pritisnuti dugme za poništavanje (to je dugme THE - jedino dugme na komandnoj tabli). Nakon toga plava LED dioda na ESP -u trebala bi treptati nekoliko puta dok ne počne stalno bljeskati dok se traka za učitavanje unutar Arduino IDE -a napuni.

Moje kontrolno dugme je integrisano u Apples HomeKit okvir za kontrolu različitih stvari u mom domu. Neću ulaziti u detalje kako ga instalirati ili kako radi jer bi to izašlo iz okvira. Ako želite to učiniti na isti način, možete se pozvati na sjajan rad KhaosT -a, koji je radio na node.js implementaciji HomeKit servera dodatne opreme, koji sam i ja koristio. Za one koji će ga koristiti priložio sam datoteku Dashbutton_accessory.js.

Međutim, moguće je integrirati kontrolne gumbe u drugu postojeću aplikaciju za pametnu kuću, ili čak i više. Priloženi Arduino kôd radi s MQTT -om, koji će raditi sa gotovo svakom implementacijom pametne kuće.

Kada želite započeti s priloženim Arduino kodom, jednostavno dodajte svoje vjerodajnice za WiFi i IP adresu posrednika MQTT u sljedeće redove koda:

const char* ssid = "XXX";

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

Skica jednostavno budi ESP iz režima dubokog sna kada se dugme za resetovanje pritisne jednom. Nakon toga će se povezati s navedenom WiFi mrežom, kao i s posrednikom MQTT, prije nego što objavi jednostavnu poruku (poput jedne '1') na definiranu temu. Nakon toga ESP se vraća u režim dubokog sna. Ako vaša mreža bude nedostupna za ESP, vratit će se u način dubokog sna nakon šest sekundi, ali naravno bez objavljivanja bilo čega. Ovo je samo kako bi se spriječilo da se baterija isprazni vrlo brzo.

Korak 5: Odštampajte kućište

Kontrolna tipka bi već trebala raditi kada ste prešli ovaj korak. Ali trebao bi dobiti mali kovčeg kako bi se spriječila neka oštećenja na PCB -u ili elektronici. Naravno, ovo je kreativni dio ovog uputstva. Dakle, ako želite, možete dizajnirati vlastito kućište i odštampati ga na svom 3D štampaču kao što sam i ja. Možete početi ispočetka ili možete koristiti moju futrolu i dodati neke izmjene. Očigledno, kućište se može pronaći na Thingiverse -u, ali sam i ovdje priložio datoteke.

Kućište ili - da budemo precizniji - poklopac za verziju 3 još nije spreman, ali ažurirat ću ga što je prije moguće.

Korak 6: Zabavite se i budite kreativni

Nadajmo se da ćete sada moći promijeniti svjetla jednim pritiskom na dugme!

Barem su moji proračuni pokazali da će kapacitet baterije prve i druge verzije doseći do 150 dana sa sljedećim vrijednostima:

• LiPo kapacitet 105mAh
• struja opterećenja 70mA
• struja dubokog sna od 20µA
• vreme za objavljivanje 3 sekunde
• interval intervala od 2 na sat (to je više nego što će ikada doseći, pretpostavljam)
• faktor gubitka baterije od 30% (što je također vrlo visoko)

Vijek trajanja baterije verzije 3 trebao bi biti barem isti, dok ima kapacitet od 120 mAh. Međutim, na ploči ima LED diodu ws2812, koja će također vući određenu struju.

Sada je na vama! Nadam se da ste uživali čitajući ovaj Instructable ili ste možda uživali u izgradnji tako lijepe male stvari.

Ovaj, pa čak i drugi sjajni projekti mogu se pronaći na mojoj GitHub stranici makermoekoe.github.io. Za najnovija ažuriranja možete me pratiti na Instagramu.

Ako imate prijedloge ili vam nešto nije jasno, slobodno me pitajte u komentarima ispod ili mi napišite kratku poruku.

Pozdrav

maker moekoe