Приветствую всех читателей Хабра! Сегодня хочу рассказать вам об одном из своих проектов, это датчиком влажности почвы с небольшим экраном на электронных чернилах, датчик работает от батарейки, умеет отправлять данные по воздуху в какую нибудь из систем Умного Дома. Данный проект это дальнейшее развитие другого моего DIY проекта датчика влажности почвы.
Хронология:
В этом проекте, как и в предшествующих ему для измерения влажности в почве используется 555-ый таймер. Так как в этом проекте не используется готовый китайский сенсор с АлиЭкспресс то для этого проекта я выбрал КМОП таймер LMC555CMX. Заявляется стабильная работа на низких напряжениях от 1.5в, сверх низкое потребление в районе 150мкА, частота 3 МГц (даташит). Таймер по ножкам совместим с NE555 и другими аналогами.
Для вывода информации на самом датчике был использовать e-ink дисплей с диагональю 1.02 дюйма, который я уже ранее использовал в другом своем проекте миниатюрного датчика температуры и влажности.
Характеристики дисплея:
Было разработано две версии плат под два радио модуля разных производителей. Радио модули были выбраны таким образом, что бы полностью перекрыть всю линейку nRF52. Модуль MINEW MS50SFA имеет три модификации на которые устанавливаются nRF52810, nRF52811 и nRF52832. И второй модуль это EBYTE E73-2G4M08S1 который имеет две модификации C и E (на само деле уже три, в третьей вместо керамической антенны используется внешняя) на которые устанавливаются nRF52840 и nRF52833.
Почему так много nRF? Просто мне хотелось минимизировать минусы при использовании датчиков в различных условиях. Например если сенсор находится недалеко от шлюза то будет достаточно мощности радиопередатчика в 4dBm, при этом получаем очень привлекательное потребление устройства когда оно находится в режиме сна(а это большая часть времени), примерно 2 мкА. Если шлюз находится на удалении, то можно будет использовать датчики на которых установлены радиомодули с nRF52833 или nRF52840, у которых максимальная мощность радиопередачи 8dBm. Ну и в мечтах есть планы на Тред и Зигби, а для этого нужно много места, которое есть только в nRF52833 и nRF52840.
Изготовление плат заказывалось в Китае, из-за габаритов основной платы с сенсором влажности стоимость заказа была выше, так как плата не вписывалась в 10х10см, а это максимальные размеры которые можно сделать за $2. Вторая плата для дисплея естественно вписалась в двухдолларовые условия.
Корпус устройства был отпечатан на FDM принтере PLA нитью, после печати корпус был отшлифован и отполирован.
Датчик может отправлять данные в систему Умного Дома по протоколу MySensor(поверх ESB), это открытый проект домашней автоматизации. Так же датчик может работать в режиме без сети, как standalone-устройство.
Датчик делает измерения влажности почвы один раз в час(по умолчанию), При изменении уровня влажности по отношению к предыдущему замеру на 1% устройство отправляет данные в систему Умного Дома и выводит новое значение на экран устройства. Так же во время измерения уровня влажности почвы производится измерение температуры встроенным в МК датчиком температуры, при изменении температуры на 1С относительно предыдущего измерения так же производится отправка данных и вывод информации на дисплей. Один раз в 12 часов(по умолчанию) производится замер напряжения батарейки, данные конвертируются в проценты и происходит отправка и вывод информации на экран. Так же во время отправки данных о батарейке производится вычисление уровня сигнала. При низком значении уровня влажности почвы (ниже 45%, по умолчанию) на экран устройства выводится пиктограмма о необходимости произвести полив.
Устройство может быть сконфигурировано внешними командами отправляемыми через интерфейс контроллера Умного Дома. Внешними командами можно изменить интервал считывания сенсоров влажности почвы и температуры от 1 часа до 24 часов с шагом в один час. Можно изменить интервал считывания и отправки уровня заряда батарейки, от 1 часа до 3 суток с шагом в 1 час. Изменить порог оповещения о необходимости полива, в зависимости от модели вашего цветка :) и типа почвы, шаг 1 %, по умолчанию установлен порог в 45%. Так же можно внешней командой сделать сброс устройства к первоначальным настройкам, происходит полное очищение памяти устройства, после устройство перезагружается и пытается зарегистрироваться в сети как новое устройство.
Устройство имеет кнопку «меню», через меню можно инвертировать изображение на экране(черное\белое), вызвать презентацию(передача параметров в УД) устройства и доступных у него сенсоров, включить вручную одноразово режим поиска сети(при потере сети, минуя стандартный автоматический поиск с интервалом в 1 час), вызов режима конфигурации устройства внешними командами, сброс устройства к первоначальным настройкам.
❒ Гитхаб
Если вам интересно все, что связано с DIY, вы являетесь DIY разработчиком или хотите только начать, вы заинтересованы в использовании DIY девайсов, а так же хотите узнавать первыми о моих проектах, то приглашаю всех в телеграм чат — DIYDEV.
Если вы как и я, хотите понять что такое Zigbee, попытаться сделать свои первые DIY Zigbee устройства, то приглашаю вас в чат для разработчиков zigbee девайсов/прошивок ZIGDEV
Всем, кто хочет делать устройства из Ардуино модулей, начать строить автоматизацию своего дома на основе Ардуино, я предлагаю познакомиться с простым в освоении протоколом Mysensors — телеграм-чат MySensors
А тех кто смотрит в будущее IOT приглашаю в телеграм-чат Open Thread (Matter, Project CHIP). (что такое Thread?, что такое Matter?)
