دکمه DIY برای اینترنت اشیا: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

هی سازندگان ، این moekoe سازنده است!

در این دستورالعمل می خواهم به شما نشان دهم که چگونه راحتی و تجمل بیشتری را به خانه های خود بیاورید. هنگام خواندن عنوان ، ممکن است حدس بزنید که ما در اینجا چه چیزی خواهیم ساخت. هرکسی که حداقل یکبار از فروشگاه اینترنتی آمازون دیدن کند ، با این چیز کوچکی به نام دکمه آمازون مواجه می شود. با استفاده از این دستگاه های مجهز به باتری ، که می توانید آنها را در همه جای خانه خود بچسبانید ، امکان سفارش مجدد یک محصول مشخص شده با یک دکمه وجود دارد.

در این روش ما قصد داریم چیزی مشابه ایجاد کنیم ، اما بدون تغییر مجدد چیزی در آمازون. ما اینترنت اشیا را کنترل می کنیم یا اجازه می دهیم این را چیزهای اینترنت بنامیم - فقط به این دلیل که اینترنت اشیا در دهان همه وجود دارد و Toi برای من خاص تر به نظر می رسد … و اینکه چیزهای اینترنت چه چیزی می تواند باشد ، به شما بستگی دارد. احتمالاً می توانید همه چیز را که حداقل دارای اتصال وای فای است کنترل کنید. در مورد من ، من می خواهم دستگاه های خانه هوشمند خود مانند چراغ ها ، شوفاژها و صحنه ها را با اتصال به چارچوب موجود Apple HomeKit کنترل کنم.

در واقع ، هدف این پروژه ساخت یک دستگاه الکترونیکی با PCB خود طراحی است که جنبه های زیر را در بر می گیرد:

• تا آنجا که ممکن است فقط حاوی یک دکمه کنترل باشد
• تا حد امکان کوچک
• تا حد امکان تاخیرها را به حداقل برسانید
• تا آنجا که ممکن است قابل حمل باشد ، یا بگذارید آن را باتری بنامیم
• و به عنوان… خوب ، باید اتصال wifi داشته باشد

نتیجه به طور کلی شامل یک PCB با واحد تنظیم ولتاژ ، میکروکنترلر ، باتری LiPo و یک دکمه ساده است. در مدت زمان کوتاهی ، من دوبار دکمه مدار چاپی را بهینه می کنم ، به گونه ای که ما در نسخه سوم PCB قرار داریم.

وقتی می خواهید رفتار این چیز کوچک را ببینید ، این ویدیو را در اینستاگرام من ببینید. ویدئوهای زیادی از دکمه های داشبورد و نحوه ساخت آنها وجود دارد. بنابراین ، برای همه شما که می خواهید بیشتر ببینید ، می توانید همه چیز را اینجا @maker.moekoe پیدا کنید.

مرحله 1: چیزهایی که به آنها نیاز خواهید داشت

برای ساختن دکمه خودکار اینترنت اشیا فقط به چند جزء نیاز دارید. با وجود تفاوتهای جزئی از نسخه به نسخه ، بخش تنظیم ولتاژ ثابت می ماند. برای همه نسخه ها به موارد زیر نیاز دارید:

• MCP1700 3 ، تنظیم کننده ولتاژ LDO 3 ولت
• 2x 1μF 1206 خازن SMD

بعلاوه برای نسخه گرد یا راست (قسمت سمت چپ تصویر بالا):

• PCB (نسخه 1 یا 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 کانکتور 90 درجه لیپو
• باتری 100 میلی آمپری لیپو با ابعاد 25x12 میلی متر
• دکمه SMD 3x6 میلی متری

یا به علاوه برای نسخه سلول سکه (قسمت راست تصویر بالا):

• PCB (نسخه 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb (w) LED
• 0 ، 1µF 1206 خازن SMD
• دکمه SMD 6x6mm
• نگهدارنده سلول سکه 2450
• باتری سکه ای LIR2450

البته ، می توانید در مورد یک محفظه کوچک برای دکمه داشبورد فکر کنید. یک ایده ساده را می توان در مرحله پنجم این دستورالعمل یافت.

مرحله 2: برد مدار چاپی

وقتی کار با این دکمه دکمه را شروع کردم ، نسخه pcb را بدون هیچ ویژگی خاصی ایجاد کردم - فقط چند قسمت را با آثار الکتریکی متصل کردم. من این نسخه را توصیه نمی کنم زیرا اولین پیش نویس بود و مانند بقیه توسعه نیافته است. در اینجا یک خلاصه کوچک از هر سه نسخه وجود دارد:

نسخه 1 اولین پیش نویس نهایی من بود که مواردی برای بهینه سازی دارد. شاید در آینده آن را به روز کنم اما در حال حاضر کار می کند. PCB دارای ابعاد بیرونی 24x32mm است. منبع تغذیه آن یک باتری کوچک LiPo است و فقط یک واحد تنظیم ولتاژ برای تغذیه ESP8285-M3 دارد. باتری با یک نوار دو طرفه در پایین دکمه داشبورد چسبیده است.

