IOT123 - SENSOR HUB ASSIMILIEREN: ICOS10 3V3 MQTT KNOTEN - Gunook

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

Dies ist die erste einer Vielzahl von MCU/Feature-Kombinationen in den ASSIMILATE SENSOR HUBS: die Master, die die Datendumps von den I2C ASSIMILATE SENSORS Slaves sammeln.

Dieser Build verwendet einen Wemos D1 Mini, um alle von den ASSIMILATE SENSORS ausgegebenen Daten auf einem MQTT-Server zu veröffentlichen. Es versorgt die Sensoren mit einem 3V3-I2C-Bus. Eine 5V-Schiene wird weiterhin geliefert, aber es gibt keinen Logikpegelwandler für den 5V-I2C und er funktioniert möglicherweise nicht wie gewünscht. Dies wird in einem zukünftigen Ersatz für das hier vorgestellte Daughterboard mit Funktionsumfang geliefert.

Falls noch nicht geschehen, muss die generische Außenschale montiert werden.

Schritt 1: Materialien und Werkzeuge

ICOS10 (IDC) Shell Stückliste

1. D1M BLOCK Stiftlehre (1)
2. D1M BLOCK Sockel und Gehäuse (1)
3. Wemos D1 Mini (1)
4. Wemos D1 Mini-Protoboard-Schild (1)
5. 40P Buchsenleisten (8P, 8P, 9P, 9P))
6. 1" Doppelseitiges Protoboard (1)
7. 6-poliger ummantelter IDC-Stecker (1)
8. Anschlusskabel (~10)
9. 0,5 mm verzinnter Draht (~4)
10. 4G x 15mm Halbrund-Bohrschrauben (2)
11. 4G x 6mm selbstschneidende Senkkopfschrauben (~20)

Schritt 2: MCU-Vorbereitung

In diesem Build verwenden wir den Wemos D1 Mini. Wenn Sie zuvor einen D1M WIFI BLOCK gebaut haben, können Sie diesen für die modulare Hardwarekomponente verwenden. Wenn nicht, folgen Sie mindestens dem nächsten Abschnitt.

LÖTEN DER HEADER PINS AUF DER MCU (mit der PIN JIG)

Wenn Sie keine PIN JIG drucken können, folgen Sie einfach den Anweisungen und improvisieren: Die Höhe (Offset) der PIN JIG beträgt 6,5 mm.

1. Drucken/beziehen Sie eine PIN JIG von dieser Seite.
2. Führen Sie die Header-Pins durch die Unterseite der Platine (TX rechts-links) und in die Lötschablone.
3. Drücken Sie die Stifte auf eine harte, ebene Oberfläche.
4. Drücken Sie das Brett fest auf die Schablone.
5. Löten Sie die 4 Eckstifte.
6. Erhitzen Sie die Platine/Pins bei Bedarf und positionieren Sie sie neu (Platine oder Pins nicht ausgerichtet oder lotrecht).
7. Löten Sie den Rest der Stifte.

HOCHLADEN DER FIRMWARE

Der GIST für den Code ist hier (5 Dateien) und eine ZIP-Datei ist hier. Die Anweisungen zur Verwendung der Arduino-IDE zum Kompilieren / Hochladen von Code finden Sie hier.

Um den Code mit nur geringfügigen Änderungen nutzen zu können, verwenden wir als MQTT-Broker das shiftr.io von Joël Gähwiler: Es hat einen Gast-Account - halten Sie also bitte die Veröffentlichungsintervalle Minuten auseinander. Es bietet eine Visualisierung der Quelle und Themen sowie Drilldowns zu den Daten.

Sobald der Code in die Arduino IDE geladen wurde:

1. Ändern Sie den Wert von _wifi_ssid mit Ihrer WLAN-SSID.
2. Ändern Sie den Wert von _wifi_password mit Ihrem WiFi-Schlüssel.
3. Ändern Sie den Wert von _mqtt_clientid mit Ihrer bevorzugten Client-Identifikation (kein Beitritt erforderlich).
4. Ändern Sie den Wert von _mqtt_root_topic mit der Standorthierarchie des Gerätestandorts.
5. Kompilieren und hochladen.

Schritt 3: Vorbereitung des MCU-Gehäuses

Das MCU-Gehäuse bietet Stiftleisten für den D1 Mini zum Einstecken und Stiftleisten für Tochterplatinen, die mit der Sockelschaltung (Sensoren und Aktoren) kommunizieren.

GEHÄUSEKOPF

Dies basiert auf einem D1 Mini Protoboard und bricht aus:

1. Pins für den D1M BLOCK/D1 Mini zum Anschließen.
2. Direkte Breakouts der 2 Kontaktreihen des D1M BLOCK/D1 Mini. Diese sind nur für den Komfort während des Prototypings verfügbar. Es wird erwartet, dass die Tochterplatinen jeglichen Zugriff auf diese Header blockieren.
3. 4 Ausbrüche der spezifischen Pins, die von den Tochterplatinen verwendet werden. Ich habe überlegt, nur die I2C-spezifischen Pins auszubrechen, aber ich hatte bereits einen Anwendungsfall für die Verwendung eines anderen Pins (Low-Side-Sleep-Power-Schalter), also habe ich RST, A0 und einige andere digitale Pins für alle Fälle herausgebrochen.

So fügen Sie die D1M-Kontakte zum GEHÄUSEKOPF hinzu:

1. Sehen Sie sich das Video LÖTEN MIT DER SOCKET JIG an.
2. Führen Sie die Header-Pins durch die Unterseite der Platine (TX oben links auf der Oberseite).
3. Führen Sie die Schablone über den Kunststoffkopf und nivellieren Sie beide Oberflächen.
4. Drehen Sie die Schablone und die Baugruppe um und drücken Sie den Kopf fest auf eine harte, ebene Oberfläche.
5. Drücken Sie das Brett fest auf die Schablone.
6. Löten Sie die 4 Eckstifte mit minimalem Lötmittel (nur vorübergehende Ausrichtung der Stifte).
7. Erhitzen Sie die Platine/Pins bei Bedarf und positionieren Sie sie neu (Platine oder Pins nicht ausgerichtet oder lotrecht).
8. Löten Sie den Rest der Stifte.
9. Entfernen Sie die Schablone.
10. Schneiden Sie die Stifte über den Lötstellen ab.

So fügen Sie die Tochterplatinen-Breakouts hinzu:

1. Schneiden Sie 4 9P Buchsenleisten ab.
2. Setzen Sie oben die 9P-Header wie abgebildet ein und löten Sie unten ab.

So fügen Sie die direkten Breakouts hinzu:

1. Schneiden Sie 2 8P Buchsenleisten ab.
2. Oben die 8P-Header wie abgebildet einsetzen und unten ablöten.

So verbinden Sie die Header unten mit dem TX-Pin nach oben:

1. Verfolgen und löten Sie vom RST-Pin über 4 Pins.
2. Verfolgen und löten Sie vom A0-Pin über 4 Pins.
3. Verfolgen und löten Sie vom D1-Pin über 4 Pins.
4. Verfolgen und löten Sie vom D2-Pin über 4 Pins.
5. Verfolgen und löten Sie vom D6-Pin über 4 Pins.
6. Verfolgen und löten Sie vom D7-Pin über 4 Pins.
7. Verfolgen und löten Sie vom GND-Pin über 4 Pins.
8. Verfolgen und löten Sie vom 5V-Pin über 4 Pins.
9. Verfolgen und löten Sie vom 3V3-Pin um 45° nach unten über 4 Pins.

MONTAGE DER HALTERUNG

Der GEHÄUSEKOPF wird am MCU-GEHÄUSE befestigt und dieses wird an der GRUNDPLATTE befestigt.

1. Setzen Sie die D1M-KONTAKTE mit der langen Seite der GEHÄUSEKOPF auf das Loch zeigend in die Öffnungen im MCU-GEHÄUSE ein und drücken Sie sie bündig nach unten.
2. Setzen Sie die MCU während des Anbringens auf die MCU-KONTAKTE, um die korrekte Ausrichtung zu gewährleisten.
3. Platzieren Sie den HEADER FRAME über der Oberseite der Montagehalterungen und befestigen Sie sie mit 2 4G x 16mm Schrauben.
4. Platzieren Sie die montierten Leuchten mit dem Loch zur kurzen Seite und befestigen Sie sie mit den 4G x 6mm Schrauben.

Schritt 4: Aufbau der 3V3 I2C-Tochterplatine

Dies stellt einen IDC-Header für den SOCKETS CIRCUIT bereit und verbindet sich mit der MCU, wodurch Pull-ups auf den I2C-Leitungen hinzugefügt werden. Diese wird als Tochterplatine bereitgestellt, sodass Sie diese Platine einfach gegen eine Platine austauschen können, die alle erforderlichen Funktionen bietet, wenn Sie 5V-Logikpegelwandler benötigen. Die AUX- und GND-Leitungen sind für benutzerdefinierte Quellen (wie Low-Side-Schalter während der Schlafzyklen) unterbrochen. Die Layouts werden durch Innen und Außen definiert: Wählen Sie auf der Platine eine beliebige Seite, die als Innen verwendet werden soll; Wichtig ist, dass der IDC-Header auf den Rand weist.

1. Innen die 2P 90° Steckerleisten (1), 3P 90° Steckerleisten (2) einsetzen und außen anlöten.
2. Auf der Innenseite die 1P-Steckerleiste (3), 2P-Steckerleisten (4) einsetzen und außen anlöten.
3. Außen IDC Header (5) einstecken und innen ablöten.
4. Auf der Innenseite ein schwarzes Kabel von BLACK1 zu BLACK2 verfolgen und verlöten.
5. Auf der Innenseite ein schwarzes Kabel von BLACK3 zu BLACK4 verfolgen und verlöten.
6. Auf der Innenseite einen weißen Draht von WEISS1 zu WEISS2 verfolgen und verlöten.
7. Auf der Innenseite einen grünen Draht von GREEN1 zu GREEN2 verfolgen und verlöten.
8. Auf der Innenseite einen roten Draht von RED1 zu RED2 verfolgen und löten.
9. Auf der Innenseite einen gelben Draht von GELB1 zu GELB2 verfolgen und löten.
10. Stecken Sie innen einen 4K7-Widerstand in SILVER1 und SILVER2 und lassen Sie die Leitungen ungeschnitten.
11. Auf der Innenseite einen blanken Draht von SILVER5 zu SILVER6 verfolgen und verlöten.
12. Auf der Innenseite die Leitung von SILVER1 zu SILVER3 verfolgen und verlöten.
13. Auf der Innenseite einen 4K7-Widerstand in SILVER4 und SILVER2 stecken und verlöten.

Schritt 5: Zusammenbau der Hauptkomponenten

1. Stellen Sie sicher, dass die SHELL gebaut und der Stromkreis getestet wurde (Kabel und Steckdosen).
2. Setzen Sie das 3V3 I2C DAUGHTER-BOARD ein, mit dem 3V3-Pin am ausgefransten Ende der Header (siehe Bild).
3. Setzen Sie einen Jumper auf die 2P-Steckerleiste auf dem TOCHTER-BOARD.
4. Stecken Sie die IDC-Buchse des SHELL-KABELS in den IDC-Header auf dem TOCHTER-BOARD.
5. Das TOCHTERBRETT/GEHÄUSE vorsichtig zwischen die Kabel in der SCHALE einführen und die Bodenlöcher ausrichten.
6. Befestigen Sie die BASISBAUGRUPPE mit den 4G x 6mm Schrauben an der SCHALE.
7. Bringen Sie alle ASSIMILATE SENSORS an, die Sie erstellt haben.

Schritt 6: Nächste Schritte

Schalten Sie Ihr neues Gerät ein (5V MicroUSB).

Zeigen Sie in Ihrem Browser auf https://shiftr.io/try und überprüfen Sie die Visualisierung Ihrer Daten.

Führen Sie einen Drilldown durch, indem Sie auf Knoten im Diagramm klicken.

Öffnen Sie ein Konsolenfenster, um eine rudimentäre Statusprotokollierung zu überprüfen.

Wenn Sie zufrieden sind, ändern Sie die Details mit Ihrem eigenen MQTT-Broker-Konto/-Server.

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Als nächstes steht die Entwicklung der ACTORS für das ASSIMILATE IOT NETWORK auf dem Plan.