Спасибо за внимание, всем добра!
Хронология:
- Беспроводной модуль для ёмкостного датчика влажности почвы на nRF52832
- Беспроводной DIY монитор влажности почвы
В этом проекте, как и в предшествующих ему для измерения влажности в почве используется 555-ый таймер. Так как в этом проекте не используется готовый китайский сенсор с АлиЭкспресс то для этого проекта я выбрал КМОП таймер LMC555CMX. Заявляется стабильная работа на низких напряжениях от 1.5в, сверх низкое потребление в районе 150мкА, частота 3 МГц (даташит). Таймер по ножкам совместим с NE555 и другими аналогами.
Для вывода информации на самом датчике был использовать e-ink дисплей с диагональю 1.02 дюйма, который я уже ранее использовал в другом своем проекте миниатюрного датчика температуры и влажности.
Характеристики дисплея:
- модель: GDEW0102T4,
- IC Driver: UC8175,
- разрешение экрана: 128x80 пикселей (DPI 145),
- напряжение питания: 2.3в — 3.6в,
- потребление в режиме обновления изображения: 1.5мА,
- потребление в режиме глубокого сна: 200нА,
- время обновления экрана в стандартном режиме: 3сек,
- время обновления экрана в режиме частичного обновления: 300мс.
Было разработано две версии плат под два радио модуля разных производителей. Радио модули были выбраны таким образом, что бы полностью перекрыть всю линейку nRF52. Модуль MINEW MS50SFA имеет три модификации на которые устанавливаются nRF52810, nRF52811 и nRF52832. И второй модуль это EBYTE E73-2G4M08S1 который имеет две модификации C и E (на само деле уже три, в третьей вместо керамической антенны используется внешняя) на которые устанавливаются nRF52840 и nRF52833.
Почему так много nRF? Просто мне хотелось минимизировать минусы при использовании датчиков в различных условиях. Например если сенсор находится недалеко от шлюза то будет достаточно мощности радиопередатчика в 4dBm, при этом получаем очень привлекательное потребление устройства когда оно находится в режиме сна(а это большая часть времени), примерно 2 мкА. Если шлюз находится на удалении, то можно будет использовать датчики на которых установлены радиомодули с nRF52833 или nRF52840, у которых максимальная мощность радиопередачи 8dBm. Ну и в мечтах есть планы на Тред и Зигби, а для этого нужно много места, которое есть только в nRF52833 и nRF52840.
Изготовление плат заказывалось в Китае, из-за габаритов основной платы с сенсором влажности стоимость заказа была выше, так как плата не вписывалась в 10х10см, а это максимальные размеры которые можно сделать за $2. Вторая плата для дисплея естественно вписалась в двухдолларовые условия.
Корпус устройства был отпечатан на FDM принтере PLA нитью, после печати корпус был отшлифован и отполирован.
Работа устройства
Датчик может отправлять данные в систему Умного Дома по протоколу MySensor(поверх ESB), это открытый проект домашней автоматизации. Так же датчик может работать в режиме без сети, как standalone-устройство.
Датчик делает измерения влажности почвы один раз в час(по умолчанию), При изменении уровня влажности по отношению к предыдущему замеру на 1% устройство отправляет данные в систему Умного Дома и выводит новое значение на экран устройства. Так же во время измерения уровня влажности почвы производится измерение температуры встроенным в МК датчиком температуры, при изменении температуры на 1С относительно предыдущего измерения так же производится отправка данных и вывод информации на дисплей. Один раз в 12 часов(по умолчанию) производится замер напряжения батарейки, данные конвертируются в проценты и происходит отправка и вывод информации на экран. Так же во время отправки данных о батарейке производится вычисление уровня сигнала. При низком значении уровня влажности почвы (ниже 45%, по умолчанию) на экран устройства выводится пиктограмма о необходимости произвести полив.
Устройство имеет кнопку «меню», через меню можно инвертировать изображение на экране(черное\белое), вызвать презентацию(передача параметров в УД) устройства и доступных у него сенсоров, включить вручную одноразово режим поиска сети(при потере сети, минуя стандартный автоматический поиск с интервалом в 1 час), вызов режима конфигурации устройства внешними командами, сброс устройства к первоначальным настройкам.
❒ Гитхаб
Схема устройства
Фотки
Видосики
Аналогичное на тестах
Если вам интересно все, что связано с DIY, вы являетесь DIY разработчиком или хотите только начать, вы заинтересованы в использовании DIY девайсов, а так же хотите узнавать первыми о моих проектах, то приглашаю всех в телеграм чат — DIYDEV.
Если вы как и я, хотите понять что такое Zigbee, попытаться сделать свои первые DIY Zigbee устройства, то приглашаю вас в чат для разработчиков zigbee девайсов/прошивок ZIGDEV
Всем, кто хочет делать устройства из Ардуино модулей, начать строить автоматизацию своего дома на основе Ардуино, я предлагаю познакомиться с простым в освоении протоколом Mysensors — телеграм-чат MySensors
А тех кто смотрит в будущее IOT приглашаю в телеграм-чат Open Thread (Matter, Project CHIP). (что такое Thread?, что такое Matter?)
Спасибо за внимание, всем добра!
