La primera versión del dispositivo se hizo en un microcontrolador atmega328 y un módulo de radio nRF24L01. Rápidamente quedó claro que no había suficiente memoria para trabajar con la pantalla de tinta electrónica y el consumo de energía del dispositivo es bastante grande.
Prueba de la primera versión del dispositivo:
Se utiliza un sensor de temperatura y humedad SHT20. Alimentado por dos baterías CR2430 (6V) a través de un convertidor reductor.
La siguiente versión del dispositivo se desarrolló en el nRF52832. Para esta versión, se eligió un módulo de radio de Holyiot YJ-16048. Especificaciones del chip de radio: ARM Cortex-M4F con 512kb 64kb RAM. Transceptor incorporado de 2,4 GHz, compatible con BLE, ANT, ESB (compatible con nRF24L01). Lea más sobre esta versión aquí .
En esta versión, no hubo problemas para almacenar una gran cantidad de datos en la memoria del microcontrolador. La presencia en el nRF52 del modo DC-DC, para operar la radio en un modo con optimización de energía (ahorro de hasta un 40%), ha reducido el consumo pico máximo a 7-8mA. La segunda versión del sensor, al igual que la primera, se planeó como un módulo de desarrollo, por lo que no se planteó la cuestión de elegir una carcasa.
Prueba del prototipo de la segunda versión.
También se utiliza el sensor de temperatura y humedad SHT20. Alimentado por dos baterías CR2450 a través de un convertidor reductor TPS62745DSSR de baja potencia.
La segunda versión del sensor mostró buenos resultados: bajo consumo, largo tiempo de funcionamiento con un juego de baterías, la capacidad de almacenar y mostrar gráficos "pesados".
Naturalmente, quería llevar el proyecto al estado de un dispositivo terminado. Por tanto, la primera etapa fue el cuerpo. El diseño de la placa se ha rediseñado para permitir su instalación en la carcasa. El modelo de casco se desarrolló en el software SolidWorks. Imprimí los primeros casos en la impresora SLA para consumidores de Anycubic Foton. Las ventajas fueron una alta precisión de impresión y la facilidad de posprocesamiento de la carcasa (pulido). De las desventajas (en ese momento) de imprimir la caja con resina polimérica, había fragilidad. No es que el modelo impreso se deshaga en las manos, pero si deja caer el dispositivo ensamblado (con baterías), lo más probable es que la carcasa se rompa (lo que sucedió una vez).
También debido a esta propiedad del material, hubo problemas para apretar los tornillos para conectar las dos partes de la caja. Después de varias docenas de atornillar - desatornillar los orificios para la rosca, el material de las paredes se desarrolló y los tornillos comenzaron a desplazarse. Arriba, entre paréntesis, escribí - "en ese momento", así que ahora las cosas están mucho mejor. Comenzaron a aparecer resinas en el mercado, a un precio muy razonable y con excelentes características de resistencia.
Prueba del prototipo de la tercera versión:
En esta versión, la lista de sensores se ha ampliado. Además de SHT20, el software puede funcionar con sensores si7021, HTU21D, así como con BME280 (versión separada de la placa).
A partir de esta versión, el dispositivo puede funcionar con una sola batería. Funcionamiento a través de un convertidor reductor o directamente desde baterías, configuradas por puentes. Además, con la ayuda de puentes, se establece la secuencia de conexión de dos baterías: en serie o en paralelo. Además de esto, se ha ampliado la lista de módulos de radio y se han desarrollado versiones de placas para módulos de radio EBYTE y MINEW.
Para trabajar en un modo más económico, se ha agregado soporte para los chips nRF52810 y nRF52811, lo que ha reducido el consumo en modo de suspensión a 1.7 - 2 μA.
Para darle más resistencia a la carcasa, se decidió desarrollar un modelo de la carcasa para imprimir en una impresora FDM. El modelo en sí se ha simplificado y los bordes se han eliminado del diseño.
Debido al hecho de que la resistencia de los materiales para la impresión FDM es mayor, se ha reducido el grosor de la pared y se han minimizado todos los espacios entre la caja y el tablero.
Por el momento, se han desarrollado 3 variantes de la carcasa, para diferentes baterías. Desde la más delgada para baterías SK2430 hasta la más duradera para dos baterías CR2477. Todas las opciones de modelo de cuerpo están disponibles en el GitHub del proyecto.
También se rediseñó el software, se agregó la función de configurar el dispositivo a través del sistema Smart Home, lo que eliminó la necesidad de actualizar el dispositivo.
Por el momento, puedes personalizar:
- intervalos de sondeo del sensor de temperatura y humedad
- intervalos de lectura del nivel de batería
- vinculación a otros dispositivos para la transferencia de datos
- permitiendo el funcionamiento autónomo sin integración en una casa inteligente.
- Además, se ha agregado a la interfaz soporte para múltiples idiomas y la capacidad de invertir el color de la pantalla.
Prueba de la tercera versión actualizada.
El video muestra cómo funciona el dispositivo con la red de radio MySensors y cómo se configura el dispositivo mediante el envío de parámetros desde el sistema de hogar inteligente.
Este proyecto continúa desarrollándose activamente ahora. Ya existe un prototipo de la cuarta versión, más precisamente, probablemente esto ya sea una rama, ya que la cuarta versión se reelabora significativamente en términos de hardware. Además, en base a este proyecto, nacieron varios proyectos más similares para otros tamaños de pantalla.
La información sobre este proyecto se puede encontrar en GitHub . El proyecto está abierto, los archivos para hacer placas, circuitos, modelos de casos y código de programa están disponibles en github.
Tan pronto como mis proyectos estén listos, definitivamente hablaré de ellos.
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