Sensor inal谩mbrico de temperatura, humedad y presi贸n atmosf茅rica en nRF52832

隆Saludos a todos los lectores de Habr! El art铆culo de hoy tratar谩 sobre un sensor de temperatura, humedad y presi贸n atmosf茅rica con una bater铆a de larga duraci贸n. El sensor funciona en el microcontrolador nRF52832 ( hoja de datos ). Para obtener temperatura, humedad y presi贸n atmosf茅rica, se utiliz贸 el sensor BME280 - hoja de datos . El sensor funciona con bater铆as CR2430 / CR2450 / CR2477. El consumo en modo de transmisi贸n es de 8 mA, en modo de reposo de 5 mA. Entonces, sobre el orden.


Este es un proyecto Arduino, el programa est谩 escrito en el IDE Arduino. La biblioteca de Adafruit Industries se utiliza para operar el sensor BME280 - sensores github | github BME280 . Para trabajar con placas nRF52832, el IDE de Ardeino utiliz贸 el proyecto Sandeep Mistry: github . La transferencia de datos al controlador de Smart House se realiza de acuerdo con el protocolo Mysensors - placas github | protocolo | biblioteca .

La placa del sensor se desarroll贸 en el programa Diptrace. Las dimensiones de la placa son 36.8 mm X 25 mm.



Listado de componentes utilizados
  • C1 - cap0603 100nF
  • C2 - cap0603 100nF
  • R1 - res0603 332
  • R2 - res0603 85b
  • R3 - res0603 113
  • R4 - res0603 912
  • R5 - res0603 113
  • R6 - res0603 512
  • R7 - res0603 512
  • RGBL1 - led0805 rgb
  • SWD - PPHF 2x3 6p 1.27mm
  • U1 - YJ-16048 nRF52832
  • U2 - BME280
  • CONECTAR - interruptor t谩ctil KLS7-TS5401
  • RESET - bot贸n de reloj KLS7-TS5401
  • Soporte de bater铆a KW-BS-2450-2-SMT
  • Interruptor dsc0012


La tarifa se orden贸 a trav茅s de jlcpcb.com : $ 2 por 5 piezas en cualquier color.





Enlace al archivo con archivos gerber

El sensor funciona de acuerdo con el protocolo Mysensors. Agregar cualquier dispositivo a la red Mysensors es f谩cil. Veamos el ejemplo de este sensor, omitir茅 la explicaci贸n del c贸digo del sensor BME280, nada cambia al trabajar con la red Mysensors.

#define MY_DEBUG //   #define MY_RADIO_NRF5_ESB //   (  rfm69, rfm95, nrf24l01, nrf51-52) #define MY_RF24_PA_LEVEL (NRF5_PA_MAX) //    #define MY_DISABLED_SERIAL //   #define MY_PASSIVE_NODE //   (   mysensors), PASSIVE        ,   , ,  #define MY_NODE_ID 1 //     #define MY_PARENT_NODE_ID 0 //       //#define MY_PARENT_NODE_IS_STATIC //  PARENT_NODE        //#define MY_TRANSPORT_UPLINK_CHECK_DISABLED //      #include <MySensors.h> // -  MySensors #define TEMP_CHILD_ID 0 //     #define HUM_CHILD_ID 1 //     #define BARO_CHILD_ID 2 //      #define CHILD_ID_VOLT 254 //      MyMessage voltMsg(CHILD_ID_VOLT, V_VOLTAGE); //       MyMessage temperatureMsg(TEMP_CHILD_ID, V_TEMP); //      MyMessage humidityMsg(HUM_CHILD_ID, V_HUM); //      MyMessage pressureMsg(BARO_CHILD_ID, V_PRESSURE); //      
Presentaci贸n de sensores y sensores en el controlador de una casa inteligente:

  sendSketchInfo("BME280 Sensor", "1.0"); //  ,   present(CHILD_ID_VOLT, S_MULTIMETER, "Battery"); //    ,  ,  present(TEMP_CHILD_ID, S_TEMP, "TEMPERATURE [C or F]"); //   ,  ,  present(HUM_CHILD_ID, S_HUM, "HUMIDITY [%]"); //   ,  ,  present(BARO_CHILD_ID, S_BARO, "PRESSURE [hPa or mmHg]"); //    ,  ,  

