DIY Dashbutton สำหรับ Internet of Things: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

เฮ้ ผู้สร้าง มันคือผู้สร้าง moekoe!

ในคำแนะนำนี้ ฉันต้องการแสดงวิธีนำความสะดวกสบายและความหรูหรามาสู่บ้านของคุณ เมื่ออ่านชื่อเรื่อง คุณอาจเดาได้ว่าเราจะสร้างอะไรที่นี่ ทุกคนที่เข้าชมร้านค้าออนไลน์ของ Amazon อย่างน้อยหนึ่งครั้งจะต้องเผชิญกับสิ่งเล็กๆ ที่เรียกว่า Dashbutton ของ Amazon ด้วยอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่เหล่านี้ ซึ่งคุณสามารถติดได้ทุกที่ในบ้าน คุณจึงสามารถสั่งซื้อผลิตภัณฑ์ที่ระบุใหม่ได้ด้วยการกดปุ่มเพียงปุ่มเดียว

ในนี้เราจะทำสิ่งที่คล้ายกันได้อย่างไร แต่ไม่ต้องเรียงลำดับอะไรใหม่บน amazon เราจะควบคุม Internet of Things หรือให้เราเรียกสิ่งนี้ว่า Things of Internet - เพียงเพราะว่า IoT อยู่ในปากของทุกคน และ Toi ฟังดูพิเศษกว่าสำหรับฉัน… และสิ่งต่าง ๆ ของอินเทอร์เน็ตจะขึ้นอยู่กับคุณ คุณสามารถควบคุมทุกอย่างที่มีการเชื่อมต่อ wifi เป็นอย่างน้อย ในกรณีของฉัน ฉันต้องการควบคุมอุปกรณ์สมาร์ทโฮม เช่น ไฟ หม้อน้ำ และฉากต่างๆ โดยเชื่อมต่อกับเฟรมเวิร์ก Apple HomeKit ที่มีอยู่

ที่จริงแล้ว เป้าหมายของโครงการนี้คือการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้วย PCB ที่ออกแบบเองซึ่งมีลักษณะดังต่อไปนี้:

• ง่ายที่สุดด้วยปุ่มควบคุมเพียงปุ่มเดียว
• ให้เล็กที่สุด
• ให้เร็วที่สุดเพื่อลดเวลาแฝง
• พกพาได้มากที่สุดหรือให้เราเรียกมันว่าใช้พลังงานจากแบตเตอรี่
• และด้วย…ก็ควรมีการเชื่อมต่อ wifi

ผลลัพธ์โดยทั่วไปประกอบด้วย PCB ที่มีหน่วยควบคุมแรงดันไฟฟ้า ไมโครคอนโทรลเลอร์ แบตเตอรี่ LiPo และปุ่มง่ายๆ ในช่วงเวลาสั้น ๆ ฉันจะเพิ่มประสิทธิภาพของ dashbutton PCB สองครั้ง เพื่อให้เราอยู่ในเวอร์ชันที่สามของ PCB จนถึงปัจจุบัน

เมื่อคุณต้องการเห็นพฤติกรรมของสิ่งเล็กๆ นี้ ให้ดูวิดีโอนี้บน Instagram ของฉัน มีวิดีโอมากมายเกี่ยวกับการใช้งานปุ่ม dash และวิธีสร้างปุ่มต่างๆ ดังนั้นสำหรับทุกท่านที่ต้องการดูเพิ่มเติม คุณสามารถค้นหาทุกสิ่งได้ที่นี่ @maker.moekoe

ขั้นตอนที่ 1: สิ่งที่คุณต้องการ

ในการสร้างปุ่มแดชบอร์ด IoT ของคุณเอง คุณต้องมีส่วนประกอบเพียงไม่กี่อย่างเท่านั้น แม้ว่าจะมีความแตกต่างเล็กน้อยจากรุ่นหนึ่งไปอีกรุ่นหนึ่ง แต่ส่วนควบคุมแรงดันไฟฟ้ายังคงเหมือนเดิม สำหรับทุกรุ่นคุณจะต้อง:

• MCP1700 3, 3v LDO ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
• 2x 1µF 1206 ตัวเก็บประจุ SMD

นอกจากนี้สำหรับรอบหรือรุ่น rect (ส่วนซ้ายของภาพด้านบน):

• PCB (เวอร์ชัน 1 หรือ 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 90 °ขั้วต่อ Lipo
• แบตเตอรี่ Lipo 100mAh ขนาด 25x12mm
• ปุ่ม SMD ขนาด 3x6 มม.

