DIY Dashbutton voor het internet der dingen: 6 stappen (met afbeeldingen)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Hey makers, het is maker moekoe!

In deze Instructable wil ik je laten zien hoe je meer comfort en luxe in je huis kunt brengen. Als je de titel leest, raad je misschien wat we hier gaan bouwen. Iedereen die de amazon online shop minstens één keer bezoekt, wordt geconfronteerd met dit kleine ding genaamd amazon dashbutton. Met deze batterijgevoede apparaten, die je overal in huis kunt plakken, is het mogelijk om een bepaald product met één druk op de knop opnieuw te bestellen.

In deze how to gaan we iets soortgelijks maken, maar zonder iets opnieuw te bestellen op Amazon. We gaan het internet der dingen beheersen of laten we dit de dingen van internet noemen - gewoon omdat IoT in ieders mond zit en Toi me specialer klinkt… En wat de dingen van internet zouden kunnen zijn, is aan jou. Je zou eventueel alles kunnen bedienen dat minimaal een wifi-verbinding heeft. In mijn geval wil ik mijn smart home-apparaten zoals lampen, radiatoren en scènes bedienen door deze aan te sluiten op mijn bestaande Apple HomeKit-framework.

Het doel van dit project is dus om een elektronisch apparaat te bouwen met een zelfontworpen PCB dat de volgende aspecten omvat:

• zo eenvoudig mogelijk door slechts één bedieningsknop te bevatten
• zo klein mogelijk
• zo snel mogelijk om latenties te minimaliseren
• zo draagbaar mogelijk, of laten we het batterijgevoed noemen
• en als … nou ja, het zou een wifi-verbinding moeten hebben

Het resultaat bestaat over het algemeen uit een printje met een spanningsregeleenheid, een microcontroller, een LiPo-batterij en een simpele knop. In korte tijd heb ik de dashbutton print twee keer geoptimaliseerd, zodat we tot nu toe bij de derde versie van de print zijn.

Als je het gedrag van dit kleine ding wilt zien, bekijk dan deze video op mijn Instagram. Er zijn veel video's van de dashboardknoppen in actie en hoe ze zijn gebouwd. Dus voor iedereen die meer wil zien, alles vind je hier @maker.moekoe.

Stap 1: Dingen die je nodig hebt

Om je eigen IoT dashbutton te bouwen heb je maar een paar componenten nodig. Hoewel er kleine verschillen zijn van versie tot versie, blijft het spanningsregulerende deel hetzelfde. Voor alle versies heb je nodig:

• MCP1700 3, 3v LDO-spanningsregelaar
• 2x 1µF 1206 SMD condensatoren

Aanvullend voor de ronde of de rect versie (linker deel van de afbeelding hierboven):

• PCB (versie 1 of 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 90° Lipo-connector
• 100mAh Lipo-batterij met afmetingen van 25x12mm
• 3x6mm SMD-knop

Of aanvullend voor de versie met knoopcel (rechter deel van de afbeelding hierboven):

• printplaat (versie 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b rgb(w) LED
• 0, 1µF 1206 SMD-condensator
• 6x6mm SMD-knop
• 2450 knoopcelhouder
• LIR2450 knoopcelbatterij

Je kunt natuurlijk denken aan een kleine behuizing voor de dashboardknop. Een eenvoudig idee is te vinden in de vijfde stap van deze Instructable.

Stap 2: Printplaat

Toen ik begon met dit dashbutton-ding, maakte ik de pcb-versie zonder enige specials - alleen de paar onderdelen met elektrische sporen verbinden. Ik zou deze versie niet aanbevelen omdat het de eerste versie was en niet is ontwikkeld zoals de andere. Hier is een kleine samenvatting van alle drie de versies:

Versie 1 was mijn eerste definitieve versie die nog het een en ander moet optimaliseren. Misschien zal ik het in de toekomst bijwerken, maar het werkt al. De print heeft de buitenafmetingen van 24x32mm. Het wordt gevoed door een kleine LiPo-batterij en heeft slechts een spanningsregeleenheid voor het voeden van de ESP8285-M3. De batterij plakt met wat dubbelzijdig plakband aan de onderkant van de dashboardknop.

