Dashbutton fai da te per l'Internet delle cose: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Ehi creatori, è il creatore moekoe!

In questo Instructable voglio mostrarti come portare più comfort e lusso nelle tue case. Leggendo il titolo, puoi immaginare cosa costruiremo qui. Tutti coloro che visitano il negozio online di Amazon almeno una volta, si troveranno di fronte a questa piccola cosa chiamata dashbutton di Amazon. Con questi dispositivi alimentati a batteria, che puoi attaccare ovunque nella tua casa, è possibile riordinare un prodotto specifico premendo un solo pulsante.

In questo come faremo qualcosa di simile, ma senza riordinare nulla su amazon. Controlleremo l'Internet delle cose o chiamiamole le cose di Internet - solo perché l'IoT è nella bocca di tutti e Toi suona più speciale per me… E cosa potrebbero essere le cose di Internet dipende da te. Potresti controllare tutto ciò che ha almeno una connessione wifi. Nel mio caso, voglio controllare i miei dispositivi domestici intelligenti come luci, radiatori e scene collegandoli al mio framework Apple HomeKit esistente.

Quindi, in realtà, l'obiettivo di questo progetto è costruire un dispositivo elettronico con PCB autoprogettato che occupi i seguenti aspetti:

• il più semplice possibile contenendo un solo pulsante di controllo
• il più piccolo possibile
• il più velocemente possibile per ridurre al minimo le latenze
• il più portatile possibile, o chiamiamolo alimentato a batteria
• e inoltre… beh, dovrebbe avere una connessione wifi

Il risultato in generale consiste in un PCB con un'unità di regolazione della tensione, un microcontrollore, una batteria LiPo e un semplice pulsante. Durante un breve periodo di tempo ottimizzo due volte il PCB del cruscotto, in modo che siamo alla terza versione del PCB fino ad ora.

Quando vuoi vedere il comportamento di questa piccola cosa, guarda questo video sul mio Instagram. Ci sono molti video dei dashbutton in azione e di come sono costruiti. Quindi, per tutti voi che volete vedere di più, potete trovare tutto qui @maker.moekoe.

Passaggio 1: cose di cui avrai bisogno

Per costruire il tuo dashbutton IoT hai bisogno solo di pochi componenti. Anche se ci sono leggere differenze da versione a versione, la parte di regolazione della tensione rimane la stessa. Per tutte le versioni avrai bisogno di:

• Regolatore di tensione MCP1700 3, 3v LDO
• Condensatori SMD 2x 1µF 1206

Inoltre per la versione tonda o retta (parte sinistra dell'immagine sopra):

• PCB (versione 1 o 2)
• ESP8285-M3
• Connettore Lipo a 90° JST PH-2
• Batteria Lipo da 100mAh con dimensioni di 25x12mm
• Pulsante SMD 3x6mm

O in aggiunta per la versione a bottone (parte destra dell'immagine sopra):

• PCB (versione 3)
• ESP8266-07S
• LED WS2812b rgb(w)
• Condensatore SMD 0, 1µF 1206
• Pulsante SMD 6x6mm
• 2450 porta celle a bottone
• Batteria a bottone LIR2450

Certo, puoi pensare a un piccolo alloggiamento per il cruscotto. Un'idea semplice può essere trovata nel quinto passaggio di questo Instructable.

Passaggio 2: circuito stampato

Quando ho iniziato con questa cosa del dashbutton, ho creato la versione pcb senza particolari speciali, collegando solo le poche parti con tracce elettriche. Non consiglierei questa versione perché era la prima bozza e non è sviluppata come le altre. Ecco un piccolo riassunto di tutte e tre le versioni:

La versione 1 è stata la mia prima bozza finale che ha alcune cose da ottimizzare. Forse lo aggiornerò in futuro ma funziona già. Il PCB ha le dimensioni esterne di 24x32mm. È alimentato da una piccola batteria LiPo e ha solo un'unità di regolazione della tensione per alimentare ESP8285-M3. La batteria si attacca con del nastro biadesivo nella parte inferiore del pulsante del cruscotto.

