🧞 🙏🏽 ✋🏽 Modul nirkabel untuk sensor kelembaban tanah kapasitif pada nRF52832 🧓🏿 🕴️ 👶🏽

Halo semuanya, hari ini saya akan berbicara tentang bagaimana saya memutuskan untuk meningkatkan sensor kelembaban tanah dengan Aliexpress. Sekitar sebulan yang lalu, sensor kelembaban tanah dibeli. Mengapa saya membelinya dan saya tidak tahu, mungkin semua karena harga 40 rubel :)

Setelah menerima dan berhasil menguji sensor (dengan bantuan Arduino Nano), saya mulai berpikir tentang di mana harus memasangnya di sistem yang sudah bekerja berdasarkan Maysensors (yang akan saya jelaskan nanti). Karena sensornya super murah, saya sangat ingin mencari solusi yang sama murah dan bersahaja.

Sirkuit sensor dibangun pada chip timer TLC555. Regulator tegangan XC6206P332 ( datasheet ) ditambahkan ke sirkuit pada 3.3v, masing-masing, rangkaian dapat ditenagai dari sumber maksimum 6v. Ketika tegangan suplai lebih rendah dari 3.3V, stabilizer memberikan output juga, yang diterima pada input.

Pada awal dua bulan, dua modul nRF52832 dari perusahaan EBYTE tidak digunakan - E73-2G4M04S1B. Modul yang sangat murah, dalam hal harga, semua modul nRF52 lainnya jauh tertinggal.

Tetapi mereka memiliki 2 kerugian signifikan bagi saya. Yang pertama dan kurang penting adalah ukuran modul. Mereka cukup besar. Kekurangan kedua, yang lebih penting adalah kurangnya dua elemen kecil di sirkuit karena modul kehilangan setengah daya tariknya. Elemen yang hilang adalah dua induktor yang terhubung ke kaki DCC dan DEC4. Ini buruk karena tidak memungkinkan penggunaan modul dalam mode daya rendah, 7-8mA VS 15-16mA. Mengapa saya tidak meletakkannya, saya tidak bisa mengerti, opsi "karena penghematan" tidak cocok, karena skema ini dapat menghemat elemen lain. Secara umum, kami menambah Wishlist pemasangan induktansi dan keberadaan mode DC-DC.

Hal selanjutnya yang harus dipecahkan adalah manajemen daya sensor. Karena tema kita adalah tema baterai, daya konstan adalah pilihan yang buruk. Hal paling sederhana yang langsung memohon adalah penggunaan transistor dalam mode kunci. Pilihan jatuh pada bidang p-channel transistor IRLML6402TRPBF.

Hal berikutnya yang harus dipikirkan adalah port pemrograman, di bawah SWD dan Serial, saya baru saja membuat pembalut. Tentu saja, saya juga menambahkan konektor mikro, yang saya gunakan di perangkat 2x3P lainnya 6pin | 1.27mm | SMT | Pin Header Female , tetapi ini sekarang adalah hal yang sepenuhnya opsional.

Anda juga perlu menambahkan tombol jam dan setidaknya satu LED, sehingga akan lebih mudah untuk memahami apakah itu berfungsi atau tidak :).

Hal selanjutnya yang harus dipecahkan adalah bagaimana menghubungkan modul radio dan sensor kapasitif. Saya tidak ingin menggunakan soket yang dipasang pada sensor dan kabel dalam kit sama sekali. Lubang pitch pada konektor pada papan tempat soket disolder adalah 2,54 mm, baris duplikat tambahan juga ditampilkan pada papan. Diputuskan untuk menggunakan "sisir" yang biasa dengan kenaikan 2,54, dan penggunaan kedua baris sekaligus akan memberikan kekakuan tambahan untuk koneksi.

Tampaknya semuanya, dari roti ada beberapa elemen yang dapat dibiarkan atau disolder untuk hari hujan dan soket dengan kawat (berguna di suatu tempat :)).