Versie 2 bestaat uit een andere buitenvorm van de printplaat. Het is rond met een diameter van 30 mm en omvat een grondvlak over tweederde van het oppervlak. Het andere derde deel is de antenne van de microcontroller en mag niet worden overlapt met een van de sporen of grondsignalen om interferenties te verminderen. Het schema is hetzelfde als versie één. En net als versie één is hij gebaseerd op een ESP8285-M3.

Versie 3 heeft ook een andere buitenvorm. Het belangrijkste verschil is dat het wordt gevoed door een standaard LIR2450-batterij die gemakkelijk kan worden vervangen als deze leeg raakt en daarom moet de PCB iets groter zijn dan de andere versies. Bovendien bestaat het uit een WS2812b rgb(w) led om over verschillende dingen te informeren. Verder en in tegenstelling tot de andere twee versies is hij gebaseerd op een ESP8266-07S.

Kies dus gewoon een versie uit de bijgevoegde bestanden en plaats uw bestelling bij uw favoriete PCB-bedrijf.

Ik raad zeker versie twee aan, want die is de meest ontwikkelde van allemaal en het kleine formaat van slechts 30mm vind ik erg handig. Als je meer functies in dat kleine ding wilt hebben, raadpleeg dan versie drie, maar deze versie is nog steeds een werk in uitvoering en moet mogelijk in sommige opzichten worden geoptimaliseerd …

Stap 3: Voltooi uw PCB

Als je je PCB in je handen hebt, is het tijd om de componenten eraan te solderen. Om dit te doen, kunt u elke gewenste technologie gebruiken. In mijn geval heb ik de componenten gesoldeerd met soldeerpasta en reflow-technologie. Hiervoor heb je wat soldeerpasta nodig in een spuitje, een reflow soldeerstation (of zoiets als een heteluchtpistool) of een oven. Zoals te zien is in deze video (voor versie twee) of de video hierboven (voor versie drie), moet je een klein beetje soldeerpasta op elk smd-draadkussen doseren voordat je de componenten op de daarvoor bestemde ruimte plaatst. In de video voor versie twee wordt het getoond met een semi-automatische dispenser en placer, maar de toegepaste componenten zijn groot genoeg om ze volledig handmatig te solderen zoals getoond in de bovenste video voor versie drie.

Hierna kunt u de printplaat in de oven plaatsen of solderen met de door u gekozen technologie. Dit proces wordt ook getoond als een timelapse in de bovenste video.

Met een gewone soldeerbout moet dat natuurlijk ook kunnen, maar ik denk dat dat niet de makkelijkste manier zal zijn en je heel veel geduld moet hebben.

Stap 4: Knipperen van de ESP

Het flashen van de microcontroller op de pcb is misschien niet het gemakkelijkste deel. Maar daarom moet de dashbutton zo klein mogelijk zijn, er zitten ook zo min mogelijk componenten op. Om het te flashen, zijn er drie belangrijke dingen waar je gebruik van moet maken.

• De GPIO0 (PROG voor versie drie) draadpad-jumper moet worden ingekort om de ESP in programmeermodus te zetten. Houd er rekening mee dat de microcontroller niet zoals gebruikelijk start met een verkorte GPIO0/PROG-draadpad.
• U moet de vier draadpads (3, 3v - gnd - rx - tx) aansluiten op een externe FTDI-adapter. Hierdoor hoef je er geen draden aan te solderen. Omdat ik de vier draadpads in het 2,54 mm-raster heb uitgelijnd, kun je een 4-pins pinheader nemen, deze met startkabels aansluiten op de FTDI-adapter en deze tegen de draadpads drukken tijdens het uploaden van de schets. En omdat een foto meer zegt dan duizend woorden, heb ik er een toegevoegd die dit proces laat zien.
• Direct nadat het uploadbericht in de Arduino IDE verschijnt, moet je eenmaal op de resetknop drukken (het is DE knop - de enige knop op de dashboardknop). Hierna moet de blauwe led op de ESP een paar keer knipperen totdat hij constant knippert terwijl de uploadbalk in de Arduino IDE vol raakt.