La versione 2 consiste in un'altra forma esterna del PCB. È rotondo con un diametro di 30 mm e comprende un piano di massa su due terzi dell'area. L'altro terzo è l'antenna del microcontrollore e non dovrebbe essere sovrapposto a nessuna traccia o segnale di terra per ridurre le interferenze. Lo schema è lo stesso della prima versione. E proprio come la prima versione si basa su un ESP8285-M3.

La versione 3 ha anche un'altra forma esterna. La differenza principale è che è alimentato da una batteria standard LIR2450 che può essere facilmente sostituita se si sta scaricando e quindi il PCB deve essere un po' più grande rispetto alle altre versioni. Inoltre, consiste in un WS2812b rgb(w) portato per informare su cose diverse. Inoltre e contrariamente alle altre due versioni si basa su un ESP8266-07S.

Quindi basta scegliere una versione dai file allegati ed effettuare l'ordine presso la tua azienda di PCB preferita.

Consiglio vivamente la versione due, perché è la più sviluppata di tutte e la piccola dimensione di soli 30mm è a mio avviso molto comoda. Quando vuoi avere più funzionalità in quella piccola cosa, allora fai riferimento alla versione tre, ma questa versione è ancora in lavorazione e potrebbe dover essere ottimizzata in alcuni aspetti…

Passaggio 3: completa il tuo PCB

Se stai tenendo il tuo PCB tra le mani, è il momento di saldare i componenti. Per fare ciò, puoi utilizzare qualsiasi tecnologia tu voglia. Nel mio caso ho saldato i componenti con pasta saldante e tecnologia reflow. Per questo avrai bisogno di un po' di pasta saldante in una siringa, una stazione di saldatura a riflusso (o qualcosa come una pistola ad aria calda) o un forno. Come mostrato in questo video (per la versione due) o nel video sopra (per la versione tre), devi distribuire un po' di pasta saldante su ogni pad del filo smd prima di posizionare i componenti nello spazio previsto. Nel video per la versione due è mostrato con un distributore semiautomatico e un posizionatore ma i componenti applicati sono abbastanza grandi da poterli saldare completamente manualmente come mostrato nel video superiore per la versione tre.

Successivamente è possibile inserire il PCB nel forno o saldarlo con la tecnologia scelta. Questo processo è mostrato anche come timelapse nel video in alto.

Ovviamente questo dovrebbe essere possibile anche con un normale saldatore, ma penso che non sarà il modo più semplice e bisogna essere molto pazienti.

Passaggio 4: far lampeggiare l'ESP

Il flashing del microcontrollore sul pcb potrebbe non essere la parte più semplice. Ma quindi che il dashbutton dovrebbe essere il più piccolo possibile, ci sono anche meno componenti possibili su di esso. Per lampeggiarlo, ci sono tre cose importanti di cui dovresti fare uso.

• Il ponticello del pad del filo GPIO0 (PROG per la versione tre) deve essere accorciato per mettere l'ESP in modalità di programmazione. Tieni presente che il microcontrollore non si avvia come al solito con un pad GPIO0/PROG accorciato.
• Devi collegare i quattro pad di filo (3, 3v - gnd - rx - tx) a un adattatore FTDI esterno. In questo modo, non è necessario saldare alcuni fili ad esso. Poiché ho allineato i quattro pad di filo nella griglia da 2, 54 mm, puoi prendere un pinheader a 4 pin, collegarlo con cavi jumper all'adattatore FTDI e premerlo contro i pad di filo durante il caricamento dello schizzo. E poiché un'immagine vale più di mille parole, ne ho aggiunta una che mostra questo processo.
• Subito dopo la visualizzazione del messaggio di caricamento all'interno dell'IDE di Arduino, è necessario premere una volta il pulsante di ripristino (è IL pulsante - l'unico pulsante sul dashbutton). Dopodiché il led blu sull'ESP dovrebbe lampeggiare alcune volte fino a quando non lampeggia costantemente mentre la barra di caricamento all'interno dell'IDE di Arduino si riempie.

