Nadzorni gumb DIY za internet stvari: 6 korakov (s slikami)

2025 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2025-01-13 06:58

Hej izdelovalci, to je izdelovalec moekoe!

V tem navodilu vam želim pokazati, kako v svoje domove vnesti več udobja in razkošja. Ko berete naslov, lahko uganite, kaj bomo tukaj zgradili. Vsakdo, ki vsaj enkrat obišče spletno trgovino Amazon, se bo soočil s to malenkostjo, imenovano amazonska nadzorna tipka. S temi napravami na baterijski pogon, ki jih lahko pritrdite povsod v vašem domu, je mogoče z enim pritiskom na gumb spremeniti vrstni red določenega izdelka.

V tem članku bomo naredili nekaj podobnega, vendar ne bomo ničesar preuredili na Amazon. Mi bomo nadzorovali internet stvari ali pa temu rečemo stvari interneta - samo zato, ker je internet stvari v ustih vsakega posameznika in Toi se mi zdi bolj poseben … In kaj bi lahko bile stvari interneta, je odvisno od vas. Lahko bi nadzorovali vse, kar ima vsaj wifi povezavo. V mojem primeru želim nadzorovati svoje pametne domače naprave, kot so luči, radiatorji in prizori, tako da jih povežem z obstoječim ogrodjem Apple HomeKit.

Tako je pravzaprav cilj tega projekta zgraditi elektronsko napravo s samonačrtovanim tiskanim vezjem, ki ima naslednje vidike:

• čim bolj preprosto, saj vsebuje samo en gumb za upravljanje
• čim manjši
• čim hitreje zmanjšati zamude
• čimbolj prenosljiv ali pa ga imenujmo baterijski
• in kot … no, mora imeti wifi povezavo

Na splošno je rezultat sestavljen iz tiskanega vezja z enoto za uravnavanje napetosti, mikrokrmilnika, LiPo baterije in preprostega gumba. V kratkem času dvakrat optimiziram tiskano vezje armaturne tipke, tako da smo do sedaj pri tretji različici tiskanega vezja.

Ko želite videti obnašanje te malenkosti, si oglejte ta video na mojem Instagramu. Obstaja veliko video posnetkov, kako delujejo armaturne tipke in kako so zgrajene. Torej, za vse, ki želite videti več, lahko najdete vse tukaj @maker.moekoe.

Korak: Stvari, ki jih boste potrebovali

Za izdelavo lastnega nadzornega gumba IoT potrebujete le nekaj komponent. Čeprav obstajajo majhne razlike od različice do različice, del za uravnavanje napetosti ostaja enak. Za vse različice boste potrebovali:

• MCP1700 3, 3v LDO regulator napetosti
• 2x 1µF 1206 SMD kondenzatorji

Dodatno za okroglo ali pravokotno različico (levi del slike zgoraj):

• PCB (različica 1 ali 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 Lipo konektor 90 °
• Lipo baterija 100mAh z dimenzijami 25x12 mm
• 3x6 mm SMD gumb

Ali dodatno za različico kovanca (desni del slike zgoraj):

• PCB (različica 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb (w) LED
• 0, 1 μF 1206 SMD kondenzator
• 6x6 mm SMD gumb
• Nosilec za gumbaste celice 2450
• LIN2450 gumbna baterija

Seveda si lahko omislite majhno ohišje za armaturno tipko. Preprosto idejo najdete v petem koraku tega navodila.

2. korak: Tiskano vezje

Ko sem začel s tem gumbom z armaturno tipko, sem ustvaril različico pcb one brez posebnosti - le nekaj delov sem povezal z električnimi sledovi. Te različice ne bi priporočal, ker je bil to prvi osnutek in ni razvit kot drugi. Tu je majhen povzetek vseh treh različic:

Različica 1 je bila moj prvi končni osnutek, ki ima nekaj stvari za optimizacijo. Mogoče ga bom v prihodnje posodobil, vendar že deluje. Zunanje dimenzije tiskanega vezja so 24 x 32 mm. Napaja ga majhna LiPo baterija in ima samo enoto za uravnavanje napetosti za napajanje ESP8285-M3. Baterija se drži z nekaj dvostranskim trakom na dnu armaturne tipke.

