Nesnelerin İnterneti için Kendin Yap Kontrol Düğmesi: 6 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Hey yapımcılar, bu yapımcı moekoe!

Bu Eğitilebilir Kitapta size evlerinize nasıl daha fazla konfor ve lüks getireceğinizi göstermek istiyorum. Başlığı okurken, burada ne yapacağımızı tahmin edebilirsiniz. Amazon çevrimiçi mağazasını en az bir kez ziyaret eden herkes, amazon dashbutton denilen bu küçük şeyle karşı karşıya kalacaktır. Evinizin her yerine yapıştırabileceğiniz pille çalışan bu cihazlarla, tek bir tuşa basarak belirli bir ürünü yeniden sipariş etmek mümkün.

Bu nasıl yapılır, benzer bir şey yapacağız, ancak amazon'da hiçbir şeyi yeniden sıralamadan. Nesnelerin İnterneti'ni kontrol edeceğiz ya da buna İnternet Şeyleri diyelim - çünkü IoT herkesin ağzında ve Toi bana daha özel geliyor… Ve İnternet Şeylerinin ne olabileceği size kalmış. En azından bir wifi bağlantısı olan her şeyi muhtemelen kontrol edebilirsiniz. Benim durumumda, ışıklar, radyatörler ve sahneler gibi akıllı ev cihazlarını mevcut Apple HomeKit çerçeveme bağlayarak kontrol etmek istiyorum.

Aslında, bu projenin amacı, aşağıdaki hususları kapsayan, kendinden tasarımlı PCB'ye sahip bir elektronik cihaz inşa etmektir:

• sadece bir kontrol düğmesi içeren mümkün olduğunca basit
• mümkün olduğunca küçük
• gecikmeleri en aza indirmek için mümkün olduğunca hızlı
• mümkün olduğunca taşınabilir veya pille çalışan diyelim
• ve… peki, bir wifi bağlantısı olmalı

Sonuç genel olarak voltaj düzenleyici üniteli bir PCB, bir mikro denetleyici, bir LiPo pil ve basit bir düğmeden oluşur. Şu ana kadar PCB'nin üçüncü versiyonunda olmamız için kısa bir süre içinde Dashbutton PCB'yi iki kez optimize ediyorum.

Bu küçük şeyin davranışını görmek istediğinizde, Instagram'daki bu videoyu izleyin. Hareket halindeki kontrol düğmelerinin ve nasıl oluşturulduklarının birçok videosu var. Yani, daha fazlasını görmek isteyenler için her şeyi burada @maker.moekoe bulabilirsiniz.

Adım 1: İhtiyacınız Olan Şeyler

Kendi IoT kontrol düğmenizi oluşturmak için yalnızca birkaç bileşene ihtiyacınız var. Versiyondan versiyona ufak farklılıklar olsa da voltaj düzenleyici kısım aynı kalıyor. Tüm sürümler için ihtiyacınız olacak:

• MCP1700 3, 3v LDO voltaj regülatörü
• 2x 1µF 1206 SMD kapasitör

Ek olarak, yuvarlak veya düz versiyon için (yukarıdaki resmin sol kısmı):

• PCB (versiyon 1 veya 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 90° Lipo konektörü
• 25x12mm boyutlarında 100mAh Lipo pil
• 3x6mm SMD düğmesi

Veya ek olarak, düğme pil versiyonu için (yukarıdaki resmin sağ kısmı):

• PCB (sürüm 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb(w) LED'i
• 0, 1µF 1206 SMD kapasitör
• 6x6mm SMD düğmesi
• 2450 madeni para hücresi tutucusu
• LIR2450 düğme pil

Tabii ki, gösterge düğmesi için küçük bir yuva düşünebilirsiniz. Bu Eğitilebilir Tablonun beşinci adımında basit bir fikir bulunabilir.

Adım 2: Baskılı Devre Kartı

Bu gösterge düğmesi olayına başladığımda, herhangi bir özellik olmadan pcb versiyonunu yarattım - sadece birkaç parçayı elektriksel izlerle birleştirdim. Bu sürümü ilk taslak olduğu ve diğerleri gibi geliştirilmediği için tavsiye etmem. İşte üç versiyonun küçük bir özeti:

Sürüm 1, optimize edilecek bazı şeyleri olan ilk son taslağımdı. Belki ileride güncellerim ama zaten çalışıyor. PCB'nin dış boyutları 24x32mm'dir. Küçük bir LiPo pil ile çalışır ve sadece ESP8285-M3'e güç sağlamak için bir voltaj düzenleyici üniteye sahiptir. Pil, gösterge düğmesinin alt kısmında çift taraflı bir bantla yapışıyor.