نسخه 2 شامل شکل بیرونی دیگری از PCB است. گرد است با قطر 30 میلی متر و شامل یک سطح زمینی است که بیش از دو سوم مساحت را شامل می شود. یک سوم دیگر آنتن میکروکنترلر است و نباید برای کاهش تداخل با هیچ یک از آثار یا سیگنال های زمینی همپوشانی داشته باشد. شماتیک همان نسخه یک است. و درست به عنوان نسخه یک بر اساس ESP8285-M3 است.

نسخه 3 شکل بیرونی دیگری نیز دارد. تفاوت اصلی این است که از یک باتری استاندارد LIR2450 تغذیه می کند که در صورت خالی شدن به راحتی قابل تعویض است و بنابراین PCB باید کمی بزرگتر از نسخه های دیگر باشد. علاوه بر این ، از یک WS2812b rgb (w) تشکیل شده است که می تواند در مورد موارد مختلف اطلاع رسانی کند. علاوه بر این ، بر خلاف دو نسخه دیگر ، بر اساس ESP8266-07S است.

بنابراین فقط یک نسخه از فایل های پیوست را انتخاب کنید و سفارش خود را در شرکت PCB مورد علاقه خود قرار دهید.

من قطعاً نسخه دو را توصیه می کنم ، زیرا از همه پیشرفته ترین است و اندازه کوچک فقط 30 میلی متر به نظر من بسیار مفید است. وقتی می خواهید ویژگی های بیشتری در آن چیز کوچک داشته باشید ، به نسخه سه مراجعه کنید ، اما این نسخه هنوز در حال پیشرفت است و ممکن است در برخی جنبه ها بهینه شود…

مرحله 3: PCB خود را تکمیل کنید

اگر PCB خود را در دستان خود دارید ، وقت آن است که قطعات را به آن لحیم کنید. برای این کار می توانید از هر فناوری که دوست دارید استفاده کنید. در مورد من ، من قطعات را با تکنولوژی لحیم کاری و reflow لحیم کردم. برای این کار به مقداری خمیر لحیم کاری در سرنگ ، ایستگاه لحیم کاری مجدد (یا چیزی شبیه تفنگ هوای گرم) یا فر نیاز دارید. همانطور که در این ویدئو (برای نسخه دو) یا فیلم بالا (برای نسخه سه) نشان داده شده است ، قبل از اینکه اجزاء را در فضای ارائه شده خود قرار دهید ، باید مقداری خمیر لحیم کاری را در هر پد سیم smd پخش کنید. در ویدئوی نسخه دو ، آن را با یک دستگاه پخش کننده و پلاستر نیمه اتوماتیک نشان می دهید ، اما اجزای کاربردی آنقدر بزرگ هستند که می توان آنها را بصورت دستی به هم چسباند ، همانطور که در فیلم بالا برای نسخه سه نشان داده شده است.

پس از این کار می توانید PCB را داخل فر بگذارید یا آنها را با فناوری انتخابی خود لحیم کنید. این فرایند در ویدئوی بالا به صورت تایم لپس نیز نشان داده شده است.

البته ، این باید با یک لحیم کاری معمولی نیز امکان پذیر باشد ، اما من فکر می کنم این ساده ترین راه نخواهد بود و شما باید بسیار صبور باشید.

مرحله 4: فلش کردن ESP

فلش کردن میکروکنترلر روی PCB ممکن است ساده ترین قسمت نباشد. اما بنابراین دکمه داشبورد باید تا حد ممکن کوچک باشد ، همچنین تا آنجا که ممکن است اجزای کمتری روی آن وجود دارد. برای روشن کردن آن ، سه نکته مهم وجود دارد که باید از آنها استفاده کنید.

• بلوز پد GPIO0 (PROG برای نسخه سه) باید کوتاه شود تا ESP در حالت برنامه نویسی قرار گیرد. در نظر داشته باشید که میکروکنترلر طبق معمول با پد کوتاه سیم GPIO0/PROG شروع به کار نمی کند.
• شما باید چهار پد سیم (3 ، 3v - gnd - rx - tx) را به یک آداپتور FTDI خارجی متصل کنید. با انجام این کار ، لازم نیست مقداری سیم را به آن لحیم کنید. از آنجا که من چهار پد سیم را در شبکه 2 ، 54 میلی متری تراز کرده ام ، می توانید یک هد سر 4 پین بردارید ، آن را با کابل های بلوز به آداپتور FTDI وصل کرده و هنگام بارگذاری طرح ، آن را به پدهای سیم فشار دهید. و از آنجا که ارزش یک عکس از هزار کلمه بیشتر است ، من یک عکس اضافه کردم که این روند را نشان می دهد.
• درست پس از ظاهر شدن پیام بارگذاری داخل Arduino IDE ، باید یکبار دکمه تنظیم مجدد را فشار دهید (این دکمه THE است - تنها دکمه روی دکمه داشبورد). پس از این چراغ آبی در ESP باید چند بار چشمک بزند تا زمانی که نوار بارگذاری داخل Arduino IDE پر می شود به طور مداوم چشمک بزند.

