ARDUINO Термометр & гигрометр с E-INK на nRF52 - или то чего еще не выпустили производители.

Приветствую всех читателей блога PlusPda!!! В данной статье хочу поделится с Вами очередным своим проектом. Это датчик температу и влажности, который является частью экосистемы MySensors, основной его функционал это мониторинг температуры и влажности в помещении, отправка данных на контролер умного дома или непосредственно на исполнительное устройство. В моей реализации исполнительное устройство это контролер контуров системы отопления. Ну а дополнительным функционалом является как раз вывод данных с датчика sht20, сетевой информации и уровня заряда батареи на монитор.

Идея девайса с таким функционалом «бродила» в голове давно, первая попытка была это сделать на atmega328. И впринципе это было реализовано, но хотелось большей энергоэфективности, более красочного вывода информации на дисплей.

версия на atmega 328


Часто указывают на то то что такие девайсы уже сделаны Сяоми, но разница есть, У Сяоми это показометр, в моем случае это датчик системы умного дома с функцией показометра. Зачем дисплей? Ну просто иногда хочется просто повернуть голову в направлении датчика и посмотреть на температуру в комнате :).


Датчик был реализован на двух платах, за основу схемы для дисплея была взята схема от распостраненных дисплеев Waveshare | Даташит. Правда позднее были внесены незначительные изменения. Дисплеи прибретались пустыми здесь. Мозгом датчика является чип nRF52832 в модульной реализации от HOLYIOT. Сами модули заслуживают отдельного внимания, это самая беспроблемная реализация в плане работы в Ардуино IDE. В устройстве использованы модули — YJ-16048.


За основу програмной реализации работы с диплеем был взят экземпл распостраняемый на сайте Waveshare Electronics. Правда и тут не обошлось без доработки. Замеры потребления дисплея соответствуют заявленным в даташите, самое главное что этот дисплей может спать а на экране остаются данные. Правда переводить в сон дисплей получилось не сразу, реализация от Waveshare этого не позволяла.
Питание в модуле реализовано на двух батарейках cr2450, понижает до рабочих 3.3V микра TPS62745DSSR1 c довольно неплохими характеристиками | даташит. На данный момент можно уверенно сказать что работать устройство способно 1 год точно.

Была проблема с которой я столкнулся это обновление информации на экране. На данных дисплеях доступно частичное обновление нужной области на экране что является безусловным плюсом со стороны энергопотребления, но минусом является появление артефактов в области обновления данных от предыдущих символов.


Но и эту проблему удалось. В итоге получилось так:



Данная реализация не является заключительной, этот проект оставлен для повторения в виде Ардуино модуля. Корпус к нему не планируется. Сейчас из этого проекта родилось сразу несколько как логичесое продолжение. Основные отличия будующей V2 это питание от одной батарейки, трехцветный дисплей, наличие корпуса.

Проект является открытым. Библиотека с кодом доступна на моем личном гугл драйве — drive.google.com/file/d/13wmxCt9XehJr1E2eyG1RnYsQTMb9A2LR/view Настоятельно рекомендуется к прочтению моя тема на форуме Mysensors по этому проекту (На английском). Так как эта ссылка так же не прошла модерацию то попробую описать некоторые трудности здесь, итак поехали:

Отдельного разговора для решивших повторить этот девайс заслуживает тема конвертации символов нужных шрифтов в C массивы. Мой опыт это конвертация с помощью программы TheDotFactory. (ссылку не даю, но вроде бы гуглится)



Список компонентов:
PCB 2 pcs.
SW1, SW2 Buttons clocks cm 2 pcs.
J5 Connector 2x3 P6 1.27mm 1 pcs.
C1, C7, C13, C15, Condenser 100NF X7R 10% 50V 0603 4 pcs.
NRF52832, YJ-16048 1 pcs.
200x200, 1.54inch E-Ink raw display 1 pcs.
D1, LED SIDE SMD 1204 (2012) 1 pcs.
U5, FPC Pitch 0.5mm 24 pins 1 pcs.
L1, CD43 SMD Power Inductor 68uh 1 pcs.
U4, SI1304BDL N-Channel 30 V (D-S) MOSFET 1 pcs.
U2, U3, U6, MBR0530 Schottky Power Rectifier 3 pcs.
C2, C3, C4, C5, C6, C8, C9, C10, C11, Condenser 1UF X5R 10% 16V 0603 9 pcs.
C14, Condenser 10uf 10v 0805 1 pcs.
R7, Resistors 24K 1% 0805 1 pcs.
R5, R6, Resistors 4,7K 1% 0805 2 pcs.
R3, R4, Resistors 10K 1% 0805 3 pcs.
R1, Resistors 1K 1% 0805 1 pcs.
R2, Resistors 3R0 1% 0805 1 pcs.
J1, J2, J3, J4, 2.54mm Connectors Header 4 pcs.
U1, SHT20 Temperature And Humidity Sensor 1 pcs.
U1, U3 Battery holder 2 pcs.
TPS62745DSSR1, TPS62745DSSR 1 pcs.
C2, Condenser 10uf 25v 1206 XTR7 1 pcs.
C1, Condenser 10uf 16v 1206 XTR5 1 pcs.
L1, Inductance 4.7uh 1210
U2, Micro Slide Toggle Switch 1P2T 1 pcs.
R2, Resistors 1M 1% 0805 1 pcs.
R1, Resistors 160K 1% 0805 1 pcs.

Все закупалось на Али, но думаю статья будет перегружена ссылками на товары.





Гербер файлы плат(ссылки на мой личный гугл драйв)
drive.google.com/file/d/1keT2tisy5k0hM1eYpYbmdf_0PLAdC4zI/view?usp=sharing

C радостью помогу всем в чате(установка плат, работа с микроконтролерами nRF5 в среде arduino ide, советы по работе с протоколом — @mysensors_rus