หรือเพิ่มเติมสำหรับรุ่นเซลล์แบบเหรียญ (ส่วนขวาของภาพด้านบน):

• PCB (รุ่น 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb(w) LED
• 0, 1µF 1206 ตัวเก็บประจุ SMD
• ปุ่ม SMD ขนาด 6x6 มม.
• ที่ใส่เหรียญ 2450
• LIR2450 แบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญ

แน่นอน คุณสามารถนึกถึงที่อยู่อาศัยขนาดเล็กสำหรับปุ่มแดชบอร์ดได้ แนวคิดง่ายๆ สามารถพบได้ในขั้นตอนที่ห้าของคำแนะนำนี้

ขั้นตอนที่ 2: แผงวงจรพิมพ์

เมื่อฉันเริ่มด้วยปุ่ม dash นี้ ฉันได้สร้าง pcb เวอร์ชันหนึ่งโดยไม่มีสิ่งพิเศษใดๆ - เพียงเชื่อมต่อบางส่วนกับร่องรอยทางไฟฟ้า ฉันจะไม่แนะนำเวอร์ชันนี้เพราะเป็นฉบับร่างแรกและไม่ได้รับการพัฒนาเหมือนรุ่นอื่นๆ นี่คือบทสรุปเล็ก ๆ ของทั้งสามเวอร์ชัน:

เวอร์ชัน 1 เป็นฉบับร่างสุดท้ายฉบับแรกของฉันซึ่งมีบางอย่างที่ต้องปรับให้เหมาะสม บางทีฉันจะอัปเดตในอนาคต แต่มันใช้งานได้แล้ว PCB มีขนาดภายนอก 24x32 มม. ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ LiPo ขนาดเล็กและมีเพียงหน่วยควบคุมแรงดันไฟฟ้าสำหรับจ่ายไฟให้กับ ESP8285-M3 แบตเตอรีติดเทปกาวสองหน้าที่ด้านล่างของปุ่มแดชบอร์ด

เวอร์ชัน 2 ประกอบด้วยรูปร่างภายนอกอื่นของ PCB มีลักษณะกลมมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 มม. และมีระนาบพื้นมากกว่าสองในสามของพื้นที่ ส่วนที่สามคือเสาอากาศของไมโครคอนโทรลเลอร์ และไม่ควรซ้อนทับกับร่องรอยหรือสัญญาณกราวด์ใดๆ เพื่อลดการรบกวน แผนผังเหมือนกับเวอร์ชันหนึ่ง และเช่นเดียวกับเวอร์ชันหนึ่ง มันใช้ ESP8285-M3

รุ่น 3 มีรูปทรงภายนอกอีกเช่นกัน ข้อแตกต่างหลักคือใช้พลังงานจากแบตเตอรี่มาตรฐาน LIR2450 ซึ่งสามารถเปลี่ยนได้ง่ายหากแบตเตอรี่หมด ดังนั้น PCB จึงต้องใหญ่กว่ารุ่นอื่นๆ เล็กน้อย นอกจากนี้ยังประกอบด้วย WS2812b rgb(w) ที่นำไปสู่ข้อมูลต่างๆ นอกจากนี้และในทางตรงกันข้ามกับอีกสองเวอร์ชันนั้นใช้ ESP8266-07S

ดังนั้นเพียงแค่เลือกเวอร์ชันจากไฟล์ที่แนบมาและสั่งซื้อที่บริษัท PCB ที่คุณชื่นชอบ

ฉันแนะนำเวอร์ชันที่สองอย่างแน่นอน เพราะมันได้รับการพัฒนามากที่สุด และขนาดที่เล็กเพียง 30 มม. ถือว่าสะดวกมากในความคิดของฉัน เมื่อคุณต้องการมีคุณลักษณะเพิ่มเติมในสิ่งเล็กน้อยนั้น ให้อ้างอิงถึงเวอร์ชันที่สาม แต่เวอร์ชันนี้ยังอยู่ในระหว่างดำเนินการและอาจต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมในบางแง่มุม…

ขั้นตอนที่ 3: กรอก PCB. ของคุณ

หากคุณกำลังถือ PCB อยู่ในมือ ก็ถึงเวลาที่จะประสานส่วนประกอบเข้ากับมัน ในการทำเช่นนั้น คุณสามารถใช้เทคโนโลยีใดก็ได้ที่คุณต้องการ ในกรณีของฉัน ฉันบัดกรีส่วนประกอบด้วยเทคโนโลยีการวางประสานและเทคโนโลยีการรีโฟลว์ สำหรับสิ่งนี้ คุณจะต้องใช้น้ำยาประสานในกระบอกฉีดยา สถานีบัดกรีแบบรีโฟลว์ (หรือบางอย่างเช่น ปืนลมร้อน) หรือเตาอบ เช่นเดียวกับที่แสดงในวิดีโอนี้ (สำหรับเวอร์ชันที่สอง) หรือวิดีโอด้านบน (สำหรับเวอร์ชัน 3) คุณต้องจ่ายบัดกรีเล็กน้อยไปยังแผ่นลวด smd ทุกอันก่อนที่คุณจะวางส่วนประกอบลงในพื้นที่ที่จัดไว้ให้ ในวิดีโอสำหรับเวอร์ชันที่สองจะแสดงด้วยเครื่องจ่ายและตัววางแบบกึ่งอัตโนมัติ แต่ส่วนประกอบที่ใช้นั้นใหญ่พอที่จะบัดกรีด้วยตนเองได้อย่างสมบูรณ์ดังที่แสดงในวิดีโอด้านบนสำหรับเวอร์ชันที่สาม