Sürüm 2, PCB'nin başka bir dış şeklinden oluşur. 30 mm çapında yuvarlaktır ve alanın üçte ikisinde bir yer düzlemi içerir. Diğer üçüncüsü ise mikrodenetleyicinin antenidir ve parazitleri azaltmak için hiçbir iz veya toprak sinyali ile örtüşmemelidir. Şematik, sürüm bir ile aynıdır. Ve tıpkı birinci versiyon gibi bir ESP8285-M3'e dayanmaktadır.

Versiyon 3 de başka bir dış şekle sahiptir. Ana fark, boşaldığında kolayca değiştirilebilen standart bir LIR2450 pil ile çalıştırılması ve bu nedenle PCB'nin diğer sürümlerden biraz daha büyük olması gerektiğidir. Ek olarak, farklı şeyler hakkında bilgi vermek için yönlendirilen bir WS2812b rgb(w) içerir. Ayrıca ve diğer iki versiyonun aksine bir ESP8266-07S'ye dayanmaktadır.

Bu nedenle, ekli dosyalardan bir sürüm seçin ve siparişinizi en sevdiğiniz PCB şirketine verin.

Kesinlikle ikinci versiyonu tavsiye ediyorum, çünkü en gelişmiş olanı ve sadece 30 mm'lik küçük boyutu bence çok kullanışlı. Bu küçük şeyde daha fazla özelliğe sahip olmak istediğinizde, üçüncü sürüme bakın, ancak bu sürüm hala devam eden bir çalışmadır ve bazı yönlerden optimize edilmesi gerekebilir…

Adım 3: PCB'nizi Tamamlayın

PCB'nizi elinizde tutuyorsanız, bileşenleri lehimleme zamanı gelmiştir. Bunun için istediğiniz teknolojiyi kullanabilirsiniz. Benim durumumda bileşenleri lehim pastası ve reflow teknolojisi ile lehimledim. Bunun için bir şırıngada, bir yeniden akış lehimleme istasyonunda (veya sıcak hava tabancası gibi bir şeyde) veya bir fırında biraz lehim pastasına ihtiyacınız olacak. Bu videoda (ikinci sürüm için) veya yukarıdaki videoda (üçüncü sürüm için) gösterildiği gibi, bileşenleri sağlanan alana yerleştirmeden önce her smd tel pedine biraz lehim pastası dağıtmanız gerekir. İkinci versiyon için videoda yarı otomatik bir dağıtıcı ve plaser ile gösterilmektedir ancak uygulanan bileşenler, üçüncü versiyon için üst videoda gösterildiği gibi tamamen manuel olarak lehimlemek için yeterince büyüktür.

Bundan sonra PCB'yi fırına koyabilir veya seçtiğiniz teknolojiyle lehimleyebilirsiniz. Bu işlem de üstteki videoda timelapse olarak gösteriliyor.

Tabii bu normal bir havya ile de mümkün olmalı ama bence bu en kolay yol olmayacak ve çok sabırlı olmanız gerekiyor.

Adım 4: ESP'yi Yanıp Sönme

Mikrodenetleyicinin pcb üzerinde yanıp sönmesi en kolay kısım olmayabilir. Ancak bu nedenle, kısa çizgi düğmesi mümkün olduğunca küçük olmalıdır, ayrıca üzerinde mümkün olduğunca az bileşen vardır. Flashlamak için, kullanmanız gereken üç önemli şey vardır.

• ESP'yi programlama moduna geçirmek için GPIO0 (üçüncü sürüm için PROG) kablolu ped atlama kablosu kısaltılmalıdır. Mikrodenetleyicinin kısaltılmış bir GPIO0/PROG kablo pedi ile her zamanki gibi başlamayacağını unutmayın.
• Dört kablo pedini (3, 3v - gnd - rx - tx) harici bir FTDI adaptörüne bağlamanız gerekir. Bunu yaparak, ona bazı kabloları lehimlemek zorunda değilsiniz. 2, 54 mm ızgaradaki dört tel pedini hizaladığım için, 4 pinli bir pinheader alabilir, jumper kablolarıyla FTDI adaptörüne bağlayabilir ve taslağı yüklerken tel pedlere bastırabilirsiniz. Ve bir resim bin kelimeden daha değerli olduğu için bu işlemi gösteren bir resim ekledim.
• Arduino IDE içindeki yükleme mesajı göründükten hemen sonra, sıfırlama düğmesine bir kez basmanız gerekir (bu, düğmedir - gösterge düğmesindeki tek düğme). Bundan sonra, ESP üzerindeki mavi led, Arduino IDE içindeki yükleme çubuğu dolarken sürekli yanıp sönene kadar birkaç kez yanıp sönmelidir.

