Dashbutton DIY untuk Internet of Things: 6 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Hai pembuat, ini pembuat moekoe!

Dalam Instruksi ini saya ingin menunjukkan kepada Anda bagaimana membawa lebih banyak kenyamanan dan kemewahan ke rumah Anda. Saat membaca judulnya, Anda mungkin bisa menebak apa yang akan kami bangun di sini. Setiap orang yang mengunjungi toko online amazon setidaknya sekali, akan dihadapkan dengan hal kecil yang disebut tombol dasbor amazon ini. Dengan perangkat bertenaga baterai ini, yang dapat Anda tempelkan di mana saja di rumah, Anda dapat memesan ulang produk tertentu hanya dengan menekan satu tombol.

Dalam cara ini kita akan membuat sesuatu yang serupa, tetapi tanpa menyusun ulang apa pun di amazon. Kami akan mengontrol Internet of Things atau sebut saja ini The Things of Internet - hanya karena IoT ada di mulut semua orang dan Toi terdengar lebih istimewa bagi saya… Dan apa yang bisa menjadi Things of Internet terserah Anda. Anda mungkin dapat mengontrol segala sesuatu yang memiliki setidaknya koneksi wifi. Dalam kasus saya, saya ingin mengontrol perangkat rumah pintar saya seperti lampu, radiator, dan pemandangan dengan menghubungkannya ke kerangka kerja Apple HomeKit yang ada.

Jadi sebenarnya, tujuan dari proyek ini adalah untuk membangun perangkat elektronik dengan PCB yang dirancang sendiri yang menempati aspek-aspek berikut:

• sesederhana mungkin dengan hanya berisi satu tombol kontrol
• sekecil mungkin
• secepat mungkin untuk meminimalkan latensi
• se portabel mungkin, atau sebut saja bertenaga baterai
• dan juga… yah, itu harus memiliki koneksi wifi

Hasilnya secara umum terdiri dari PCB dengan unit pengatur tegangan, mikrokontroler, baterai LiPo dan tombol sederhana. Dalam waktu singkat saya mengoptimalkan PCB tombol dasbor dua kali, sehingga kami berada di versi ketiga dari PCB sampai sekarang.

Jika Anda ingin melihat perilaku makhluk kecil ini, lihat video ini di Instagram saya. Ada banyak video tentang tombol dasbor yang sedang beraksi dan cara membuatnya. Nah, untuk kalian yang ingin melihat lebih banyak, kalian bisa menemukan semuanya di sini @maker.moekoe.

Langkah 1: Hal-hal yang Anda Butuhkan

Untuk membuat tombol dasbor IoT Anda sendiri, Anda hanya memerlukan beberapa komponen. Meskipun ada sedikit perbedaan dari versi ke versi, bagian pengatur tegangan tetap sama. Untuk semua versi yang Anda perlukan:

• MCP1700 3, pengatur tegangan LDO 3v
• 2x 1µF 1206 SMD kapasitor

Selain itu untuk versi round atau rect (bagian kiri gambar di atas):

• PCB (versi 1 atau 2)
• ESP8285-M3
• Konektor Lipo JST PH-2 90 °
• Baterai Lipo 100mAh dengan dimensi 25x12mm
• Tombol SMD 3x6mm

Atau tambahan untuk versi sel koin (bagian kanan gambar di atas):

• PCB (versi 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb (w) LED
• 0, 1µF 1206 SMD kapasitor
• Tombol SMD 6x6mm
• 2450 pemegang sel koin
• Baterai sel koin LIR2450

Tentu saja, Anda dapat memikirkan rumah kecil untuk tombol dasbor. Ide sederhana dapat ditemukan di langkah kelima dari Instructable ini.

Langkah 2: Papan Sirkuit Tercetak

Ketika saya mulai dengan tombol dasbor ini, saya membuat versi pcb satu tanpa spesial - hanya menghubungkan beberapa bagian dengan jejak listrik. Saya tidak akan merekomendasikan versi ini karena ini adalah draft pertama dan tidak dikembangkan seperti yang lain. Berikut adalah ringkasan kecil dari ketiga versi:

Versi 1 adalah draft akhir pertama saya yang memiliki beberapa hal untuk dioptimalkan. Mungkin saya akan memperbaruinya di masa depan tetapi sudah berfungsi. PCB memiliki dimensi luar 24x32mm. Ini didukung oleh baterai LiPo kecil dan hanya memiliki unit pengatur tegangan untuk memberi daya pada ESP8285-M3. Baterai menempel dengan selotip dua sisi di bagian bawah tombol dasbor.

