Но давайте по порядку.
Системой автоматизации для «Умного Дома» я увлекся уже сравнительно давно. Сейчас у меня здесь несколько разных систем в одно целое связаны. Тут есть и промышленные и самодельные компоненты. О последней самоделке я и хочу рассказать.
Некоторое время назад на просторах интернета натолкнулся я на систему домашней автоматизации MySensors. Довольно развитая (и постоянно развиваемая далее) беспроводная система на основе Arduino и nRF24L01+. Впрочем, речь не о том, кому интересно — посмотрит источник.
Главными достоинствами системы для меня были хорошая программная поддержка, бидирекциональность коммуникации, доступность компонентов и небольшая их стоимость.
Вдоволь наигравшись на макетных платах, я решил разработать устройство, которое можно достойно интегрировать в домашний интерьер (нельзя же WAF игнорировать). Получилось устройство, которое можно наряду с прочими утопить в стену в стандартной 63мм коробке.
Это первая сборка, последующие постараюсь сделать аккуратнее. Большая дыра (для датчика освещения) будет закрыта стержнем из оргстекла.
В полуразобранном виде выглядит это так:
Вид с другой стороны:
Все это состоит из (китайских) 8MHz/3,3V Arduino Pro Mini, радиомодуля nRF24L01+, датчика движения HC-SR510, датчика DHT22 (температура и влажность), датчика освещенности BH1750 и стандартной заглушки фирмы JUNG (наверняка можно использовать и другие, вроде Gira, Berker и т.д. я просто вял то, что было под рукой). Общая стоимость около 15$.
Печатная плата разработана в Eagle. Исходники тут. Заказано у ITEADStudio, сделано было хорошо (кроме шелка, надписи получились так себе).
Наверное шрифт слишком мелкий и тонкий. На гербере смотрелось неплохо.
В процессе сборки обнаружились некоторые мелкие неудобства, кое-что можно было бы улучшить, но в общем и целом плата вполне применима.
Будет интересно, могу написать подробнее и дать ссылки на (китайских) продавцов соответствующих компонентов.
Комментарии (26)
mmorev
08.04.2015 18:53+2А как питание? Батарейка или БП там же, в коробке?
hexenmeister Автор
08.04.2015 19:54С батарейками можно конечно, нужно только три штуки и в прошивке послать в сон. Для батареек я подумываю сделать особую модификацию платы, с StepUp на max1724 (завалялись несколько штук). Тогда можно и от 1-2 штук запитать (да и полный расход гарантирован). Пока руки не доходят, да и не особо надо. У меня там, где я их ставить хочу, в большинстве лежит CAT5 (был эксперимент с OneWire). Я по нему 5 и 12 вольт пустил. Поэтому и перемычки на плате и место для AMS1117 (громоздкие конечно, но у меня и тоже «завалялось») — чтобы питать от «чего под рукой».
Alexeyslav
09.04.2015 09:20Если высасывать батарейки под ноль, многие из них потекут электролитом что не очень хорошо скажется на схеме.
hexenmeister Автор
09.04.2015 10:19В принципе да. Но это смотря какие батарейки.
Если буду делать плату для батареечного питания, то конечно предусмотрю возмощность измерять напряжение (перед StepUp конечно), тогда система сможет заблоговременно предупреждать о необходимости замены.Alexeyslav
09.04.2015 12:42любые текут. Солевые проще… щелочные сложнее, но если их всех разряжать по максимуму они все текут.
hexenmeister Автор
09.04.2015 13:51Ну протечь многут наверное все. Но все же от качества элемента зависит.
У меня 10 датчиков с встроенной max1724 (тоже самоделки, но не мои). В восьми стоят АА и в двух ААА батарейки.
max1724 работает вплоть до 0,8 вольт. На две штуки это по 0,4. Т.е. они уще действительно пустые. Использую батарейки Varta и иногда от Икеи. Пока еще ни одна не протекла. Дешевые/китайские (Ansman, Chamelion и как их там еще) я вообще не беру.
apple01
09.04.2015 14:26StepUp будет пожирать батарейки очень быстро сам по себе, даже если ардуину посылать в сон. Чтобы это работало по-настоящему, нужен голый контроллер без ардуиновского обвеса (светодиоды, USB чипы и т.п.) питающегося напрямую от батареи. Как правило контроллер может работать при напряжении питания от 2.5(7) до 5.5 V и в спящем режиме потреблять десятки-сотни микроампер в зависимости от режима сна. Нужно также учесть что модули тоже потребляют немало, их тоже нужно посылать в «сон» отключением питания. Иначе батареек не напасетесь. Если же все что можно отключить и/или перевести в сон то пару месяцев батарейка поработает.
hexenmeister Автор
09.04.2015 14:40Вовсе нет. max1724 тем и хорош, что в режиме покоя потребляет 1,5µА. Из ардуино конечно-же выпаивается светодиод (а лучше еще и регулятор). Отключается BOD. Уменьшается такт, если нужно (не более 8). Конечно же никто не собирается брать Uno/Mega/Nano. А у Pro Mini некакого USB и нет.
У меня «уснул» до 7,2µА. Вот:
Модули естественно тоже спят. Так что никаких проблем.
У меня батарейки держатся более года.apple01
09.04.2015 17:17max1724 и другие чипы этой серии -это находка, нужно будет закупиться на будущее. А данные по модулям у вас есть, сколько они потребляют в режиме сна и вообще есть ли у них этот режим? Мне еще не понятно для чего нужно применять Arduino, раз уж вы развели плату могли бы наверное и контроллер поставить?
hexenmeister Автор
09.04.2015 17:51Я тоже дважды datasheet читал, поверить не мог. Кстати рекомендациям по размещению елементов лучше не пренебрегать. Вроде как длина дорожек критична.
