DIY Dashbutton für das Internet der Dinge - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Hey Macher, es ist Macher Moekoe!

In diesem Instructable möchte ich Ihnen zeigen, wie Sie mehr Komfort und Luxus in Ihr Zuhause bringen können. Wenn Sie den Titel lesen, können Sie erraten, was wir hier bauen werden. Jeder, der den Amazon Online-Shop mindestens einmal besucht, wird mit diesem kleinen Ding namens Amazon Dashbutton konfrontiert. Mit diesen batteriebetriebenen Geräten, die Sie überall in Ihrem Zuhause anbringen können, ist es möglich, ein bestimmtes Produkt mit einem einzigen Tastendruck nachzubestellen.

In dieser Anleitung werden wir etwas Ähnliches machen, aber ohne etwas bei Amazon neu zu bestellen. Wir werden das Internet der Dinge kontrollieren oder nennen wir es die Dinge des Internets – nur weil IoT in aller Munde ist und Toi für mich etwas spezieller klingt… Und was die Dinge des Internets sein könnten, liegt an Ihnen. Sie könnten möglicherweise alles steuern, was mindestens eine WLAN-Verbindung hat. In meinem Fall möchte ich meine Smart-Home-Geräte wie Lichter, Heizkörper und Szenen steuern, indem ich sie mit meinem bestehenden Apple HomeKit-Framework verbinde.

Das Ziel dieses Projekts ist es also, ein elektronisches Gerät mit selbst entworfener Leiterplatte zu bauen, das folgende Aspekte einnimmt:

• so einfach wie möglich, da nur eine Bedientaste enthalten ist
• so klein wie möglich
• so schnell wie möglich, um Latenzen zu minimieren
• so portabel wie möglich, oder nennen wir es batteriebetrieben
• und außerdem sollte es eine WLAN-Verbindung haben

Das Ergebnis besteht im Allgemeinen aus einer Platine mit einer Spannungsregeleinheit, einem Mikrocontroller, einem LiPo-Akku und einem einfachen Taster. In kurzer Zeit optimiere ich das Dashbutton PCB zweimal, so dass wir jetzt bei der dritten Version des PCBs sind.

Wenn Sie das Verhalten dieses kleinen Dings sehen möchten, dann schauen Sie sich dieses Video auf meinem Instagram an. Es gibt viele Videos von den Dashbuttons in Aktion und wie sie gebaut werden. Also, für alle, die mehr sehen wollen, findet ihr alles hier @maker.moekoe.

Schritt 1: Dinge, die Sie brauchen

Um Ihren eigenen IoT-Dashbutton zu bauen, benötigen Sie nur wenige Komponenten. Auch wenn es von Version zu Version leichte Unterschiede gibt, bleibt der spannungsregulierende Teil gleich. Für alle Versionen benötigen Sie:

• MCP1700 3, 3V LDO Spannungsregler
• 2x 1µF 1206 SMD-Kondensatoren

Zusätzlich für die runde oder die rechteckige Version (linker Teil des Bildes oben):

• Platine (Version 1 oder 2)
• ESP8285-M3
• JST PH-2 90° Lipo-Anschluss
• 100mAh Lipo Akku mit den Maßen 25x12mm
• 3x6mm SMD-Taste

Oder zusätzlich für die Knopfzellenversion (rechter Teil des Bildes oben):

• Platine (Version 3)
• ESP8266-07S
• WS2812b RGB(w)-LED
• 0, 1µF 1206 SMD-Kondensator
• 6x6mm SMD-Taste
• 2450 Knopfzellenhalter
• Knopfzellenbatterie LIR2450

Natürlich können Sie auch an ein kleines Gehäuse für den Dashbutton denken. Eine einfache Idee finden Sie im fünften Schritt dieses Instructable.

Schritt 2: Leiterplatte

Als ich mit dieser Dashbutton-Sache anfing, habe ich die PCB-Version ohne Besonderheiten erstellt - nur die wenigen Teile mit elektrischen Leiterbahnen verbunden. Ich würde diese Version nicht empfehlen, da es der erste Entwurf war und nicht wie die anderen entwickelt wurde. Hier eine kleine Zusammenfassung aller drei Versionen:

Version 1 war mein erster finaler Entwurf, der einiges zu optimieren hat. Vielleicht werde ich es in Zukunft aktualisieren, aber es funktioniert bereits. Die Platine hat die Außenmaße von 24x32mm. Es wird von einem kleinen LiPo-Akku betrieben und verfügt nur über eine Spannungsregeleinheit zur Stromversorgung des ESP8285-M3. Der Akku klebt mit etwas doppelseitigem Klebeband an der Unterseite des Dashbuttons.