Versi 2 terdiri dari bentuk luar lain dari PCB. Itu bulat dengan diameter 30 mm dan mencakup bidang tanah di atas dua pertiga area. Sepertiga lainnya adalah antena mikrokontroler dan tidak boleh tumpang tindih dengan jejak atau sinyal ground apa pun untuk mengurangi gangguan. Skemanya sama dengan versi satu. Dan seperti versi pertama, ini didasarkan pada ESP8285-M3.

Versi 3 memiliki bentuk luar lain juga. Perbedaan utama adalah bahwa ia ditenagai oleh baterai LIR2450 standar yang dapat diganti dengan mudah jika sudah kosong dan oleh karena itu PCB harus sedikit lebih besar daripada versi lainnya. Selain itu, ini terdiri dari WS2812b rgb(w) yang dipimpin untuk menginformasikan berbagai hal. Lebih jauh dan berbeda dengan dua versi lainnya, ini didasarkan pada ESP8266-07S.

Jadi pilih saja versi dari file terlampir dan pesan di perusahaan PCB favorit Anda.

Saya sangat merekomendasikan versi dua, karena ini adalah yang paling berkembang dari semuanya dan ukurannya yang kecil hanya 30mm sangat berguna menurut saya. Jika Anda ingin memiliki lebih banyak fitur dalam hal kecil itu, lihat versi tiga, tetapi versi ini masih dalam proses dan mungkin harus dioptimalkan dalam beberapa aspek…

Langkah 3: Lengkapi PCB Anda

Jika Anda memegang PCB di tangan Anda, sekarang saatnya untuk menyolder komponen ke sana. Untuk melakukannya, Anda dapat menggunakan teknologi apa pun yang Anda suka. Dalam kasus saya, saya menyolder komponen dengan pasta solder dan teknologi reflow. Untuk ini, Anda memerlukan beberapa pasta solder dalam jarum suntik, stasiun solder reflow (atau sesuatu seperti pistol udara panas) atau oven. Seperti yang ditunjukkan dalam video ini (untuk versi dua) atau video di atas (untuk versi tiga), Anda harus mengeluarkan sedikit pasta solder ke setiap bantalan kawat smd sebelum Anda menempatkan komponen ke tempat yang disediakan. Dalam video untuk versi dua itu ditampilkan dengan dispenser dan placer semi-otomatis tetapi komponen yang diterapkan cukup besar untuk menyoldernya sepenuhnya secara manual seperti yang ditunjukkan pada video atas untuk versi tiga.

Setelah ini, Anda dapat memasukkan PCB ke dalam oven atau menyoldernya dengan teknologi pilihan Anda. Proses ini juga ditampilkan sebagai timelapse di video atas.

Tentu saja, ini juga dapat dilakukan dengan besi solder biasa, tetapi saya pikir itu bukan cara termudah dan Anda harus sangat sabar.

Langkah 4: Mem-flash ESP

Mem-flash mikrokontroler pada PCB mungkin bukan bagian yang paling mudah. Tetapi oleh karena itu tombol dasbor harus sekecil mungkin, komponen yang ada di dalamnya juga sesedikit mungkin. Untuk mem-flash-nya, ada tiga hal penting yang harus Anda manfaatkan.

• Jumper pad kawat GPIO0 (PROG untuk versi tiga) harus dipersingkat untuk menempatkan ESP dalam mode pemrograman. Perlu diingat, bahwa mikrokontroler tidak akan memulai seperti biasa dengan bantalan kawat GPIO0/PROG yang dipersingkat.
• Anda harus menghubungkan keempat bantalan kawat (3, 3v - gnd - rx - tx) ke adaptor FTDI eksternal. Dengan melakukan itu, Anda tidak perlu menyolder beberapa kabel ke sana. Karena saya telah menyelaraskan empat bantalan kawat di grid 2, 54 mm, Anda dapat mengambil pinheader 4-pin, sambungkan dengan kabel jumper ke adaptor FTDI dan tekan ke bantalan kawat saat mengunggah sketsa. Dan karena sebuah gambar lebih berharga daripada ribuan kata, saya menambahkan satu gambar yang menunjukkan proses ini.
• Tepat setelah pesan pengunggahan di dalam Arduino IDE muncul, Anda harus menekan tombol reset satu kali (itu adalah tombol THE - satu-satunya tombol di tombol dasbor). Setelah ini led biru pada ESP akan berkedip beberapa kali hingga berkedip terus-menerus saat bilah pengunggahan di dalam Arduino IDE terisi.

