Botão DIY Dashbutton para a Internet das Coisas: 6 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Ei fabricantes, é o criador moekoe!

Neste Instructable quero mostrar a vocês como trazer mais conforto e luxo para suas casas. Ao ler o título, você pode adivinhar o que vamos construir aqui. Todos que visitarem a loja online amazon pelo menos uma vez, serão confrontados com essa coisinha chamada dashbutton amazon. Com esses dispositivos alimentados por bateria, que você pode colocar em qualquer lugar da sua casa, é possível fazer o pedido de um produto específico pressionando um único botão.

Neste como vamos fazer algo parecido, mas sem reordenar nada na amazon. Vamos controlar a Internet das Coisas ou vamos chamá-la de Coisas da Internet - só porque a IoT está na boca de todos e Toi soa mais especial para mim … E o que as Coisas da Internet podem ser depende de você. Você pode controlar tudo o que tem pelo menos uma conexão wi-fi. No meu caso, quero controlar meus dispositivos domésticos inteligentes, como luzes, radiadores e cenários, conectando-os ao meu framework Apple HomeKit existente.

Então, na verdade, o objetivo deste projeto é construir um dispositivo eletrônico com PCB auto-projetada que ocupe os seguintes aspectos:

• o mais simples possível, contendo apenas um botão de controle
• tão pequeno quanto possível
• o mais rápido possível para minimizar latências
• tão portátil quanto possível, ou vamos chamá-lo de bateria
• e como … bem, deve ter uma conexão wi-fi

O resultado em geral consiste em um PCB com uma unidade reguladora de tensão, um microcontrolador, uma bateria LiPo e um botão simples. Durante um curto período de tempo eu otimizo o painel de controle PCB duas vezes, de modo que estamos na terceira versão do PCB até agora.

Quando quiser ver o comportamento dessa coisinha, dê uma olhada neste vídeo no meu Instagram. Existem muitos vídeos dos botões em ação e como eles são construídos. Então, para todos vocês que desejam ver mais, podem encontrar tudo aqui @ maker.moekoe.

Etapa 1: Coisas que você vai precisar

Para construir seu próprio painel IoT, você só precisa de alguns componentes. Embora existam pequenas diferenças de versão para versão, a parte reguladora de tensão permanece a mesma. Para todas as versões, você precisará de:

• MCP1700 3, regulador de tensão LDO 3v
• 2x 1µF 1206 capacitores SMD

Adicionalmente para a versão redonda ou reta (parte esquerda da imagem acima):

• PCB (versão 1 ou 2)
• ESP8285-M3
• Conector JST PH-2 90 ° Lipo
• Bateria 100mAh Lipo com dimensões de 25x12mm
• Botão 3x6mm SMD

Ou, adicionalmente, para a versão de célula tipo moeda (parte direita da imagem acima):

• PCB (versão 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb (w) LED
• 0, 1µF 1206 capacitor SMD
• Botão 6x6mm SMD
• Porta-célula 2450 moeda
• Bateria de célula tipo moeda LIR2450

Claro, você pode pensar em uma pequena caixa para o botão do painel. Uma ideia simples pode ser encontrada na quinta etapa deste Instructable.

Etapa 2: placa de circuito impresso

Quando comecei com essa coisa de dashbutton, criei a versão pcb um sem nenhum especial - apenas conectando algumas partes com traços elétricos. Eu não recomendaria esta versão porque foi o primeiro rascunho e não foi desenvolvida como as outras. Aqui está um pequeno resumo de todas as três versões:

A versão 1 foi meu primeiro rascunho final, que tem algumas coisas para otimizar. Talvez eu atualize no futuro, mas já está funcionando. O PCB tem as dimensões externas de 24x32 mm. Ele é alimentado por uma pequena bateria LiPo e possui apenas uma unidade reguladora de tensão para alimentar o ESP8285-M3. A bateria gruda com alguma fita dupla-face na parte inferior do botão do painel.

A versão 2 consiste em outra forma externa do PCB. Ele é redondo, com um diâmetro de 30 mm e inclui um plano de aterramento em dois terços da área. O outro terço é a antena do microcontrolador e não deve ser sobreposto a nenhum dos rastros ou sinais de aterramento para reduzir as interferências. O esquema é o mesmo da versão um. E, assim como a versão um, é baseado em um ESP8285-M3.

A versão 3 também possui outra forma externa. A principal diferença é que ele é alimentado por uma bateria LIR2450 padrão que pode ser facilmente substituída se estiver ficando vazia e, portanto, o PCB deve ser um pouco maior do que as outras versões. Além disso, consiste em um led WS2812b rgb (w) para informar sobre coisas diferentes. Além disso, em contraste com as outras duas versões, é baseado em um ESP8266-07S.

Portanto, basta escolher uma versão dos arquivos anexados e fazer o pedido na sua empresa de PCB favorita.

Definitivamente, recomendo a versão dois, porque é a mais desenvolvida de todas e o tamanho pequeno de apenas 30 mm é muito útil na minha opinião. Quando você quiser ter mais recursos naquela pequena coisa, consulte a versão três, mas esta versão ainda é um trabalho em andamento e pode ter que ser otimizada em alguns aspectos …

Etapa 3: Complete seu PCB

Se você está segurando seu PCB em suas mãos, é hora de soldar os componentes nele. Para fazer isso, você pode usar qualquer tecnologia que desejar. No meu caso, soldei os componentes com pasta de solda e tecnologia de refluxo. Para isso, você precisará de um pouco de pasta de solda em uma seringa, uma estação de solda por refluxo (ou algo como uma pistola de ar quente) ou um forno. Como mostrado neste vídeo (para a versão dois) ou no vídeo acima (para a versão três), você deve dispensar um pouco da pasta de solda em cada almofada de arame smd antes de colocar os componentes em seu espaço fornecido. No vídeo para a versão dois, ele é mostrado com um dispensador e aplicador semiautomático, mas os componentes aplicados são grandes o suficiente para soldá-los completamente à mão, como mostrado no vídeo superior para a versão três.