Version 2 besteht aus einer anderen äußeren Form der Platine. Es ist rund mit einem Durchmesser von 30 mm und umfasst über zwei Drittel der Fläche eine Grundfläche. Das andere Drittel ist die Antenne des Mikrocontrollers und sollte nicht mit den Spuren oder Massesignalen überlappt werden, um Interferenzen zu reduzieren. Der Schaltplan ist der gleiche wie Version eins. Und genau wie Version eins basiert es auf einem ESP8285-M3.

Version 3 hat auch eine andere äußere Form. Der Hauptunterschied besteht darin, dass es von einem Standard-LIR2450-Akku betrieben wird, der leicht ausgetauscht werden kann, wenn er leer wird und daher die Platine etwas größer sein muss als bei den anderen Versionen. Zusätzlich besteht es aus einem WS2812b rgb(w) geführt um über verschiedene Dinge zu informieren. Außerdem basiert es im Gegensatz zu den beiden anderen Versionen auf einem ESP8266-07S.

Wählen Sie also einfach eine Version aus den angehängten Dateien aus und geben Sie Ihre Bestellung bei Ihrem bevorzugten PCB-Unternehmen auf.

Ich empfehle auf jeden Fall Version zwei, da sie die am weitesten entwickelte von allen ist und die geringe Größe von nur 30 mm meiner Meinung nach sehr praktisch ist. Wenn Sie mehr Funktionen in diesem kleinen Ding haben möchten, dann beziehen Sie sich auf Version drei, aber diese Version ist noch in Arbeit und muss möglicherweise in einigen Aspekten optimiert werden…

Schritt 3: Vervollständigen Sie Ihre Leiterplatte

Wenn Sie Ihre Leiterplatte in den Händen halten, ist es an der Zeit, die Komponenten daran zu löten. Dazu können Sie jede beliebige Technologie verwenden. In meinem Fall habe ich die Bauteile mit Lotpaste und Reflow-Technik verlötet. Dazu benötigen Sie etwas Lötpaste in einer Spritze, einer Reflow-Lötstation (oder so etwas wie einer Heißluftpistole) oder einem Ofen. Wie in diesem Video (für Version 2) oder dem Video oben (für Version 3) gezeigt, müssen Sie auf jedes SMD-Drahtpad ein wenig Lötpaste verteilen, bevor Sie die Komponenten an den dafür vorgesehenen Platz platzieren. Im Video für Version zwei wird es mit einem halbautomatischen Dispenser und Bestücker gezeigt, aber die aufgebrachten Komponenten sind groß genug, um sie komplett manuell zu löten, wie im oberen Video für Version drei gezeigt.

Danach können Sie die Platine in den Ofen legen oder mit Ihrer gewählten Technologie verlöten. Dieser Vorgang wird auch im oberen Video als Zeitraffer gezeigt.

Das sollte natürlich auch mit einem normalen Lötkolben möglich sein, aber ich denke das wird nicht der einfachste Weg und man muss sehr geduldig sein.

Schritt 4: Flashen des ESP

Das Flashen des Mikrocontrollers auf der Platine ist möglicherweise nicht der einfachste Teil. Damit der Dashbutton aber so klein wie möglich sein sollte, befinden sich auch möglichst wenige Bauteile darauf. Um es zu flashen, gibt es drei wichtige Dinge, die Sie nutzen sollten.

• Der Wirepad-Jumper GPIO0 (PROG für Version 3) sollte gekürzt werden, um das ESP in den Programmiermodus zu versetzen. Beachten Sie, dass der Mikrocontroller nicht wie gewohnt mit einem verkürzten GPIO0/PROG-Drahtpad startet.
• Sie müssen die vier Drahtpads (3, 3v - gnd - rx - tx) an einen externen FTDI-Adapter anschließen. Dabei müssen Sie keine Drähte daran anlöten. Da ich die vier Drahtpads im 2,54-mm-Raster ausgerichtet habe, kann man eine 4-Pin-Stiftleiste nehmen, diese mit Überbrückungskabeln an den FTDI-Adapter anschließen und beim Hochladen der Skizze gegen die Drahtpads drücken. Und weil ein Bild mehr sagt als tausend Worte, habe ich eines hinzugefügt, das diesen Prozess zeigt.
• Direkt nachdem die Upload-Meldung in der Arduino IDE angezeigt wird, müssen Sie die Reset-Taste einmal drücken (es ist DIE Taste - die einzige Taste auf dem Dashbutton). Danach sollte die blaue LED am ESP einige Male blinken, bis sie ständig blinkt, während sich die Upload-Leiste in der Arduino IDE füllt.