Različica 2 je sestavljena iz druge zunanje oblike tiskanega vezja. Okrogla je s premerom 30 mm in vključuje površino zemlje na dveh tretjinah površine. Druga tretjina je antena mikrokrmilnika in je ne smemo prekrivati s sledmi ali zemeljskimi signali, da bi zmanjšali motnje. Shema je enaka različici ena. Tako kot prva različica temelji na ESP8285-M3.

Različica 3 ima tudi drugo zunanjo obliko. Glavna razlika je v tem, da ga napaja standardna baterija LIR2450, ki jo je mogoče enostavno zamenjati, če se izprazni, zato mora biti tiskano vezje nekoliko večje od drugih različic. Poleg tega je sestavljen iz WS2812b rgb (w), ki vodi do različnih informacij. Poleg tega v nasprotju z drugimi dvema različicama temelji na ESP8266-07S.

Zato preprosto izberite različico iz priloženih datotek in oddajte naročilo pri svojem najljubšem podjetju za tiskane vezje.

Vsekakor priporočam drugo različico, ker je najbolj razvita od vseh in je majhna velikost le 30 mm po mojem mnenju zelo priročna. Če želite v tej malenkosti imeti več funkcij, se obrnite na tretjo različico, vendar je ta različica še vedno v teku in jo je treba v nekaterih pogledih optimizirati …

3. korak: Dokončajte tiskano vezje

Če držite PCB v rokah, je čas, da komponente spajkate. Če želite to narediti, lahko uporabite poljubno tehnologijo. V mojem primeru sem komponente spajkal s spajkalno pasto in tehnologijo reflow. Za to potrebujete nekaj spajkalne paste v brizgi, spajkalno postajo za ponovno polnjenje (ali nekaj podobnega pištoli za vroč zrak) ali pečico. Tako kot je prikazano v tem videoposnetku (za različico dve) ali zgornjem videoposnetku (za različico tri), morate delček spajkalne paste nanesti na vsako smd žično blazinico, preden sestavne dele postavite na predvideni prostor. V videoposnetku za različico dve je prikazan s polavtomatskim razpršilnikom in podajalnikom, vendar so uporabljene komponente dovolj velike, da jih lahko popolnoma spajkate, kot je prikazano v zgornjem videu za tretjo različico.

Po tem lahko vstavite tiskano vezje v pečico ali jih spajkate po izbrani tehnologiji. Ta postopek je v zgornjem videu prikazan tudi kot časovni zamik.

Seveda bi to moralo biti mogoče tudi z običajnim spajkalnikom, vendar mislim, da to ne bo najlažji način in morate biti zelo potrpežljivi.

4. korak: Utripanje ESP

Utripanje mikrokrmilnika na tiskanem vezju morda ni najlažji del. Toda zato, da mora biti armaturna tipka čim manjša, je na njej tudi čim manj komponent. Če želite to narediti, morate uporabiti tri pomembne stvari.

• Mostiček žične blazinice GPIO0 (PROG za različico tri) je treba skrajšati, da se ESP postavi v način programiranja. Upoštevajte, da se mikrokrmilnik ne bo zagnal kot običajno s skrajšano žično blazinico GPIO0/PROG.
• Štiri žične blazinice (3, 3v - gnd - rx - tx) morate priključiti na zunanji adapter FTDI. Pri tem vam ni treba spajkati nekaj žic. Ker sem poravnal štiri žične blazinice v mreži 2, 54 mm, lahko vzamete 4-polni zatič, ga povežete s skakalnimi kabli na adapter FTDI in ga med nalaganjem skice pritisnete ob žične blazinice. In ker je slika vredna več kot tisoč besed, sem dodal eno, ki prikazuje ta postopek.
• Takoj po tem, ko se prikaže sporočilo o nalaganju v Arduino IDE, morate enkrat pritisniti gumb za ponastavitev (to je gumb THE - edini gumb na armaturni tipki). Po tem bi morala modra dioda na ESP -ju nekajkrat utripati, dokler ne utripa stalno, medtem ko se vrstica za nalaganje v Arduino IDE napolni.