Tombol dasbor saya terintegrasi ke dalam kerangka Apel HomeKit untuk mengontrol berbagai hal di rumah saya. Saya tidak akan merinci cara menginstalnya atau cara kerjanya karena ini akan melampaui cakupan. Jika Anda ingin melakukannya dengan cara yang sama, Anda dapat merujuk ke karya KhaosT yang mengagumkan, yang mengerjakan implementasi node.js dari server aksesori HomeKit, yang juga saya gunakan. Bagi yang akan menggunakannya saya lampirkan file Dashbutton_accessory.js.

Namun dimungkinkan untuk mengintegrasikan tombol dasbor ke aplikasi rumah pintar lain yang ada, atau bahkan lebih. Kode Arduino terlampir bekerja dengan MQTT, yang akan beroperasi dengan hampir setiap implementasi rumah pintar.

Saat Anda ingin memulai dengan kode Arduino terlampir, cukup tambahkan kredensial wifi Anda dan alamat IP broker MQTT di baris kode berikut:

const char* ssid = "XXX";

const char* kata sandi = "XXX"; const char* mqtt_server = "192.168.2.120";

Sketsa hanya membangunkan ESP dari mode deepsleep ketika tombol reset ditekan sekali. Setelah ini akan terhubung ke jaringan wifi yang ditentukan serta ke broker MQTT, sebelum menerbitkan pesan sederhana (seperti '1' tunggal) ke topik yang ditentukan. Setelah itu ESP kembali ke mode deepsleep. Jika jaringan Anda tidak dapat dijangkau oleh ESP, jaringan akan kembali ke mode deepsleep setelah enam detik, tetapi tentu saja tanpa memublikasikan apa pun. Ini hanya untuk mencegah baterai cepat kosong.

Langkah 5: Cetak Perumahan

Tombol dasbor seharusnya sudah berfungsi ketika Anda telah mencapai langkah ini. Tapi itu harus mendapatkan kasus kecil untuk mencegah beberapa kerusakan pada PCB atau elektronik. Tentu saja ini adalah bagian kreatif dari Instructable ini. Jadi, jika Anda mau, Anda bisa mendesain rumah Anda sendiri dan mencetaknya di printer 3d Anda seperti yang saya lakukan. Anda dapat memulai dari awal atau Anda dapat menggunakan kasing saya dan menambahkan beberapa modifikasi. Jelas, housing dapat ditemukan di Thingiverse, tetapi saya juga telah melampirkan file di sini.

Kasing atau - lebih tepatnya - penutup untuk versi 3 belum siap, tetapi saya akan memperbaruinya sesegera mungkin.

Langkah 6: Bersenang-senang dan Jadilah Kreatif

Jadi, semoga Anda dapat mengganti lampu Anda dengan menekan satu tombol sekarang!

Setidaknya, perhitungan saya menunjukkan bahwa kapasitas baterai versi satu dan dua akan mencapai hingga 150 hari dengan nilai sebagai berikut:

• Kapasitas LiPo 105mAh
• arus beban 70mA
• arus deepsleep 20µA
• waktu untuk penerbitan 3 detik
• interval tombol 2 per jam (itu lebih dari yang pernah dicapai, saya kira)
• faktor kehilangan baterai 30% (yang juga sangat tinggi)

Masa pakai baterai versi 3 setidaknya harus sama, padahal kapasitasnya 120 mAh. Namun, ia memiliki led ws2812, yang akan menarik arus juga.

Sekarang terserah kamu! Semoga Anda menikmati membaca Instructable ini atau mungkin menikmati membangun hal kecil yang menyenangkan.

Ini dan bahkan proyek keren lainnya dapat ditemukan di Halaman GitHub saya makermoekoe.github.io. Untuk update terbaru Anda dapat mengikuti saya di Instagram.

Jika Anda memiliki saran atau jika ada sesuatu yang tidak jelas bagi Anda, jangan ragu untuk bertanya kepada saya di komentar di bawah atau menulis pesan singkat kepada saya.

Salam

pembuat moekoe