IOT123 - ASSIMILEER SENSOR HUB: ICOS10 3V3 MQTT NODE - Ajarnpa

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

Dit is de eerste in verschillende MCU/Feature-combinaties in de ASSIMILATE SENSOR HUBS: de masters die de datadumps verzamelen van de I2C ASSIMILATE SENSORS-slaves.

Deze build maakt gebruik van een Wemos D1 Mini om alle gegevens te publiceren die van de ASSIMILATE SENSORS naar een MQTT-server zijn gedumpt. Het levert een 3V3 I2C-bus aan de sensoren. Er wordt nog steeds een 5V-rail meegeleverd, maar er is geen logische niveau-omzetter voor de 5V I2C en het kan zijn dat deze niet naar wens functioneert. Dit zal worden geleverd in een toekomstige vervanging van het dochterbord met functies voor degene die hier wordt gepresenteerd.

Als u dit nog niet hebt gedaan, moet de generieke buitenschaal worden gemonteerd.

Stap 1: Materialen en gereedschappen

ICOS10 (IDC) Shell stuklijst

1. D1M BLOCK-penmal (1)
2. D1M BLOCK basis en behuizing (1)
3. Wemos D1 Mini (1)
4. Wemos D1 Mini Protoboard-schild (1)
5. 40P vrouwelijke headers (8P, 8P, 9P, 9P))
6. 1" Dubbelzijdig protoboard (1)
7. 6-pins gehulde IDC mannelijke kop (1)
8. Aansluitdraad (~10)
9. 0,5 mm vertinde draad (~ 4)
10. 4G x 15mm Zelftappende schroeven met bolkop (2)
11. 4G x 6 mm zelftappende verzonken schroeven (~20)

Stap 2: MCU-voorbereiding

In deze build gebruiken we de Wemos D1 Mini. Als u eerder een D1M WIFI BLOCK heeft gebouwd, kunt u die gebruiken voor de modulaire hardwarecomponent. Als dat niet het geval is, volgt u minimaal het volgende gedeelte.

DE HEADER PINS OP DE MCU SOLDEREN (met behulp van de PIN JIG)

Als je een PIN JIG niet kunt printen, volg dan gewoon de instructies en improviseer: de hoogte (offset) van de PIN JIG is 6,5 mm.

1. Print/verkrijg een PIN JIG van deze pagina.
2. Voer de header-pinnen door de onderkant van het bord (TX rechts-links) en in de soldeermal.
3. Druk de pinnen naar beneden op een harde, vlakke ondergrond.
4. Druk het bord stevig op de mal.
5. Soldeer de 4 hoekpinnen.
6. Verwarm het bord/de pinnen opnieuw en positioneer ze indien nodig (het bord of de pinnen zijn niet uitgelijnd of loodrecht).
7. Soldeer de rest van de pinnen.

DE FIRMWARE UPLOADEN

De GIST voor de code is hier (5 bestanden) en een zip is hier. De instructies voor het gebruik van de Arduino IDE voor het compileren/uploaden van code vindt u hier.

Om de code met slechts kleine aanpassingen te gebruiken, gebruiken we Joël Gähwiler's shiftr.io als de MQTT-makelaar: het heeft een gastaccount - dus houd het interval van publicaties minuten uit elkaar. Het biedt een visualisatie van de bron en onderwerpen, evenals drill-downs naar de gegevens.

Zodra de code in de Arduino IDE is geladen:

1. Wijzig de waarde van _wifi_ssid met uw WiFi SSID.
2. Wijzig de waarde van _wifi_password met uw WiFi-sleutel.
3. Wijzig de waarde van _mqtt_clientid met de klantidentificatie van uw voorkeur (toevoegen is niet nodig).
4. Wijzig de waarde van _mqtt_root_topic met de locatiehiërarchie van de apparaatlocatie.
5. Compileren en uploaden.

Stap 3: Voorbereiding MCU-behuizing

De MCU-behuizing toont headers voor de D1 Mini om in te pluggen en headers voor dochterborden die communiceren met het Socket (sensoren en actoren) circuit.

HUISVESTING HEADERS

Dit is gebaseerd op een D1 Mini Protoboard en breekt uit:

1. Pinnen voor de D1M BLOCK/D1 Mini om verbinding mee te maken.
2. Directe Breakouts van de 2 rijen contacten van de D1M BLOCK/D1 Mini. Deze zijn alleen beschikbaar voor het gemak tijdens het maken van prototypes. De verwachting is dat de dochterborden alle toegang tot deze headers zullen blokkeren.
3. 4 Breakouts van de specifieke pinnen die door de dochterborden worden gebruikt. Ik overwoog alleen de I2C-specifieke pinnen uit te breken, maar ik had al een use-case voor het gebruik van een andere pin (low-side slaapschakelaar), dus ik brak RST, A0 en enkele andere digitale pinnen uit voor het geval dat.

Om de D1M-contacten toe te voegen aan de HOUSING HEADER:

1. Bekijk de video SOLDEREN MET DE SOCKET JIG.
2. Voer de header-pinnen door de onderkant van het bord (TX linksboven aan de bovenzijde).
3. Voer de mal over het plastic maaibord en breng beide oppervlakken waterpas.
4. Draai de mal en de montage om en druk de kop stevig op een harde, vlakke ondergrond.
5. Druk het bord stevig op de mal.
6. Soldeer de 4 hoekpinnen met minimaal soldeer (alleen tijdelijke uitlijning van de pinnen).
7. Verwarm het bord/de pinnen opnieuw en positioneer ze indien nodig (het bord of de pinnen zijn niet uitgelijnd of loodrecht).
8. Soldeer de rest van de pinnen.
9. Verwijder de mal.
10. Knip pinnen af boven soldeer.