หลังจากนี้คุณสามารถใส่ PCB ลงในเตาอบหรือบัดกรีด้วยเทคโนโลยีที่คุณเลือก กระบวนการนี้แสดงเป็นไทม์แลปส์ในวิดีโอด้านบนด้วย

แน่นอนว่าสิ่งนี้น่าจะเป็นไปได้ด้วยหัวแร้งธรรมดาเช่นกัน แต่ฉันคิดว่านั่นไม่ใช่วิธีที่ง่ายที่สุด และคุณต้องอดทนให้มาก

ขั้นตอนที่ 4: กระพริบ ESP

การกะพริบไมโครคอนโทรลเลอร์บน pcb อาจไม่ใช่ส่วนที่ง่ายที่สุด แต่ด้วยเหตุนี้ปุ่มแดชบอร์ดควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ส่วนประกอบต่างๆ ในการแฟลช มีสิ่งสำคัญสามประการที่คุณควรใช้

• ควรย่อจัมเปอร์แผ่นลวด GPIO0 (PROG สำหรับรุ่น 3) เพื่อให้ ESP อยู่ในโหมดตั้งโปรแกรม โปรดทราบว่าไมโครคอนโทรลเลอร์จะไม่เริ่มทำงานตามปกติด้วยแผ่นลวด GPIO0/PROG ที่สั้นลง
• คุณต้องเชื่อมต่อแผ่นลวดสี่เส้น (3, 3v - gnd - rx - tx) กับอะแดปเตอร์ FTDI ภายนอก การทำเช่นนี้คุณไม่จำเป็นต้องบัดกรีสายไฟ เนื่องจากฉันได้จัดแนวแผ่นลวดสี่เส้นใน 2, 54 มม. คุณจึงสามารถใช้หัวเข็มหมุดแบบ 4 พิน เชื่อมต่อกับสายจัมเปอร์กับอะแดปเตอร์ FTDI แล้วกดลงบนแผ่นลวดขณะอัปโหลดแบบร่าง และเนื่องจากรูปภาพมีค่ามากกว่าคำนับพัน ฉันจึงเพิ่มรูปภาพหนึ่งที่แสดงกระบวนการนี้
• ทันทีที่ข้อความอัพโหลดภายใน Arduino IDE ปรากฏขึ้น คุณต้องกดปุ่มรีเซ็ตหนึ่งครั้ง (เป็นปุ่ม - ปุ่มเดียวบนปุ่มแดชบอร์ด) หลังจากนี้ไฟ LED สีฟ้าบน ESP ควรกะพริบสองสามครั้งจนกว่าจะกะพริบตลอดเวลาในขณะที่แถบการอัปโหลดภายใน Arduino IDE เต็ม

ปุ่มแดชบอร์ดของฉันถูกรวมเข้ากับเฟรมเวิร์ก HomeKit ของ Apple เพื่อควบคุมสิ่งต่าง ๆ ในบ้านของฉัน ฉันจะไม่ลงรายละเอียดวิธีการติดตั้งหรือวิธีการทำงานเพราะสิ่งนี้จะเกินขอบเขต หากคุณต้องการทำในลักษณะเดียวกัน คุณสามารถอ้างถึงงานที่ยอดเยี่ยมของ KhaosT ซึ่งทำงานเกี่ยวกับการติดตั้ง node.js ของเซิร์ฟเวอร์เสริม HomeKit ซึ่งฉันใช้เช่นกัน สำหรับผู้ที่จะใช้มัน ฉันได้แนบไฟล์ Dashbutton_accessory.js

อย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ที่จะรวมปุ่ม dash เข้ากับแอปพลิเคชันบ้านอัจฉริยะอื่นที่มีอยู่ หรือมากกว่านั้น รหัส Arduino ที่แนบมานั้นใช้งานได้กับ MQTT ซึ่งจะทำงานกับการใช้งานบ้านอัจฉริยะเกือบทุกแบบ

