La historia de este proyecto empezó con el corpus, parece una tontería, pero así empezó este proyecto. El estuche se compró en el sitio web de Aliexpress, debe tenerse en cuenta que la calidad del moldeado de plástico de este estuche es excelente. Después de una breve correspondencia con el vendedor, se envió un dibujo a la oficina de correos y comenzó el proyecto.
El dibujo en sí estaba muy mal dimensionado y la mitad de las medidas para los límites, cortes y agujeros tecnológicos de la futura placa de circuito impreso tuvieron que hacerse con un calibre. Habiendo recibido todas las dimensiones internas de la carcasa, quedó claro que el chip de radio tendría que estar "cableado" directamente en la PCB, ya que la altura desde la parte superior de la PCB hasta la superficie interna de la carcasa era de 1,8 mm, y la altura mínima del módulo de radio promedio terminado suele ser de 2 mm (sin la pantalla).
Para el sensor se eligió el SoC nRF52 en el paquete QFN48. En este caso en la serie nRF52, Nordic tiene tres opciones: nRF52810, nRF52811 (nuevo), nRF52832. Parámetros del chip: 64 MHz Cortex-M4, transceptor de 2,4 GHz, 512/256 KB Flash, 64/32 KB RAM para nRF52832 y 192 KB Flash, 24 KB RAM para nRF52810, nRF52811, chips multiprotocolo, soporte Bluetooth Low Energy, Bluetooth mesh, ESB, ANT y nRF52811, además de lo anterior, también Zigbee y Thread, así como la búsqueda de dirección Bluetooth.
El propio sensor decidió convertirlo en multisensor, de modo que pudiera usarse para diferentes tareas. Por este motivo, la disposición del chip debía hacerse lo más compacta posible, teniendo en cuenta que las dimensiones mínimas de los componentes no debían ser inferiores a 0603, para que el dispositivo pudiera ser soldado manualmente. Después de conectar el chip a la placa, comencé a seleccionar sensores. Lo principal que me guió durante la selección son las dimensiones del cuerpo del sensor y la posibilidad de soldar el sensor en casa con un conjunto mínimo de equipo (soldador y secador de pelo).
Se seleccionaron los siguientes sensores para el sensor: SHT20, SHt21, Si7020, Si7021, HTU21D (sensor de temperatura y humedad), todos estos sensores tienen el mismo cuerpo y los mismos pines, HDC2080 (sensor de temperatura y humedad) también tiene un cuerpo similar al anterior listado pero tiene una salida de interrupción adicional, más eficiente en energía, BME280 (sensor de temperatura, humedad y presión), LMT01 (sensor de temperatura), TMP117 (sensor de temperatura de alta precisión), alta eficiencia energética, salida de interrupción, ajuste de límites de temperatura superior e inferior, LIS2DW12 (acelerómetro ) de alta eficiencia energética, una de las mejores de su segmento o LIS2DH12.
También en la primera versión del sensor, había un interruptor de láminas en la lista, pero en revisiones posteriores se excluyó, ya que no había suficiente espacio para un interruptor de láminas de 1,6 cm con una bombilla de vidrio, y dividí un par de sensores de este tipo instalando la placa terminada en la carcasa, también debido al cuadrado El tipo de caja y su pequeña altura, el dispositivo no era muy adecuado para el papel de un sensor magnético de apertura y cierre.
Además de los sensores, el sensor tiene 2 LED, uno de los cuales es rgb ubicado en la parte inferior del sensor. Dos botones smd, uno conectado para reiniciar, el segundo "personalizado" para implementar algún tipo de escenarios de operación del sensor. El cuerpo del sensor consta de tres partes, el cuerpo principal, un inserto interno con un orificio que sostiene la batería y se fija al cuerpo principal con cuatro tornillos, y una cubierta inferior que encaja en los orificios del inserto interno. También hay 4 pines analógicos, 2 digitales y también dos pines más que pueden ser una antena NFC o pines digitales, un puerto SWD.
El LED RGB y los botones están ubicados en la placa de circuito impreso de tal manera que se puede acceder a ellos fácilmente cuando se quita la cubierta inferior a través de los orificios del inserto interior, que están diseñados para encajar la cubierta posterior.
El dispositivo ha pasado por dos revisiones, ya que anteriormente se instaló el sensor de luz MAX44009 en lugar del sensor TMP117, que luego fue reemplazado por un sensor de temperatura, ambos sensores tienen el mismo cuerpo, pero diferentes pines en las patas, puede ser en vano que fue reemplazado, puede que valga la pena regresar.
Ahora tengo 4 de estos dispositivos en casa, dos de ellos son sensores de temperatura y humedad con sensores Si7021 (uno en nRF52832, el segundo en nRF52811), uno es un sensor de choque implementado en el acelerómetro LIS2DW12 (nRF52810) y un sensor de control de temperatura en el sensor LMT01 (nRF52810 ).
El sensor inalámbrico funciona con una batería cr2032, el consumo en suspensión es de 1.8μA para nRF52810, nRF52811 y 3.7μA para nRF52832. Consumo en modo transmisión de datos 8mA.
La descripción del protocolo utilizado, el desarrollo de software para este sensor para diferentes escenarios de uso, creo, está fuera del alcance de este artículo.
La prueba del funcionamiento del sensor con el sistema de hogar inteligente se puede ver en un breve video a continuación.
El proyecto de este sensor es de código abierto, puede obtener todos los materiales del proyecto en mi GitHub .
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