Moj nadzorni gumb je integriran v okvir Apples HomeKit za nadzor različnih stvari v mojem domu. Ne bom podrobno opisal, kako ga namestiti ali kako deluje, ker bi to preseglo okvir. Če želite to narediti na enak način, se lahko sklicujete na odlično delo KhaosT -a, ki je delal na izvedbi node.js strežnika za dodatno opremo HomeKit, ki sem ga tudi jaz uporabil. Za tiste, ki ga bodo uporabljali, sem priložil datoteko Dashbutton_accessory.js.

Vendar je mogoče armaturne gumbe vključiti v drugo obstoječo aplikacijo za pametni dom ali celo več. Priložena koda Arduino deluje z MQTT, ki bo delovala s skoraj vsako izvedbo pametnega doma.

Ko želite začeti s priloženo kodo Arduino, preprosto dodajte svoje poverilnice za wifi in naslov IP posrednikov MQTT v naslednjih kodnih vrsticah:

const char* ssid = "XXX";

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

Skica preprosto prebudi ESP iz načina globokega spanja, ko enkrat pritisnete gumb za ponastavitev. Po tem se bo povezal z določenim omrežjem wifi in z posrednikom MQTT, preden objavi preprosto sporočilo (na primer en sam »1«) na določeno temo. Nato se ESP vrne v način globokega spanja. Če vaše omrežje za ESP ni dosegljivo, se bo po šestih sekundah vrnilo v način globokega spanja, seveda pa brez objave ničesar. To je samo zato, da preprečite, da bi se baterija zelo hitro izpraznila.

5. korak: Natisnite ohišje

Ko ste dosegli ta korak, mora armaturna tipka že delovati. Moral bi dobiti majhen kovček, da preprečite poškodbe tiskanega vezja ali elektronike. Seveda je to ustvarjalni del tega navodila. Torej, če želite, lahko oblikujete lastno ohišje in ga natisnete na svojem 3D tiskalniku, kot sem to storil jaz. Lahko začnete iz nič ali pa uporabite moj ovitek in dodate nekaj sprememb. Očitno je ohišje mogoče najti na Thingiverse, vendar sem datoteke priložil tudi tukaj.

Etui ali - če sem natančnejši - pokrov za različico 3 še ni pripravljen, vendar ga bom čim prej posodobil.

6. korak: Zabavajte se in bodite ustvarjalni

Upajmo, da lahko zdaj z enim samim pritiskom na gumb zamenjate luči!

Vsaj so moji izračuni pokazali, da bo zmogljivost baterije prve in druge različice pri naslednjih vrednostih dosegla do 150 dni:

• LiPo zmogljivost 105 mAh
• obremenitveni tok 70mA
• potopni tok 20 μA
• čas objave 3 sekunde
• interval med gumbi 2 na uro (to je več, kot bo kdaj dosegel, mislim)
• faktor izgube baterije 30% (kar je tudi zelo visoko)

Življenjska doba baterije pri različici 3 mora biti vsaj enaka, zmogljivost pa je 120 mAh. Vendar pa ima na krovu vodilno enoto ws2812, ki bo črpala tudi nekaj toka.

Zdaj je odvisno od vas! Upam, da ste uživali v branju tega Instructable -a ali pa ste uživali v izdelavi tako lepe malenkosti.

Ta in celo drugi kul projekti so na moji strani GitHub makermoekoe.github.io. Za najnovejše posodobitve me lahko spremljate na Instagramu.

Če imate kakršne koli predloge ali če vam kaj ni jasno, me vprašajte v spodnjih komentarjih ali mi napišite kratko sporočilo.

S spoštovanjem

izdelovalec moekoe