دکمه من در چارچوب Apples HomeKit برای کنترل چیزهای مختلف در خانه من یکپارچه شده است. من جزئیات نحوه نصب یا نحوه کار آن را توضیح نمی دهم زیرا این فراتر از محدوده است. اگر می خواهید این کار را به همان شیوه انجام دهید ، می توانید به کار فوق العاده KhaosT ، که در پیاده سازی node.js سرور لوازم جانبی HomeKit ، که من نیز از آن استفاده کردم ، مراجعه کنید. برای کسانی که از آن استفاده می کنند ، فایل Dashbutton_accessory.js را ضمیمه کردم.

با این حال ، می توان دکمه های داشبورد را در دیگر برنامه های خانه هوشمند موجود یا حتی بیشتر ادغام کرد. کد پیوست آردوینو با MQTT کار می کند ، که تقریباً با هر نوع اجرای خانه هوشمند کار می کند.

هنگامی که می خواهید با کد پیوست Arduino شروع کنید ، به سادگی اعتبار WiFi و آدرس IP کارگزاران MQTT را در خطوط کد زیر اضافه کنید:

const char* ssid = "XXX"؛

const char* رمز عبور = "XXX"؛ const char* mqtt_server = "192.168.2.120"؛

وقتی یک بار دکمه تنظیم مجدد را فشار می دهید ، این طرح به سادگی ESP را از حالت خواب عمیق بیدار می کند. پس از این ، قبل از انتشار یک پیام ساده (مانند "1") به موضوع تعریف شده ، به شبکه wifi مشخص شده و همچنین به کارگزار MQTT متصل می شود. پس از آن ESP به حالت خواب عمیق باز می گردد. اگر شبکه شما برای ESP غیرقابل دسترسی باشد ، پس از شش ثانیه به حالت عمیق خواب برمی گردد ، اما البته بدون انتشار چیزی. این فقط برای جلوگیری از خالی شدن سریع باتری است.

مرحله 5: چاپ مسکن

وقتی به این مرحله رسیدید ، دکمه داشبورد باید کار کند. اما برای جلوگیری از صدمه به PCB یا قطعات الکترونیکی ، باید یک کیس کوچک داشته باشد. البته این بخش خلاق این دستورالعمل است. بنابراین ، در صورت تمایل ، می توانید محفظه شخصی خود را طراحی کرده و مانند پرینتر سه بعدی خود چاپ کنید. می توانید از ابتدا شروع کنید یا می توانید از مورد من استفاده کنید و برخی تغییرات را اضافه کنید. بدیهی است که مسکن را می توانید در Thingiverse پیدا کنید ، اما من فایلها را در اینجا نیز ضمیمه کرده ام.

مورد یا - به عبارت دقیق تر - درب نسخه 3 هنوز آماده نیست ، اما در اسرع وقت آن را به روز می کنم.

مرحله ششم: لذت ببرید و خلاق باشید

بنابراین ، امیدوارم بتوانید چراغ های خود را با یک دکمه تنها در حال حاضر تغییر دهید!

حداقل ، محاسبات من نشان داده است که ظرفیت باتری نسخه یک و دو با مقادیر زیر تا 150 روز می رسد:

• ظرفیت LiPo 105 میلی آمپر ساعت
• جریان بار 70 میلی آمپر
• جریان خواب 20 میکرو آمپر
• زمان انتشار 3 ثانیه
• فاصله بین دکمه ها 2 در ساعت (حدس می زنم بیشتر از حد ممکن باشد)
• ضریب از دست دادن باتری 30 (که بسیار زیاد است)

طول عمر باتری نسخه 3 باید حداقل یکسان باشد ، در حالی که ظرفیت آن 120 میلی آمپر ساعت است. با این حال ، دارای ws2812 led است ، که مقداری جریان را نیز جذب می کند.

حالا بستگی به خودت داره! امیدوارم از خواندن این کتاب آموزشی لذت ببرید یا شاید از ساختن چنین چیز کوچک زیبا لذت برده باشید.

این و حتی پروژه های جالب دیگر را می توانید در صفحه GitHub من پیدا کنید makermoekoe.github.io. برای به روزرسانی های اخیر می توانید من را در اینستاگرام دنبال کنید.

اگر پیشنهادی دارید یا اگر چیزی برای شما مبهم است ، در صورت تمایل از من در نظرات زیر بپرسید یا یک پیام کوتاه برای من بنویسید.

با احترام

moekoe سازنده