Mein Dashbutton ist in Apples HomeKit-Framework integriert, um verschiedene Dinge in meinem Zuhause zu steuern. Ich werde nicht näher darauf eingehen, wie es installiert wird oder wie es funktioniert, da dies den Rahmen sprengen würde. Wenn Sie es genauso machen möchten, können Sie sich auf die großartige Arbeit von KhaosT beziehen, der an einer node.js-Implementierung des HomeKit-Zubehörservers gearbeitet hat, den ich auch verwendet habe. Für diejenigen, die es verwenden werden, habe ich die Datei Dashbutton_accessoire.js angehängt.

Es ist jedoch möglich, die Dashbuttons in eine andere bestehende Smart-Home-Anwendung oder sogar mehr zu integrieren. Der angehängte Arduino-Code arbeitet mit MQTT, das mit fast jeder Smart-Home-Implementierung funktioniert.

Wenn Sie mit dem beigefügten Arduino-Code beginnen möchten, fügen Sie einfach Ihre WLAN-Zugangsdaten und die IP-Adresse des MQTT-Brokers in die folgenden Codezeilen ein:

const char* ssid = "XXX";

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

Die Skizze weckt das ESP einfach aus dem Deepsleep-Modus auf, wenn die Reset-Taste einmal gedrückt wird. Danach verbindet es sich mit dem angegebenen WLAN-Netzwerk sowie mit dem MQTT-Broker, bevor es eine einfache Nachricht (wie eine einzelne '1') an das definierte Topic veröffentlicht. Danach geht das ESP wieder in den Deepsleep-Modus. Sollte Ihr Netzwerk für den ESP nicht erreichbar sein, geht es nach sechs Sekunden wieder in den Deepsleep-Modus, aber natürlich ohne etwas zu veröffentlichen. Dies soll nur verhindern, dass der Akku sehr schnell leer wird.

Schritt 5: Drucken Sie ein Gehäuse

Der Dashbutton sollte bereits funktionieren, wenn Sie diesen Schritt erreicht haben. Es sollte jedoch ein kleines Gehäuse bekommen, um Schäden an der Platine oder der Elektronik zu vermeiden. Natürlich ist dies der kreative Teil dieses Instructable. Wenn Sie möchten, können Sie Ihr eigenes Gehäuse entwerfen und auf Ihrem 3D-Drucker drucken, wie ich es getan habe. Sie können bei Null anfangen oder meinen Fall verwenden und einige Änderungen hinzufügen. Das Gehäuse ist natürlich auf Thingiverse zu finden, aber ich habe die Dateien auch hier angehängt.

Das Gehäuse oder - genauer gesagt - der Deckel für Version 3 ist noch nicht fertig, aber ich werde es so schnell wie möglich aktualisieren.

Schritt 6: Viel Spaß und kreativ sein

Hoffentlich können Sie jetzt Ihre Lichter mit einem einzigen Tastendruck schalten!

Zumindest haben meine Berechnungen ergeben, dass die Akkukapazität der Version eins und zwei bei folgenden Werten bis zu 150 Tage erreichen wird:

• LiPo-Kapazität von 105mAh
• Laststrom von 70mA
• Tiefschlafstrom von 20µA
• Zeit für die Veröffentlichung von 3 Sekunden
• Tastenintervall von 2 pro Stunde (das ist mehr als es jemals erreichen wird, denke ich)
• Batterieverlustfaktor von 30% (was auch sehr hoch ist)

Die Akkulaufzeit der Version 3 sollte mindestens gleich sein, wobei diese über 120 mAh Kapazität verfügt. Es hat jedoch die ws2812-LED an Bord, die auch etwas Strom ziehen wird.

Jetzt liegt es an Ihnen! Hoffe, dass Sie es genossen haben, dieses Instructable zu lesen oder vielleicht so ein nettes kleines Ding zu bauen.

Dieses und noch andere coole Projekte findet ihr auf meiner GitHub Page makermoekoe.github.io. Für aktuelle Updates könnt ihr mir auf Instagram folgen.

Wenn du Anregungen hast oder dir etwas unklar ist, dann frag mich gerne unten in den Kommentaren oder schreib mir eine kurze Nachricht.

Grüße

Hersteller moekoe