IOT123 - ASSIMILATE SENSOR HUB: ICOS10 3V3 MQTT NÓ: 6 etapas

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

Este é o primeiro em uma variedade de combinações MCU / Feature nos ASSIMILATE SENSOR HUBS: os mestres que coletam os dumps de dados dos escravos I2C ASSIMILATE SENSORS.

Esta construção usa um Wemos D1 Mini, para publicar quaisquer dados despejados dos ASSIMILATE SENSORS para um servidor MQTT. Ele fornece um barramento 3V3 I2C para os sensores. Um trilho de 5 V ainda é fornecido, mas não há um conversor de nível lógico para o I2C de 5 V e pode não funcionar como desejado. Isso será entregue em uma futura substituição de placa-filha com conjunto de recursos para a apresentada aqui.

Se você ainda não tiver feito isso, a casca externa genérica precisará ser montada.

Etapa 1: Materiais e Ferramentas

ICOS10 (IDC) Shell Bill of Materials

1. D1M BLOCK Pin Jig (1)
2. Base e alojamento D1M BLOCK (1)
3. Wemos D1 Mini (1)
4. Wemos D1 Mini Protoboard Shield (1)
5. Cabeçalhos 40P fêmeas (8P, 8P, 9P, 9P))
6. 1 "Protoboard dupla face (1)
7. Cabeçalho macho IDC envolto de 6 pinos (1)
8. Fio de conexão (~ 10)
9. Fio estanhado de 0,5 mm (~ 4)
10. Parafusos autorroscantes de cabeça de botão 4G x 15mm (2)
11. Parafusos escareados autorroscantes 4G x 6mm (~ 20)

Etapa 2: Preparação de MCU

Nesta compilação, estamos usando o Wemos D1 Mini. Se você construiu anteriormente um BLOCO WIFI D1M, pode usá-lo para o componente de hardware modular. Caso contrário, siga, no mínimo, a próxima seção.

SOLDANDO OS PINOS DO CABEÇALHO NO MCU (usando o PIN JIG)

Se você não consegue imprimir um PIN JIG, basta seguir as instruções e improvisar: a altura (deslocamento) do PIN JIG é de 6,5 mm.

1. Imprima / obtenha um PIN JIG nesta página.
2. Alimente os pinos de cabeçalho pela parte inferior da placa (TX direita-esquerda) e no gabarito de solda.
3. Pressione os pinos em uma superfície plana e dura.
4. Pressione a placa firmemente no gabarito.
5. Solde os 4 pinos de canto.
6. Reaqueça e reposicione a placa / pinos se necessário (placa ou pinos não alinhados ou prumo).
7. Solde o resto dos pinos.

FAZENDO O UPLOAD DO FIRMWARE

O GIST para o código está aqui (5 arquivos) e um zip está aqui. As instruções para usar o Arduino IDE para compilar / fazer upload de código estão aqui.

Para usar o código com apenas pequenas modificações, estamos usando o shiftr.io de Joël Gähwiler como o corretor MQTT: ele tem uma conta de convidado - portanto, mantenha o intervalo de minutos de publicação separados. Ele fornece uma visualização da fonte e dos tópicos, bem como detalhamentos dos dados.

Assim que o código for carregado no IDE do Arduino:

1. Modifique o valor de _wifi_ssid com seu SSID WiFi.
2. Modifique o valor de _wifi_password com sua chave WiFi.
3. Modifique o valor de _mqtt_clientid com sua identificação de cliente preferida (não é necessário entrar).
4. Modifique o valor de _mqtt_root_topic com a hierarquia de localização do local do dispositivo.
5. Compile e faça upload.

Etapa 3: Preparação da carcaça MCU

O MCU Housing expõe cabeçalhos para o D1 Mini conectar e cabeçalhos para placas-filha que se comunicam com o circuito de soquete (sensores e atores).

CABEÇALHOS DE HABITAÇÃO

Isso é baseado em um Mini Protoboard D1 e se divide em:

1. Pinos para conectar o D1M BLOCK / D1 Mini.
2. Breakouts diretos das 2 filas de contatos do D1M BLOCK / D1 Mini. Eles estão disponíveis apenas por conveniência durante a prototipagem. Espera-se que as placas-filha bloqueiem todo o acesso a esses cabeçalhos.
3. 4 Separações dos pinos específicos usados pelas placas-filha. Eu considerei apenas quebrar os pinos específicos I2C, mas eu já tinha um caso de uso para o uso de outro pino (interruptor de energia do lado inferior do sono), então eu quebrei RST, A0 e alguns outros pinos digitais apenas no caso.

Para adicionar os contatos D1M ao CABEÇALHO DA HABITAÇÃO:

1. Assista ao vídeo SOLDER USANDO O SOCKET JIG.
2. Alimente os pinos de cabeçalho pela parte inferior da placa (TX superior esquerdo no lado superior).
3. Alimente o gabarito sobre o coletor de plástico e nivele ambas as superfícies.
4. Vire o gabarito e o conjunto e pressione firmemente a plataforma em uma superfície plana e dura.
5. Pressione a placa firmemente no gabarito.
6. Solde os 4 pinos de canto usando o mínimo de solda (apenas alinhamento temporário dos pinos).
7. Reaqueça e reposicione a placa / pinos se necessário (placa ou pinos não alinhados ou prumo).
8. Solde o resto dos pinos.
9. Remova o gabarito.
10. Corte os pinos acima das soldas.