เมื่อคุณต้องการเริ่มต้นด้วยโค้ด Arduino ที่แนบมา ให้เพิ่มข้อมูลรับรอง wifi และที่อยู่ IP ของโบรกเกอร์ MQTT ในบรรทัดโค้ดต่อไปนี้:

const ถ่าน* ssid = "XXX";

รหัสผ่าน const char* = "XXX"; const ถ่าน* mqtt_server = "192.168.2.120";

ภาพสเก็ตช์เพียงแค่ปลุก ESP จากโหมดดีพสลีปเมื่อกดปุ่มรีเซ็ตหนึ่งครั้ง หลังจากนี้ มันจะเชื่อมต่อกับเครือข่าย wifi ที่ระบุเช่นเดียวกับโบรกเกอร์ MQTT ก่อนที่จะเผยแพร่ข้อความธรรมดา (เช่น '1' เดียว) ไปยังหัวข้อที่กำหนด หลังจากนั้น ESP จะกลับเข้าสู่โหมดดีปสลีป หากเครือข่ายของคุณไม่สามารถเข้าถึงได้สำหรับ ESP เครือข่ายจะกลับสู่โหมดดีพสลีปหลังจากผ่านไปหกวินาที แต่แน่นอนโดยไม่ต้องเผยแพร่อะไรเลย นี่เป็นเพียงเพื่อป้องกันไม่ให้แบตเตอรี่หมดเร็วมาก

ขั้นตอนที่ 5: พิมพ์ที่อยู่อาศัย

ปุ่มแดชควรใช้งานได้เมื่อคุณมาถึงขั้นตอนนี้แล้ว แต่ควรได้รับเคสเล็กๆ เพื่อป้องกันความเสียหายต่อ PCB หรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ แน่นอนว่านี่เป็นส่วนที่สร้างสรรค์ของคำแนะนำนี้ ดังนั้น ถ้าคุณต้องการ คุณสามารถออกแบบที่อยู่อาศัยของคุณเอง และพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ 3 มิติของคุณเหมือนที่ฉันทำ คุณสามารถเริ่มต้นจากศูนย์หรือคุณสามารถใช้กรณีของฉันและเพิ่มการดัดแปลงบางอย่างได้ เห็นได้ชัดว่าที่อยู่อาศัยสามารถพบได้ใน Thingiverse แต่ฉันได้แนบไฟล์ไว้ที่นี่เช่นกัน

กรณีหรือ - เพื่อให้แม่นยำยิ่งขึ้น - ฝาสำหรับรุ่น 3 ยังไม่พร้อม แต่ฉันจะอัปเดตโดยเร็วที่สุด

ขั้นตอนที่ 6: ขอให้สนุกและสร้างสรรค์

ดังนั้น หวังว่าคุณจะสามารถเปลี่ยนไฟได้ด้วยการกดปุ่มเพียงครั้งเดียว!

อย่างน้อย การคำนวณของฉันได้แสดงให้เห็นว่าความจุของแบตเตอรี่ของรุ่นหนึ่งและสองจะสูงถึง 150 วันด้วยค่าต่อไปนี้:

• ความจุ LiPo 105mAh
• กระแสโหลด 70mA
• กระแสไฟหลับลึก 20µA
• เวลาในการเผยแพร่ 3 วินาที
• ช่วงเวลาของปุ่ม 2 ต่อชั่วโมง (ซึ่งมากกว่าที่เคย ฉันเดา)
• ปัจจัยการสูญเสียแบตเตอรี่ 30% (ซึ่งสูงมากเช่นกัน)

อายุการใช้งานแบตเตอรี่ของเวอร์ชัน 3 อย่างน้อยควรเท่ากัน ในขณะที่มีความจุ 120 mAh อย่างไรก็ตามมี ws2812 นำอยู่บนเรือซึ่งจะดึงกระแสบางส่วนเช่นกัน

ตอนนี้ก็ขึ้นอยู่กับคุณ! หวังว่าคุณจะสนุกกับการอ่านคำแนะนำนี้หรืออาจจะสนุกกับการสร้างสิ่งเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่ดีเช่นนี้

โปรเจ็กต์นี้และแม้แต่โปรเจ็กต์เจ๋งๆ อื่นๆ สามารถพบได้ใน GitHub Page makermoekoe.github.io ของฉัน สำหรับการอัปเดตล่าสุดคุณสามารถติดตามฉันได้บน Instagram

หากคุณมีข้อเสนอแนะใดๆ หรือหากมีบางอย่างที่ไม่ชัดเจนสำหรับคุณ โปรดอย่าลังเลที่จะถามฉันในความคิดเห็นด้านล่างหรือเขียนข้อความสั้นๆ ถึงฉัน

ความนับถือ

ผู้ผลิต moekoe