Mijn dashboardknop is geïntegreerd in Apples HomeKit-framework om verschillende dingen in mijn huis te bedienen. Ik zal niet in detail treden hoe het te installeren of hoe het werkt, omdat dit het bestek te buiten zou gaan. Als je het op dezelfde manier wilt doen, kun je verwijzen naar het geweldige werk van KhaosT, die werkte aan een node.js-implementatie van de HomeKit-accessoireserver, die ik ook heb gebruikt. Voor degenen die het gaan gebruiken, heb ik het Dashbutton_accessory.js-bestand bijgevoegd.

Het is echter mogelijk om de dashboardknoppen te integreren in een andere bestaande smart home-applicatie, of zelfs meer. De bijgevoegde Arduino-code werkt met MQTT, die met bijna elke smart home-implementatie zal werken.

Als je wilt beginnen met de bijgevoegde Arduino-code, voeg dan eenvoudig je wifi-inloggegevens en het IP-adres van de MQTT-makelaars toe in de volgende coderegels:

const char* ssid = "XXX";

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

De schets wekt de ESP eenvoudigweg uit de diepe slaapmodus wanneer de resetknop eenmaal wordt ingedrukt. Hierna zal het verbinding maken met het gespecificeerde wifi-netwerk en met de MQTT-broker, voordat het een eenvoudig bericht (zoals een enkele '1') naar het gedefinieerde onderwerp publiceert. Daarna gaat het ESP weer in de diepe slaapstand. Mocht je netwerk onbereikbaar zijn voor de ESP, dan gaat deze na zes seconden terug naar deepsleep-modus, maar uiteraard zonder iets te publiceren. Dit om te voorkomen dat de batterij erg snel leeg raakt.

Stap 5: Druk een behuizing af

De streepjesknop zou al moeten werken wanneer u deze stap hebt bereikt. Maar het moet een kleine behuizing krijgen om schade aan de printplaat of aan de elektronica te voorkomen. Dit is natuurlijk het creatieve deel van deze Instructable. Dus als je wilt, kun je je eigen behuizing ontwerpen en afdrukken op je 3D-printer zoals ik deed. Je kunt helemaal opnieuw beginnen of je kunt mijn case gebruiken en enkele wijzigingen aanbrengen. Uiteraard is de behuizing te vinden op Thingiverse, maar ik heb de bestanden hier ook bijgevoegd.

De behuizing of - om precies te zijn - het deksel voor versie 3 is nog niet klaar, maar ik zal het zo snel mogelijk updaten.

Stap 6: Veel plezier en wees creatief

Dus hopelijk kun je nu je lichten schakelen met een enkele druk op de knop!

Mijn berekeningen hebben in ieder geval aangetoond dat de batterijcapaciteit van versie één en twee tot 150 dagen zal bereiken met de volgende waarden:

• LiPo-capaciteit van 105mAh
• laadstroom van 70mA
• diepe slaapstroom van 20µA
• tijd voor publicatie van 3 seconden
• knopinterval van 2 per uur (dat is meer dan het ooit zal bereiken, denk ik)
• batterijverliesfactor van 30% (wat ook erg hoog is)

De levensduur van de batterij van versie 3 moet minstens hetzelfde zijn, terwijl deze een capaciteit van 120 mAh heeft. Het heeft echter de ws2812 led aan boord, die ook wat stroom zal trekken.

Nu is het aan jou! Ik hoop dat je het leuk vond om deze Instructable te lezen of misschien genoten hebt van het bouwen van zo'n leuk ding.

Deze en zelfs andere coole projecten zijn te vinden op mijn GitHub-pagina makermoekoe.github.io. Voor recente updates kun je mij volgen op Instagram.

Als je suggesties hebt of als iets je niet duidelijk is, stel ze dan gerust in de reacties hieronder of schrijf me een kort bericht.

Groeten

maker moekoe