Papan, seperti biasa, dibuat dalam program Diptrace. Opsi pertama dibuat untuk LUT, pada kenyataannya tentang apa yang ternyata hanya pidato di artikel ini. Belakangan, varian papan dibuat untuk pesanan di pabrik.

Setelah pengawetan, pengerasan, pemotongan, pengeboran dan penyolderan, saatnya untuk pengujian. Secara umum, saya tidak mengharapkan sesuatu yang istimewa dari sensor pada modul dari EBYTE, terutama dengan beberapa jenis pengukur kelembaban eksternal dengan Ali. Tetapi pada akhirnya saya bahkan terkejut dengan beberapa hasil. Konsumsi dalam mode transfer data tidak lebih dari 9 mA (untuk baterai setengah kosong), konsumsi dalam mode pengukuran tidak lebih dari 5 mA. Konsumsi dalam mode tidur adalah 2.1-2.2 μA !!!

Total yang sensor dapat sekarang. Bekerja dalam mode daya rendah. Mengukur dan mentransmisikan ke pengontrol UD melalui jaringan Maysensor pembacaan kelembaban tanah, pembacaan suhu, indikasi sisa daya baterai, dan pembacaan tingkat sinyal radio.

Kode program

uint16_t m_s_m; uint16_t m_s_m2; uint16_t m_s_m_calc; boolean flagSendmsm = 0; float celsius = 0.0; uint32_t rawTemperature = 0; uint32_t rawTemperature2 = 0; uint16_t currentBatteryPercent; uint16_t batteryVoltage = 0; uint16_t battery_vcc_min = 2300; uint16_t battery_vcc_max = 3000; int16_t linkQuality; //#define MY_DEBUG #define MY_DISABLED_SERIAL #define MY_RADIO_NRF5_ESB #define MY_RF24_PA_LEVEL (NRF5_PA_MAX) //#define MY_PASSIVE_NODE #define MY_NODE_ID 83 #define MY_PARENT_NODE_ID 0 #define MY_PARENT_NODE_IS_STATIC #define MY_TRANSPORT_UPLINK_CHECK_DISABLED #define MSM_SENS_ID 1 #define MSM_SENS_C_ID 2 #define TEMP_INT_ID 3 #define SIGNAL_Q_ID 10 #include <MySensors.h> MyMessage msg_msm(MSM_SENS_ID, V_LEVEL); MyMessage msg_msm2(MSM_SENS_C_ID, V_LEVEL); MyMessage msg_temp(TEMP_INT_ID, V_TEMP); void preHwInit() { pinMode(6, OUTPUT); digitalWrite(6, HIGH); pinMode(15, OUTPUT); pinMode(5, INPUT); } void before() { delay(3000); NRF_POWER->DCDCEN = 1; NRF_UART0->ENABLE = 0; analogReadResolution(12); analogReference(AR_VDD4); NRF_CLOCK->TASKS_HFCLKSTART = 1; NRF_TEMP->TASKS_STOP; NRF_TEMP->EVENTS_DATARDY = 0; NRF_TEMP->INTENSET = 1; } void presentation() { sendSketchInfo("PWS GREEN nRF52", "1.01"); wait(300); present(MSM_SENS_ID, S_CUSTOM, "DATA - SOIL MOISTURE"); wait(300); present(MSM_SENS_C_ID, S_CUSTOM, "% - SOIL MOISTURE"); wait(300); present(TEMP_INT_ID, S_TEMP, "TEMPERATURE"); wait(300); present(SIGNAL_Q_ID, S_CUSTOM, "SIGNAL QUALITY"); wait(300); } void setup() { } void loop() { int_temp(); digitalWrite(15, HIGH); sleep(100); digitalWrite(15, LOW); msm (); digitalWrite(15, HIGH); sleep(100); digitalWrite(15, LOW); wait(50); if (flagSendmsm == 1) { send(msg_msm2.set(m_s_m_calc), 1); wait(3000, 1, 37); wait(200); send(msg_msm.set(m_s_m), 1); wait(3000, 1, 37); flagSendmsm = 0; } wait(200); send(msg_temp.set(celsius, 1), 1); wait(3000, 1, 0); sleep(15000); //sleep(2000); sendBatteryStatus(); sleep(21600000); //6h //sleep(43200000); //12h //sleep(86400000); //24h //sleep(20000); //20s } void int_temp() { for (byte i = 0; i < 10; i++) { NRF_TEMP->TASKS_START = 1; while (!(NRF_TEMP->EVENTS_DATARDY)) {} rawTemperature = NRF_TEMP->TEMP; rawTemperature2 = rawTemperature2 + rawTemperature; wait(10); } celsius = ((((float)rawTemperature2) / 10) / 4.0); rawTemperature2 = 0; } void msm () { digitalWrite(6, LOW); wait(500); for (byte i = 0; i < 10; i++) { m_s_m = analogRead(5); m_s_m2 = m_s_m2 + m_s_m; wait(50); } m_s_m = m_s_m2 / 10; m_s_m2 = 0; digitalWrite(6, HIGH); wait(50); if(m_s_m >3000){ m_s_m = 3000; } if(m_s_m <1100){ m_s_m = 1100; } m_s_m_calc = map(m_s_m, 3000, 1100, 0, 100); flagSendmsm = 1; } void sendBatteryStatus() { wait(100); batteryVoltage = hwCPUVoltage(); wait(20); if (batteryVoltage > battery_vcc_max) { currentBatteryPercent = 100; } else if (batteryVoltage < battery_vcc_min) { currentBatteryPercent = 0; } else { currentBatteryPercent = (100 * (batteryVoltage - battery_vcc_min)) / (battery_vcc_max - battery_vcc_min); } sendBatteryLevel(currentBatteryPercent, 1); wait(3000, C_INTERNAL, I_BATTERY_LEVEL); linkQuality = calculationRxQuality(); wait(50); sendSignalStrength(linkQuality, 1); wait(2000, 1, V_VAR1); } //****************************** very experimental ******************************* bool sendSignalStrength(const int16_t level, const bool ack) { return _sendRoute(build(_msgTmp, GATEWAY_ADDRESS, SIGNAL_Q_ID, C_SET, V_VAR1, ack).set(level)); } int16_t calculationRxQuality() { int16_t nRFRSSI_temp = transportGetReceivingRSSI(); int16_t nRFRSSI = map(nRFRSSI_temp, -85, -40, 0, 100); if (nRFRSSI < 0) { nRFRSSI = 0; } if (nRFRSSI > 100) { nRFRSSI = 100; } return nRFRSSI; } //****************************** very experimental *******************************