Om de dochterbord-breakouts toe te voegen:

1. Knip 4 9P Female headers af.
2. Plaats aan de bovenkant de 9P-headers zoals afgebeeld en soldeer aan de onderkant af.

Om de directe breakouts toe te voegen:

1. Knip 2 8P Female headers af.
2. Plaats aan de bovenkant de 8P-headers zoals afgebeeld en soldeer aan de onderkant af.

Om de headers aan te sluiten, aan de onderkant met de TX-pin naar boven gericht:

1. Traceer en soldeer vanaf de RST-pin over 4 pinnen.
2. Traceer en soldeer van de A0-pin over 4 pinnen.
3. Traceer en soldeer vanaf de D1-pin over 4 pinnen.
4. Traceer en soldeer van de D2-pin over 4 pinnen.
5. Traceer en soldeer van de D6-pin over 4 pinnen.
6. Traceer en soldeer van de D7-pin over 4 pinnen.
7. Traceer en soldeer vanaf de GND-pin over 4 pinnen.
8. Traceer en soldeer van de 5V-pin over 4 pinnen.
9. Traceer en soldeer vanaf de 3V3-pin 45° naar beneden over 4 pinnen.

DE ARMATUUR MONTEREN

De HOUSING HEADERS is bevestigd aan de MCU HOUSING en deze is bevestigd aan de BASE PLATE.

1. Plaats de D1M CONTACTEN in de openingen in de MCU HOUSING met de lange zijde van de BEHUIZING-KOPPELINGEN naar het gat gericht en druk ze vlak naar beneden.
2. Plaats de MCU op de MCU CONTACTEN tijdens het aanbrengen om de juiste uitlijning te garanderen.
3. Plaats het HEADER FRAME over de bovenkant van de monteerbare armaturen en bevestig met 2 schroeven van 4G x 16 mm.
4. Plaats de gemonteerde armaturen met het gat naar de korte kant gericht en bevestig met de 4G x 6 mm schroeven.

Stap 4: Het 3V3 I2C-dochterbord bouwen

Dit biedt een IDC-header voor het SOCKETS-CIRCUIT en maakt verbinding met de MCU, waardoor pull-ups op de I2C-lijnen worden toegevoegd. Dit wordt geleverd als een dochterbord, zodat als je 5V logische niveau-converters nodig hebt, je dit bord gewoon kunt verwisselen met een bord dat alle benodigde functies biedt. De AUX- en GND-lijnen zijn uitgebroken voor aangepaste bronnen (zoals lage zijschakelaars tijdens slaapcycli). De lay-outs worden bepaald door binnen en buiten: kies op het bord een willekeurige kant om als binnen te gebruiken; het belangrijkste is dat de IDC-header op de rand moet wijzen.

1. Plaats aan de binnenkant de 2P 90° mannelijke headers (1), 3P 90° mannelijke headers (2) en soldeer ze aan de buitenkant af.
2. Plaats aan de binnenkant de 1P Male Header (3), 2P Male Headers (4) en soldeer aan de buitenkant af.
3. Plaats aan de buitenkant de IDC-header (5) en soldeer aan de binnenkant vast.
4. Trek aan de binnenkant een zwarte draad van ZWART1 naar ZWART2 en soldeer.
5. Trek aan de binnenkant een zwarte draad van ZWART3 naar ZWART4 en soldeer.
6. Trek aan de binnenkant een witte draad van WIT1 naar WIT2 en soldeer.
7. Trek aan de binnenkant een groene draad van GROEN1 naar GROEN2 en soldeer.
8. Trek aan de binnenkant een rode draad van RED1 naar RED2 en soldeer.
9. Trek aan de binnenkant een gele draad van GEEL1 naar GEEL2 en soldeer.
10. Steek aan de binnenkant een 4K7-weerstand in SILVER1 en SILVER2 en laat de kabels ongeknipt.
11. Trek aan de binnenkant een blanke draad van SILVER5 naar SILVER6 en soldeer.
12. Trek aan de binnenkant de kabel van SILVER1 naar SILVER3 en soldeer.
13. Steek aan de binnenkant een 4K7-weerstand in SILVER4 en SILVER2 en soldeer.

Stap 5: Montage van de belangrijkste componenten

1. Zorg ervoor dat de SHELL is gebouwd en het circuit is getest (kabel en stopcontacten).
2. Plaats het 3V3 I2C DOCHTERBORD, met de 3V3-pin op het rafelige uiteinde van de headers (zie foto).
3. Plaats een jumper op de 2P mannelijke kop op het DOCHTERBORD.
4. Steek de IDC-aansluiting van de SHELL-KABEL in de IDC-kop op het DOCHTERBORD.
5. Steek het DOCHTERBORD/BEHUIZING voorzichtig tussen de kabels in de SHELL en lijn de basisgaten uit.
6. Bevestig de BASISMONTAGE aan de SHELL met de 4G x 6 mm schroeven.
7. Bevestig alle ASSIMILAAT-SENSOREN die u hebt gemaakt.

Stap 6: Volgende stappen

Zet uw nieuwe apparaat aan (5V MicroUSB).

Richt uw browser op https://shiftr.io/try en controleer de visualisatie van uw gegevens.

Zoom in door op knooppunten in de grafiek te klikken.

Open een consolevenster om wat rudimentaire statusregistratie te controleren.

Als u tevreden bent, wijzigt u de details met uw eigen MQTT Broker-account/server.

Bekijk deze gerelateerde builds

Het volgende op de kaarten is het ontwikkelen van de ACTOREN voor het ASSIMILATE IOT NETWORK.