Para adicionar os Breakouts da placa filha:

1. Corte 4 cabeçalhos 9P Fêmea.
2. Na parte superior, insira os cabeçalhos 9P conforme mostrado e solde na parte inferior.

Para adicionar Breakouts diretos:

1. Corte 2 cabeçalhos 8P Feminino.
2. Na parte superior, insira os conectores 8P conforme mostrado e solde na parte inferior.

Para conectar os cabeçalhos, na parte inferior com o pino TX orientado para cima:

1. Rastreie e solde do pino RST em 4 pinos.
2. Rastreie e solde do pino A0 em 4 pinos.
3. Rastreie e solde do pino D1 em 4 pinos.
4. Rastreie e solde do pino D2 em 4 pinos.
5. Rastreie e solde do pino D6 em 4 pinos.
6. Rastreie e solde do pino D7 em 4 pinos.
7. Rastreie e solde do pino GND em 4 pinos.
8. Rastreie e solde do pino 5 V em 4 pinos.
9. Rastreie e solde do pino 3V3 para baixo 45 ° em 4 pinos.

MONTAGEM DO FIXTURE

Os CABEÇALHOS DA HABITAÇÃO são afixados à HABITAÇÃO MCU e esta é afixada à PLACA BASE.

1. Com o lado comprido dos CABEÇALHOS DA HABITAÇÃO apontado para o orifício, insira os CONTATOS D1M nas aberturas da CAIXA MCU e empurre para baixo nivelado.
2. Insira a MCU nos CONTATOS da MCU durante a fixação para garantir o alinhamento correto.
3. Coloque o HEADER FRAME sobre o topo dos acessórios de montagem e fixe com 2 parafusos 4G x 16mm.
4. Coloque os acessórios montados com o orifício apontado para o lado curto e fixe com os parafusos 4G x 6mm.

Etapa 4: Construindo a placa-filha 3V3 I2C

Isso fornece um cabeçalho IDC para o CIRCUITO DE SOCKETS e se conecta ao MCU, adicionando pull-ups nas linhas I2C. Isso é fornecido como uma placa-filha de forma que se você precisar de conversores de nível lógico de 5V, você pode apenas trocar esta placa por outra que forneça todas as funções necessárias. As linhas AUX e GND são interrompidas para fontes personalizadas (como interruptores do lado baixo durante os ciclos de sono). Os layouts são definidos por dentro e por fora: no tabuleiro, escolha um lado arbitrário para usar como dentro; o importante é que o cabeçalho IDC deve estar na borda apontando.

1. No interior, insira os cabeçotes macho 2P 90 ° (1), o cabeçote macho 3P 90 ° (2) e solde do lado de fora.
2. No interior, insira o Conector macho 1P (3), Conector macho 2P (4) e solde do lado de fora.
3. Por fora, insira o Cabeçalho IDC (5) e solde por dentro.
4. No interior, trace um fio preto de BLACK1 a BLACK2 e solde.
5. No interior, trace um fio preto de BLACK3 a BLACK4 e solde.
6. No interior, trace um fio branco de BRANCO1 a BRANCO2 e solde.
7. No interior, trace um fio verde de VERDE1 a VERDE2 e solde.
8. No interior, trace um fio vermelho de RED1 a RED2 e solde.
9. No interior, trace um fio amarelo de YELLOW1 a YELLOW2 e solde.
10. No interior, insira um resistor 4K7 em PRATA1 e PRATA2 e deixe os fios sem cortar.
11. No interior, trace um fio desencapado de PRATA 5 a PRATA 6 e solde.
12. No interior, rastreie o chumbo de PRATA 1 a PRATA 3 e solda.
13. No interior, insira um resistor 4K7 em PRATA4 e PRATA2 e solde.

Etapa 5: montagem dos componentes principais

1. Certifique-se de que o SHELL foi construído e o circuito testado (cabo e tomadas).
2. Insira o 3V3 I2C DAUGHTER-BOARD, com o pino 3V3 na extremidade irregular dos cabeçalhos (ver foto).
3. Coloque um Jumper no 2P Male Header no DAUGHTER-BOARD.
4. Insira o soquete IDC do CABO SHELL no cabeçalho do IDC no QUADRO-FILHA.
5. Insira cuidadosamente o DAUGHTER-BOARD / HOUSING entre os cabos no SHELL e alinhe os orifícios da base.
6. Fixe o CONJUNTO DA BASE ao SHELL com os parafusos 4G x 6mm.
7. Anexe quaisquer SENSORES ASSIMILADOS que você tenha feito.

Etapa 6: Próximas etapas

Ligue seu novo dispositivo (5V MicroUSB).

Aponte seu navegador para https://shiftr.io/try e verifique a visualização de seus dados.

Faça uma busca detalhada clicando nos nós do gráfico.

Abra uma janela de console para verificar alguns registros de status rudimentares.

Quando estiver satisfeito, altere os detalhes com sua própria conta / servidor MQTT Broker.

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A seguir está o desenvolvimento dos ATORES para a ASSIMILATE IOT NETWORK.