Данных по модулям из головы не скажу. У радио такой модус есть, нужно смотреть документацию. У DHT22 по моему нет, его можно просто отключать совсем (но ему нужна при включении почти секунда «прогрева»). BH1750 по моему тоже спать умеет.
Ардуино было просто удобно. Pro Mini он же почти голый. Там кроме кварца и контроллера почти ничего и нет. Его удобно поставить на панельки — вынул, запрограммировал, обратно поставил (спалил — выкинул — новый взял). По цене — почти без разницы. От $17 за 10 штук. Да и лежат их у меня еще с дюжину. На плате я еще и Радио к ардуиновскому регулятору «завампирил». Т.е. я за ети деньги получил контроллер, кварц, регулятор с обвязкой и предохранителем и даже reset кнопочку — не так уж и плохо.
Датчик освещенности паять без печки специальной — очень мало удовольствия. Датчик движения — я лучшей алтернативы собранному модулю просто не нашел, хотя меня его габариты сильно напрягают. Ну а Радио — там я и браться не буду.
olartamonov
09.04.2015 22:48Датчик освещенности паять без печки специальной — очень мало удовольствия
Шесть ног с шагом 0,5 мм? С приличным флюсом — обычным паяльником с плоским жалом паяется в два движения (по одному на каждую сторону).hexenmeister Автор
09.04.2015 23:26Техника-то мне знакома. Но стараюсь пока по возможности избегать. Разьве что места действительно совсем нет на плате.
beho1der
08.04.2015 20:11А во сколько вышли платы и какое колл-во заказали?
hexenmeister Автор
08.04.2015 20:26Заказывал 10 штук. Стоят $9,90 плюс $4,52 пересылка.
По сравнению с JUNG'овской заглушкой (самая дорогая деталь) — почти даром.
inhelp
08.04.2015 21:35Хорошая идея и сделано хорошо, спасибо!
hexenmeister Автор
08.04.2015 21:46Спасибо!
На днях постараюсь найти время и напишу еще о том, что было «до» (прототипы и GateWay) и «после» — применение и визуализация данных.
McSava
09.04.2015 07:27Хорошая работа. Когда будете переделывать плату, посмотрите рекомендации по крепёжным отверстиям. На фото кажется, что у вас переходное отверстие близко к шляпке винта. Если дорожка проходит под шляпкой винта, то лучше использовать шайбу, чтобы не повредить печатный проводник.
hexenmeister Автор
09.04.2015 10:42Спасибо.
Вообще предполагалось использовать медные фтулки. Естественно забыл заказать. Потому пришлось импровизировать. Взял то что было: болты и кусочки капроновых трубочкек. Так как картонных шайб тоже не было под рукой, то под шляпками лежат короткие обрезки тех же капроновых трубок. На фото их просто не видно.
abyrvalg
09.04.2015 09:13У меня уже пару лет подобная штука собрана на макетке. Идея была точно такая же, даже компоненты преимущественно одинаковые. Но я хочу, чтобы это было запитано от 220. Может, кто подскажет нормальный вариант? Я в этой теме полный профан, хоть в своё время и пытался найти решение. Основные требования: электробезопасность и габариты (должно влезать в коробку для выключателя). На сколько я понимаю, придётся как-то решать проблему с теплоотводом. Тоже непонятно как.
Urvin
09.04.2015 09:23+1В стандартный подрозетник (40мм) много чего может влезть. Еще больше влезет в подрозетник глубиной 65мм.
Самое простое и дешевое — «конденсаторное питание». Большой недостаток — нужно соблюдать кучу предосторожностей и небольшой ток отдачи.
Дороже будет купить готовый наплатный AC-DC преобразователь, тут и токи выше, и опасностей меньше.
Alexeyslav
09.04.2015 09:27+1А электробезопасность в каком смысле? гальваническая развязка? Идеальным было бы использовать импульсный преобразователь на базе микросхем LNKxxx но их вроде сняли с производства уже… это было бы идеальным решением для потребителей до 1-2Вт. Такие м/с используются в малогабаритных зарядках для телефонов, при 100мА на выходе не греются вообще.
Вот как-то так
hexenmeister Автор
09.04.2015 10:50Возможно проще всего вынуть внутренности зарядки от мобильного. С теплоотводом никаких проблем при такой мощности в этом случае возникнуть не должно.
Дешевые китайские зарядники правда только для любителей риска. Да и вообще, будьте осторожны с сетевым напряжением.
serafims
09.04.2015 11:13Если заменить ардуино на контроллер с обвязкой, останется куча места, также и с датчиком освещения, можно и платку 220-5В запихать и запитать от рядом расположенной розетки.
hexenmeister Автор
09.04.2015 11:29Можно конечно, но хотелось сделать именно из готовых и дешевых (китайских) модулей и нехотелось паять SMD. Может в следующей версии.
Самодельные 220В источники я не использую, чтобы в корне избегать проблем страхового характера.
olartamonov
Минимальная ширина линии шелкографии — 0,15 мм или 6 mil (не только у iTead, у большинства производств так же). У вас шрифты тонкие, скорее всего, получилось меньше.
hexenmeister Автор
Да, я тоже так думаю. Хотя это и не объясняет отсутствие одной строчки вообще. Но нестрашно, я и так знаю, что там и где. В следующий раз учту.