Depois disso, você pode colocar o PCB no forno ou soldá-los com a tecnologia escolhida. Este processo também é mostrado como um lapso de tempo no vídeo superior.

Claro, isso também deveria ser possível com um ferro de solda normal, mas acho que não será a maneira mais fácil e você tem que ser muito paciente.

Etapa 4: atualizando o ESP

Atualizar o microcontrolador no pcb pode não ser a parte mais fácil. Mas, portanto, o botão do painel deve ser o menor possível, há também o menor número possível de componentes nele. Para piscar, há três coisas importantes que você deve usar.

• O jumper de almofada de arame GPIO0 (PROG para a versão três) deve ser encurtado para colocar o ESP no modo de programação. Lembre-se de que o microcontrolador não iniciará normalmente com um pad de fio GPIO0 / PROG encurtado.
• Você deve conectar os quatro pads de fio (3, 3v - gnd - rx - tx) a um adaptador FTDI externo. Fazendo isso, você não precisa soldar alguns fios nele. Como alinhei as quatro almofadas de arame na grade de 2,44 mm, você pode pegar um cabeçote de 4 pinos, conectá-lo com cabos de jumper ao adaptador FTDI e pressioná-lo contra as almofadas de arame enquanto carrega o esboço. E como uma imagem vale mais do que mil palavras, adicionei uma mostrando esse processo.
• Logo após a mensagem de upload dentro do IDE do Arduino aparecer, você deve pressionar o botão reset uma vez (é o botão - o único botão no painel). Depois disso, o led azul no ESP deve piscar algumas vezes até piscar constantemente enquanto a barra de upload dentro do IDE do Arduino se enche.

Meu botão de controle é integrado ao framework do HomeKit da Apples para controlar diferentes coisas em minha casa. Não vou entrar em detalhes sobre como instalá-lo ou como funciona, porque isso iria além do escopo. Se você quiser fazer da mesma forma, pode consultar o trabalho incrível de KhaosT, que trabalhou em uma implementação de node.js do servidor de acessórios HomeKit, que eu também usei. Para quem vai usar, anexei o arquivo Dashbutton_accessory.js.

No entanto, é possível integrar os botões do painel em outro aplicativo de casa inteligente existente, ou até mais. O código do Arduino anexado está funcionando com o MQTT, que operará com quase todas as implementações de casa inteligente.

Quando você quiser começar com o código do Arduino anexado, basta adicionar suas credenciais wi-fi e o endereço IP dos corretores MQTT nas seguintes linhas de código:

const char * ssid = "XXX";

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

O esboço simplesmente desperta o ESP do modo de sono profundo quando o botão de reinicialização é pressionado uma vez. Depois disso, ele se conectará à rede wi-fi especificada, bem como ao broker MQTT, antes de publicar uma mensagem simples (como um único '1') para o tópico definido. Depois disso, o ESP volta ao modo de sono profundo. Se sua rede estiver inacessível para o ESP, ele voltará ao modo de sono profundo após seis segundos, mas é claro sem publicar nada. Isso é apenas para evitar que a bateria se esgote muito rapidamente.

Etapa 5: imprimir uma caixa

O botão do painel já deve estar funcionando quando você chegar a esta etapa. Mas deve-se pegar um case pequeno para evitar alguns danos ao PCB ou à parte eletrônica. Claro que esta é a parte criativa deste Instructable. Então, se quiser, você pode projetar sua própria caixa e imprimi-la em sua impressora 3D como eu fiz. Você pode começar do zero ou pode usar meu caso e adicionar algumas modificações. Obviamente, a caixa pode ser encontrada no Thingiverse, mas anexei os arquivos aqui também.

A caixa ou - para ser mais preciso - a tampa da versão 3 ainda não está pronta, mas irei atualizá-la assim que possível.

Etapa 6: Divirta-se e seja criativo

Então, espero que você seja capaz de ligar as luzes com um único botão agora!

Pelo menos, meus cálculos mostraram que a capacidade da bateria das versões um e dois chegará a até 150 dias com os seguintes valores:

• Capacidade LiPo de 105mAh
• corrente de carga de 70mA
• corrente de sono profundo de 20µA
• tempo para publicação de 3 segundos
• botão de intervalo de 2 por hora (isso é mais do que jamais alcançará, eu acho)
• fator de perda de bateria de 30% (que também é muito alto)

A duração da bateria da versão 3 deve ser pelo menos a mesma, embora tenha capacidade de 120 mAh. No entanto, ele tem o led ws2812 a bordo, que também puxará alguma corrente.

Agora é com você! Espero que você tenha gostado de ler este Instructable ou talvez tenha gostado de construir uma coisinha tão bonita.

Este e até outros projetos interessantes podem ser encontrados na minha página do GitHub makermoekoe.github.io. Para atualizações recentes, você pode me seguir no Instagram.

Se você tiver alguma sugestão ou algo não estiver claro para você, sinta-se à vontade para me perguntar nos comentários abaixo ou escreva uma mensagem curta.

Cumprimentos

fabricante de moekoe