Gösterge düğmem, evimde farklı şeyleri kontrol etmek için Apples HomeKit çerçevesine entegre edilmiştir. Nasıl kurulacağını veya nasıl çalıştığını ayrıntılı olarak anlatmayacağım çünkü bu, kapsamın ötesine geçecektir. Aynı şekilde yapmak istiyorsanız, benim de kullandığım HomeKit aksesuar sunucusunun node.js uygulaması üzerinde çalışan KhaosT'un harika çalışmasına başvurabilirsiniz. Kullanacak olanlar için Dashbutton_accessory.js dosyasını ekledim.

Bununla birlikte, gösterge düğmelerini mevcut başka bir akıllı ev uygulamasına veya daha fazlasına entegre etmek mümkündür. Ekli Arduino kodu, neredeyse her akıllı ev uygulamasında çalışacak olan MQTT ile çalışıyor.

Ekli Arduino koduyla başlamak istediğinizde, aşağıdaki kod satırlarına wifi kimlik bilgilerinizi ve MQTT brokerlerinin IP adresini eklemeniz yeterlidir:

const char* ssid = "XXX";

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

Çizim, sıfırlama düğmesine bir kez basıldığında ESP'yi derin uyku modundan uyandırır. Bundan sonra, tanımlanan konuya basit bir mesaj (tek bir '1' gibi) yayınlamadan önce, belirtilen wifi ağına ve MQTT aracısına bağlanacaktır. Ardından ESP derin uyku moduna geri döner. Ağınız ESP için erişilemezse, altı saniye sonra derin uyku moduna geri döner, ancak elbette hiçbir şey yayınlamadan. Bu sadece pilin çok hızlı boşalmasını önlemek içindir.

Adım 5: Bir Muhafaza Yazdırın

Bu adıma ulaştığınızda, gösterge düğmesi zaten çalışıyor olmalıdır. Ancak PCB'ye veya elektronik aksama zarar vermemek için küçük bir kasa almalı. Tabii ki bu, bu Eğitilebilirliğin yaratıcı kısmı. Yani dilerseniz kendi kasanızı tasarlayıp benim yaptığım gibi 3d yazıcınıza yazdırabilirsiniz. Sıfırdan başlayabilir veya benim durumumu kullanarak bazı değişiklikler ekleyebilirsiniz. Açıkçası, muhafaza Thingiverse'de bulunabilir, ancak dosyaları buraya da ekledim.

Durum veya - daha doğrusu - sürüm 3'ün kapağı henüz hazır değil, ancak mümkün olan en kısa sürede güncelleyeceğim.

Adım 6: Eğlenin ve Yaratıcı Olun

Yani, umarım şimdi tek bir düğmeye basarak ışıklarınızı değiştirebilirsiniz!

En azından, hesaplamalarım, birinci ve ikinci sürümlerin pil kapasitesinin aşağıdaki değerlerle 150 güne kadar ulaşacağını gösterdi:

• 105mAh LiPo kapasitesi
• 70mA yük akımı
• 20µA derin uyku akımı
• 3 saniyelik yayınlama süresi
• saatte 2 düğme (bu, ulaşabileceğinden daha fazla, sanırım)
• %30 pil kaybı faktörü (bu da çok yüksek)

120 mAh kapasiteye sahip olan sürüm 3'ün pil ömrü en az aynı olmalıdır. Bununla birlikte, bir miktar akım çekecek olan ws2812 ledine sahiptir.

Şimdi size kalmış! Umarım bu Eğitilebilir Yazıyı okumaktan zevk almışsınızdır veya belki de böyle güzel bir küçük şey inşa etmekten keyif almışsınızdır.

Bu ve hatta diğer harika projeler GitHub Sayfam makermoekoe.github.io'da bulunabilir. En son güncellemeler için beni Instagram'da takip edebilirsiniz.

Herhangi bir öneriniz varsa veya sizin için net olmayan bir şey varsa, aşağıdaki yorumlarda bana sormaktan veya bana kısa bir mesaj yazmaktan çekinmeyin.

Saygılarımızla

yapımcı moekoe