Il mio dashbutton è integrato nel framework Apple HomeKit per controllare diverse cose nella mia casa. Non entrerò nei dettagli su come installarlo o su come funziona perché questo andrebbe oltre lo scopo. Se vuoi farlo allo stesso modo puoi fare riferimento al fantastico lavoro di KhaosT, che ha lavorato su un'implementazione node.js del server accessorio HomeKit, che ho usato anch'io. Per chi lo utilizzerà ho allegato il file Dashbutton_accessory.js.

Tuttavia è possibile integrare i dashbutton in un'altra applicazione smart home esistente, o anche di più. Il codice Arduino allegato funziona con MQTT, che funzionerà con quasi tutte le implementazioni per la casa intelligente.

Quando vuoi iniziare con il codice Arduino allegato, aggiungi semplicemente le tue credenziali wifi e l'indirizzo IP del broker MQTT nelle seguenti righe di codice:

const char* ssid = "XXX";

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

Lo sketch riattiva semplicemente l'ESP dalla modalità deepsleep quando si preme una volta il pulsante di ripristino. Dopodiché si connetterà alla rete wifi specificata e al broker MQTT, prima di pubblicare un semplice messaggio (come un singolo '1') sull'argomento definito. Successivamente l'ESP torna in modalità deepsleep. Se la tua rete non è raggiungibile per l'ESP, tornerà in modalità deepsleep dopo sei secondi, ma ovviamente senza pubblicare nulla. Questo è solo per evitare che la batteria si scarichi molto velocemente.

Passaggio 5: stampa un alloggiamento

Il dashbutton dovrebbe già funzionare quando hai raggiunto questo passaggio. Ma dovrebbe avere una piccola custodia per prevenire alcuni danni al PCB o all'elettronica. Ovviamente questa è la parte creativa di questo Instructable. Quindi, se vuoi, puoi progettare il tuo alloggiamento e stamparlo sulla tua stampante 3D come ho fatto io. Puoi iniziare da zero oppure puoi usare il mio caso e aggiungere alcune modifiche. Ovviamente, l'alloggiamento può essere trovato su Thingiverse, ma ho allegato i file anche qui.

Il case o - per essere più precisi - il coperchio per la versione 3 non è ancora pronto, ma lo aggiornerò il prima possibile.

Passaggio 6: divertiti e sii creativo

Quindi, si spera che tu sia in grado di accendere le luci premendo un solo pulsante ora!

Almeno, i miei calcoli hanno mostrato che la capacità della batteria della versione uno e due raggiungerà fino a 150 giorni con i seguenti valori:

• Capacità LiPo di 105 mAh
• corrente di carico di 70mA
• corrente di sonno profondo di 20µA
• tempo per la pubblicazione di 3 secondi
• intervallo del pulsante di 2 all'ora (che è più di quanto raggiungerà mai, immagino)
• fattore di perdita della batteria del 30% (che è anche molto alto)

La durata della batteria della versione 3 dovrebbe essere almeno la stessa, mentre ha una capacità di 120 mAh. Tuttavia, ha a bordo il led ws2812, che assorbirà anche un po' di corrente.

Ora tocca a te! Spero che ti sia piaciuto leggere questo Instructable o forse ti sia piaciuto costruire una cosa così carina.

Questo e anche altri fantastici progetti possono essere trovati sulla mia pagina GitHub makermoekoe.github.io. Per gli aggiornamenti recenti puoi seguirmi su Instagram.

Se hai qualche suggerimento o se qualcosa non ti è chiaro, sentiti libero di chiedermelo nei commenti qui sotto o scrivimi un breve messaggio.

Saluti

creatore moekoe