Perangkat lunak ini adalah tes alami, yang pasti akan saya tambahkan (dan akan ditambahkan), ini memperhitungkan koefisien debit baterai, meskipun saya menggunakan pengaturan tegangan referensi dalam perangkat lunak sebagai baterai eksternal vdd / 4, tetapi masih ada sedikit kebisingan ketika mengukur dengan level tegangan yang berbeda. Juga belum jelas apakah akan memasukkan koefisien suhu atau tidak dalam perhitungan. Tidak jelas karena belum ada statistik. Tapi, secara umum, hasilnya sangat simpatik :). Biaya semua yang harus ditambahkan ke sensor kelembaban Cina adalah sesuatu di wilayah 400 rubel. Tidak buruk sama sekali.

Video dengan tes

Foto

Proyek GitHub

Proyeksi semacam itu yang keluar ... sementara Ala Arduino adalah modul, tetapi telah menyediakan tempat untuk memasang ke kasing terlebih dahulu, sehingga kasing akan lebih jauh. Ini mengkonsumsi sedikit, pada dasarnya selalu tidur dengan konsumsi sekitar 2 μA, jadi baterai CR2450 harus bertahan lama.

Tempat di mana Anda selalu senang membantu semua orang yang ingin berkenalan dengan MYSENSORS (memasang papan, bekerja dengan mikrokontroler nRF5 di lingkungan IDE Arduino, kiat bekerja dengan protokol mysensors, membahas proyek - obrolan telegram @mysensors_rus .

Modul nirkabel untuk sensor kelembaban tanah kapasitif pada nRF52832

More articles: