Botón de bricolaje para Internet de las cosas: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

¡Hola, creadores, es maker moekoe!

En este Instructable, quiero mostrarles cómo llevar más comodidad y lujo a sus hogares. Al leer el título, puede adivinar lo que vamos a construir aquí. Todos los que visiten la tienda en línea de Amazon al menos una vez, se enfrentarán a esta pequeña cosa llamada botón de tablero de Amazon. Con estos dispositivos que funcionan con baterías, que puede colocar en cualquier lugar de su hogar, es posible reordenar un producto específico con solo presionar un botón.

En este cómo vamos a hacer algo similar, pero sin reordenar nada en amazon. Controlaremos Internet de las cosas o vamos a llamar a esto las Cosas de Internet, solo porque IoT está en la boca de todos y Toi me suena más especial … Y lo que las Cosas de Internet puedan ser depende de ti. Posiblemente podrías controlar todo lo que tenga al menos una conexión wifi. En mi caso, quiero controlar mis dispositivos domésticos inteligentes, como luces, radiadores y escenas, conectándolos a mi marco Apple HomeKit existente.

Entonces, en realidad, el objetivo de este proyecto es construir un dispositivo electrónico con PCB de diseño propio que ocupa los siguientes aspectos:

• lo más simple posible al contener solo un botón de control
• lo más pequeño posible
• lo más rápido posible para minimizar las latencias
• lo más portátil posible, o llamémoslo alimentado por batería
• y además … bueno, debería tener una conexión wifi

El resultado en general consiste en una placa de circuito impreso con una unidad de regulación de voltaje, un microcontrolador, una batería LiPo y un simple botón. Durante un corto período de tiempo optimizo el PCB del botón del tablero dos veces, de modo que estamos en la tercera versión del PCB hasta ahora.

Cuando quieras ver el comportamiento de esta pequeña cosa, mira este video en mi Instagram. Hay muchos videos de los botones del tablero en acción y cómo se construyen. Entonces, para todos los que quieran ver más, pueden encontrar todo aquí @ maker.moekoe.

Paso 1: Cosas que necesitará

Para crear su propio botón de control de IoT, solo necesita unos pocos componentes. Aunque existen ligeras diferencias de una versión a otra, la parte reguladora de voltaje permanece igual. Para todas las versiones necesitará:

• Regulador de voltaje LDO MCP1700 3, 3v
• 2x condensadores SMD 1µF 1206

Además para la versión redonda o rect (parte izquierda de la imagen de arriba):

• PCB (versión 1 o 2)
• ESP8285-M3
• Conector JST PH-2 90 ° Lipo
• Batería Lipo de 100mAh con dimensiones de 25x12mm
• Botón SMD de 3x6 mm

O adicionalmente para la versión de celda de moneda (parte derecha de la imagen de arriba):

• PCB (versión 3)
• ESP8266-07S
• LED WS2812b RGB (w)
• Condensador SMD 1206 de 0, 1 µF
• Botón SMD de 6x6 mm
• Soporte de celda de moneda 2450
• Batería de tipo botón LIR2450

Por supuesto, puede pensar en una carcasa pequeña para el botón del tablero. Se puede encontrar una idea simple en el quinto paso de este Instructable.

Paso 2: placa de circuito impreso

Cuando comencé con esto del botón del tablero, creé la versión uno de pcb sin ningún especial, solo conectando las pocas partes con trazas eléctricas. No recomendaría esta versión porque era el primer borrador y no está desarrollada como las demás. Aquí hay un pequeño resumen de las tres versiones:

La versión 1 fue mi primer borrador final que tiene algunas cosas para optimizar. Tal vez lo actualice en el futuro, pero ya está funcionando. El PCB tiene unas dimensiones exteriores de 24x32 mm. Está alimentado por una pequeña batería LiPo y solo tiene una unidad de regulación de voltaje para alimentar el ESP8285-M3. La batería se pega con cinta de doble cara en la parte inferior del botón del tablero.

La versión 2 consta de otra forma exterior de la placa de circuito impreso. Es redondo con un diámetro de 30 mm e incluye un plano de tierra en dos tercios del área. El otro tercio es la antena del microcontrolador y no debe superponerse con ninguno de los rastros o señales de tierra para reducir las interferencias. El esquema es el mismo que el de la versión uno. Y al igual que la versión uno, se basa en un ESP8285-M3.

La versión 3 también tiene otra forma exterior. La principal diferencia es que está alimentado por una batería LIR2450 estándar que se puede reemplazar fácilmente si se está agotando y, por lo tanto, la PCB tiene que ser un poco más grande que las otras versiones. Además, consta de un led WS2812b rgb (w) para informar de diferentes cosas. Además, y a diferencia de las otras dos versiones, se basa en un ESP8266-07S.

Así que elija una versión de los archivos adjuntos y haga su pedido en su empresa de PCB favorita.

Definitivamente recomiendo la versión dos, porque es la más desarrollada de todas y el tamaño pequeño de solo 30 mm es muy útil en mi opinión. Cuando desee tener más funciones en esa pequeña cosa, consulte la versión tres, pero esta versión aún es un trabajo en progreso y es posible que deba optimizarse en algunos aspectos …

Paso 3: Complete su PCB

Si tiene su PCB en sus manos, es hora de soldarle los componentes. Para hacerlo, puede utilizar la tecnología que desee. En mi caso soldé los componentes con pasta de soldadura y tecnología de reflujo. Para ello, necesitará un poco de pasta de soldadura en una jeringa, una estación de soldadura por reflujo (o algo como una pistola de aire caliente) o un horno. Como se muestra en este video (para la versión dos) o el video de arriba (para la versión tres), debe dispensar un poco de pasta de soldadura en cada almohadilla de alambre smd antes de colocar los componentes en el espacio provisto. En el video de la versión dos, se muestra con un dispensador y colocador semiautomático, pero los componentes aplicados son lo suficientemente grandes como para soldarlos completamente manualmente, como se muestra en el video superior para la versión tres.

Después de esto, puede poner la placa de circuito impreso en el horno o soldarla con la tecnología que elija. Este proceso también se muestra como un lapso de tiempo en el video superior.

Por supuesto, esto también debería ser posible con un soldador normal, pero creo que no será la forma más fácil y hay que tener mucha paciencia.

Paso 4: flasheo del ESP

Es posible que flashear el microcontrolador en la placa de circuito impreso no sea la parte más fácil. Pero por lo tanto, el botón del tablero debe ser lo más pequeño posible, también contiene la menor cantidad posible de componentes. Para flashearlo, hay tres cosas importantes que debe utilizar.

• El puente de la almohadilla de alambre GPIO0 (PROG para la versión tres) debe acortarse para poner el ESP en modo de programación. Tenga en cuenta que el microcontrolador no se iniciará como de costumbre con una almohadilla de alambre GPIO0 / PROG acortada.
• Tiene que conectar las cuatro almohadillas de alambre (3, 3v - gnd - rx - tx) a un adaptador FTDI externo. Al hacerlo, no es necesario que le suelde algunos cables. Como he alineado las cuatro almohadillas de alambre en la cuadrícula de 2, 54 mm, puede tomar un cabezal de clavija de 4 pines, conectarlo con cables de puente al adaptador FTDI y presionarlo contra las almohadillas de alambre mientras carga el boceto. Y como una imagen vale más que mil palabras, agregué una que muestra este proceso.
• Justo después de que aparezca el mensaje de carga dentro del IDE de Arduino, debe presionar el botón de reinicio una vez (es EL botón, el único botón en el botón del tablero). Después de esto, el LED azul del ESP debería parpadear unas cuantas veces hasta que parpadee constantemente mientras se llena la barra de carga dentro del IDE de Arduino.

Mi botón está integrado en el marco de Apples HomeKit para controlar diferentes cosas en mi hogar. No entraré en detalles sobre cómo instalarlo o cómo funciona porque esto iría más allá del alcance. Si desea hacerlo de la misma manera, puede consultar el increíble trabajo de KhaosT, quien trabajó en una implementación node.js del servidor accesorio HomeKit, que también utilicé. Para aquellos que lo usarán, adjunté el archivo Dashbutton_accessory.js.

Sin embargo, es posible integrar los botones del tablero en otra aplicación doméstica inteligente existente, o incluso más. El código de Arduino adjunto funciona con MQTT, que funcionará con casi todas las implementaciones de hogares inteligentes.

Cuando desee comenzar con el código Arduino adjunto, simplemente agregue sus credenciales wifi y la dirección IP de los corredores MQTT en las siguientes líneas de código:

const char * ssid = "XXX";

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

El boceto simplemente despierta el ESP desde el modo de sueño profundo cuando se presiona el botón de reinicio una vez. Después de esto, se conectará a la red wifi especificada, así como al corredor MQTT, antes de publicar un mensaje simple (como un solo '1') al tema definido. Luego, el ESP vuelve al modo de sueño profundo. Si su red no está disponible para el ESP, volverá al modo de sueño profundo después de seis segundos, pero por supuesto sin publicar nada. Esto es solo para evitar que la batería se descargue muy rápido.

Paso 5: Imprima una carcasa

El botón del tablero ya debería estar funcionando cuando haya alcanzado este paso. Pero debería tener una carcasa pequeña para evitar daños en la placa de circuito impreso o en los componentes electrónicos. Por supuesto, esta es la parte creativa de este Instructable. Entonces, si lo desea, puede diseñar su propia carcasa e imprimirla en su impresora 3D como lo hice yo. Puede comenzar desde cero o puede usar mi funda y agregar algunas modificaciones. Obviamente, la carcasa se puede encontrar en Thingiverse, pero también he adjuntado los archivos aquí.

La carcasa o, para ser más precisos, la tapa de la versión 3 aún no está lista, pero la actualizaré lo antes posible.

Paso 6: Diviértete y sé creativo

¡Entonces, con suerte, ahora puedes cambiar tus luces con solo presionar un botón!

Al menos, mis cálculos han demostrado que la capacidad de la batería de la versión uno y dos alcanzará hasta 150 días con los siguientes valores:

• Capacidad LiPo de 105 mAh
• corriente de carga de 70mA
• corriente de sueño profundo de 20µA
• tiempo de publicación de 3 segundos
• intervalo de botones de 2 por hora (eso es más de lo que llegará, supongo)
• factor de pérdida de batería del 30% (que también es muy alto)

La vida útil de la batería de la versión 3 debería ser al menos la misma, mientras que tiene una capacidad de 120 mAh. Sin embargo, tiene el led ws2812 a bordo, que también consumirá algo de corriente.

¡Ahora depende de ti! Espero que haya disfrutado leyendo este Instructable o tal vez haya disfrutado construyendo algo tan agradable.

Este e incluso otros proyectos interesantes se pueden encontrar en mi página de GitHub makermoekoe.github.io. Para actualizaciones recientes, puedes seguirme en Instagram.

Si tiene alguna sugerencia o si algo no está claro para usted, no dude en preguntarme en los comentarios a continuación o escribirme un mensaje corto.

Saludos

fabricante moekoe