Transferencia de datos al controlador dom茅stico inteligente:
 send(voltMsg.set(batteryVoltage)); //       mW sendBatteryLevel(currentBatteryPercent); //       % send(temperatureMsg.set(temperature, 1)); //    ,  1    send(humidityMsg.set(humidity, 0)); //    ,  0    send(pressureMsg.set(pressure, 0)); //    ,  0    


C贸digo de programa Arduino
 #include <Wire.h> #include <SPI.h> #include <Adafruit_Sensor.h> #include <Adafruit_BME280.h> //#define MY_DEBUG #define MY_RADIO_NRF5_ESB #define MY_RF24_PA_LEVEL (NRF5_PA_MAX) #define MY_DISABLED_SERIAL #define MY_PASSIVE_NODE #define MY_NODE_ID 1 #define MY_PARENT_NODE_ID 0 //#define MY_PARENT_NODE_IS_STATIC //#define MY_TRANSPORT_UPLINK_CHECK_DISABLED #include <MySensors.h> bool sleep_flag; bool metric = true; bool last_sent_value; uint16_t currentBatteryPercent; uint16_t lastBatteryPercent = 1000; uint16_t battery_vcc_min = 2150; uint16_t battery_vcc_max = 2950; uint16_t batteryVoltage; uint16_t battery_alert_level = 25; uint32_t default_sleep_time = 60000; uint32_t SLEEP_TIME; uint32_t newmillisforbatt; uint32_t battsendinterval = 3600000; float tempThreshold = 0.5; float humThreshold = 5; float presThreshold = 1; float pres_mmThreshold = 1; float temperature; float pressure; float pressure_mm; float humidity; float lastTemperature = -1; float lastHumidity = -1; float lastPressure = -1; float lastPressure_mm = -1; #define SEALEVELPRESSURE_HPA (1013.25) Adafruit_BME280 bme; #define TEMP_CHILD_ID 0 #define HUM_CHILD_ID 1 #define BARO_CHILD_ID 2 #define CHILD_ID_VOLT 254 MyMessage voltMsg(CHILD_ID_VOLT, V_VOLTAGE); MyMessage temperatureMsg(TEMP_CHILD_ID, V_TEMP); MyMessage humidityMsg(HUM_CHILD_ID, V_HUM); MyMessage pressureMsg(BARO_CHILD_ID, V_PRESSURE); void preHwInit() { pinMode(21, INPUT); pinMode(25, OUTPUT); digitalWrite(25, HIGH); pinMode(26, OUTPUT); digitalWrite(26, HIGH); pinMode(27, OUTPUT); digitalWrite(27, HIGH); } void before() { NRF_POWER->DCDCEN = 1; NRF_NFCT->TASKS_DISABLE = 1; NRF_NVMC->CONFIG = 1; NRF_UICR->NFCPINS = 0; NRF_NVMC->CONFIG = 0; if (NRF_SAADC->ENABLE) { NRF_SAADC->TASKS_STOP = 1; while (NRF_SAADC->EVENTS_STOPPED) {} NRF_SAADC->ENABLE = 0; while (NRF_SAADC->ENABLE) {} } pinMode(BLUE_LED, OUTPUT); pinMode(RED_LED, OUTPUT); digitalWrite(BLUE_LED, HIGH); digitalWrite(RED_LED, HIGH); digitalWrite(27, LOW); } void setup() { digitalWrite(27, HIGH); bme_initAsleep(); wait(100); sendBatteryStatus(); wait(100); } void presentation() { sendSketchInfo("EFEKTA BME280 Sensor", "1.2"); present(CHILD_ID_VOLT, S_MULTIMETER, "Battery"); present(TEMP_CHILD_ID, S_TEMP, "TEMPERATURE [C or F]"); present(HUM_CHILD_ID, S_HUM, "HUMIDITY [%]"); present(BARO_CHILD_ID, S_BARO, "PRESSURE [hPa or mmHg]"); } void loop() { wait(10); bme.takeForcedMeasurement(); wait(100); sendData(); if (millis() - newmillisforbatt >= battsendinterval) { sleep_flag = 1; sendBatteryStatus(); } if (sleep_flag == 0) { sleep(SLEEP_TIME); sleep_flag = 1; } } void blinky(uint8_t pulses, uint8_t repit, uint8_t ledColor) { for (int x = 0; x < repit; x++) { if (x > 0) { sleep(500); } for (int i = 0; i < pulses; i++) { if (i > 0) { sleep(100); } digitalWrite(ledColor, LOW); wait(20); digitalWrite(ledColor, HIGH); } } } void sendBatteryStatus() { wait(20); batteryVoltage = hwCPUVoltage(); wait(2); if (batteryVoltage > battery_vcc_max) { currentBatteryPercent = 100; } else if (batteryVoltage < battery_vcc_min) { currentBatteryPercent = 0; } else { if (lastBatteryPercent == 1000) { currentBatteryPercent = (100 * (batteryVoltage - battery_vcc_min)) / (battery_vcc_max - battery_vcc_min) + 5; } else { currentBatteryPercent = (100 * (batteryVoltage - battery_vcc_min)) / (battery_vcc_max - battery_vcc_min) - 5; } } sendBatteryLevel(currentBatteryPercent); wait(100); if (lastBatteryPercent < battery_alert_level) { blinky(3, 1, RED_LED); } else { blinky((last_sent_value == true ? 2 : 1), 1, BLUE_LED); } sleep_flag = 0; newmillisforbatt = millis(); } void sendData() { temperature = bme.readTemperature(); wait(20); humidity = bme.readHumidity(); wait(20); pressure = bme.readPressure() / 100.0F; if (!metric) { temperature = temperature * 9.0 / 5.0 + 32.0; } else { pressure = pressure * 0.75006375541921; } CORE_DEBUG(PSTR("MY_TEMPERATURE: %d\n"), (int)temperature); CORE_DEBUG(PSTR("MY_HUMIDITY: %d\n"), (int)humidity); CORE_DEBUG(PSTR("MY_PRESSURE: %d\n"), (int)pressure); if (abs(temperature - lastTemperature) >= tempThreshold) { send(temperatureMsg.set(temperature, 1)); lastTemperature = temperature; sleep(1000); } if (abs(humidity - lastHumidity) >= humThreshold) { send(humidityMsg.set(humidity, 0)); lastHumidity = humidity; sleep(1000); } if (abs(pressure - lastPressure) >= presThreshold) { send(pressureMsg.set(pressure, 0)); lastPressure = pressure; sleep(1000); } sleep_flag = 0; } void bme_initAsleep() { if (! bme.begin(&Wire)) { while (1); } bme.setSampling(Adafruit_BME280::MODE_FORCED, Adafruit_BME280::SAMPLING_X1, // temperature Adafruit_BME280::SAMPLING_X1, // pressure Adafruit_BME280::SAMPLING_X1, // humidity Adafruit_BME280::FILTER_OFF ); wait(1000); } 


La carcasa del sensor se desarroll贸 en el editor 3D:



Se imprimi贸 en una impresora 3D ANYCUBIC FOTON, se utiliz贸 resina blanca del mismo fabricante, el grosor de la capa se eligi贸 medio - 50 micras. El tiempo de impresi贸n para el caso y la cubierta es de 3 horas.








La red MySensors en la que funciona el sensor se comunica con el sistema del hogar inteligente de Magordomo. El sensor registrado en el m贸dulo Maysensors Majordomo se ve as铆:




Video de prueba



Para aquellos que quieren hacer lo mismo por s铆 mismos, el art铆culo proporciona enlaces a todo lo que necesita.

Un lugar donde siempre estar谩 feliz de ayudar a todos los que quieran familiarizarse con MYSENSORS (instalar placas, trabajar con microcontroladores nRF5 en el entorno Arduino IDE, consejos para trabajar con el protocolo mysensors - @mysensors_rus

Source: https://habr.com/ru/post/455856/


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