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[其他设备] MYNRF24无线模块PCB预定,截止26日

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发表于 2019-1-6 10:58:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 huex 于 2019-1-25 20:36 编辑

电池供电无线模块另类DIY

@(原创请勿转载!)

项目简介


我为何做这个项目,起因也很简单,没有单独电池光(XIA)线(BI)传(ZHE)感(TENG)器,经过长时间了解,最终确定入手Mysensor,国内相关种种太少!简单说说我理解的这个项目优点:


  • 功能丰富 :项目开源,代码结构清晰,支持ardunio,大量的传感器开源项目均可以直接使用;
  • 支持完善 :无论是HA还是DZ,还是其它,插件均完成度高,项目自己有开源java web程序,
  • 硬件成本 :硬件方面,仅仅为成品一半,为DIY提供更多的源动力!
  • 自主定义 :无论是发送频率,还是内部完成半自动化操作,都可以轻松源码搞定,并且项目是支持OTA的,这是成品无法比拟的。
  • 中继能力 :所有NODE节点均可以被支持中继节点功能,如果你的项目应用不方便,你一样可以使用18650去中继,电力足够一切都OK
  • 无线选择 :支持多样化无线方案,远到使用898MHZ的射频,RFM69系列,NRF24系列,

最大问题来源于硬件结构,的确,如果你不印制PCB,你将很难得到可观的电流消耗,多数跑到MA级别,


Mysensor项目官网https://www.mysensors.org; 需要指出的是,项目示例历史都比较久(需要一一填坑的也不少),作为入门解读是非常合适的。

项目图片


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4relay

最关心的


最关心的问题当然是电池可用度,到底能用多久呢?DIY真的就用不了电池?

硬件结构

主芯片为atmega328P,参数如下图:

atmega328p
> 模块加载核心休眠后实测功耗低于4.5ua...

无线芯片为NRF24L01,此芯片国内多为抄板或者更低层次,是硬件中最不稳定因素之一,但是大家多数情况下还是能买到抄板的,虽然功耗对比于NORdIC公司要高得多,但是价钱却便宜好几倍!

NRF24L01

设计芯片的这家公司自身并不具备生产能力,从外站了解到,基本上原装产品也未必固定某一个生产地,国内产SI24R1基本与原装一致,但数据请求有小差别,购买丝印NRF24L01产品是最合理方案,功耗加载源码核心后大概3ua.

   也就是说,芯片整体sleep后功耗大概8ua/h不到,全年电能消耗8ua24H365D=70080ua/1000=70.08ma。

标准CR2032电池为210mah

传感器部分

   大多数传感器是十分省电的,常见的温湿度sht系列,si7021,BME系列,均符合宽压,掉电na级,
   并不推荐使用单线传感器,以光感为例,bh1750压差2.4-3.3 功耗远比TEMT6000,光敏电阻小得多,特别是光敏电阻遇到强光下,是超过BH1750 3-4倍,并且要求的电压高得多。,
   至于DHT22,DS系列,同理并且数值浮点太夸张,而且丝毫不便宜。
   人体感应传感器本PCB使用AS312,3秒触发,功耗休眠为20ua,触发为28ua左右,(本次人体主要为体验品,虽然可以用,但是210mah电池估计使用时间不能太久)
   门磁部分,成本低廉,功耗休眠8ua以内,触发后10ua!

大部分I2C传感器都非常省电,综合来看si7021,bme280 bmp180,bh1750 sleep后均在8ua以内,

电池部分

  目前最理想的是CR2032和CR2450,分别210mah和550mah,本次PCB目的前面已述。
  电池目前电大的问题是内阻,国产电池多数内阻偏大,当传感器醒来,加载mcu和无线模块后,导致大压差,可能会导致传感器无法加载故而失效,但是电量却并未用多少!所以只能建议尽量购买大品牌电池,
项目为何不使用CR2450?本次主要目的是体验型,并且支持切割,后期CR2450的话不会现切割和模块化,全部贴片,仅保留少数功能,更偏向于单一功能,短期无此计划!

大部分国产类似天球,到货后只有不足3V,以松下为例,可以达到3.2V左右

硬件成本

  atmega328p国内淘宝大概5-7元不等,NRF24l01大概4元左右,PCB单片目标1元。BOOM单单件综合成本大概2元左右,半成品成本14元以内。传感器按需购买

以门窗传感器为例,单例成本仅仅14元...

项目应用


  模块支持标准GY-302 bh1750模块,支持I2C VCC-GND-SLC-SDA顺序模块,支持BMP180 BMP280标准模块,支持si7021标准模块。支持红外贴片传感器,支持干簧管等硬件,外接D4-D8 4个数字IO ,A1 A2两个Anlong接口,两个D2 D3物理中断PIN。

模块支持切割使用,切割完后,可以接电使用中继和继电器,完全无异于8266模块、

  • 温湿度 :BME280,SI7021,BMP180 均可以提供整浮点值较小的数值;
  • 光线紫外线 :BH1750 si1132 提供光线lx和紫外线数值,
  • 门磁 :最大支持2*14mm干簧管!
  • 雨滴感应器 :购买雨滴模块接入对应PIN可当雨滴感应装置!
  • 红外人体感应 :AS312模块。3s锁定
  • 继电器执行器 :D4-D8均可以支持,并且可以切割使用
  • 红外控制器 :接入红外管,或者贴片红外可以控制空调和收发红外信息-  无线按键 :diy可以接入2个物理中断脚,每个脚可以设置短按,双击,长按!

以上列举为标准接口,外接供电后,芯片基本可以等于8266。比如电耗PZEM004T,微波距离,激光距离,均可以处理并且外站GG可以找到大量源码结构。

项目难点


外壳问题

  模块完成后,无外壳使用,3D打印显得非常 重要,但淘宝也是有公壳可以使用的,只是相对来说体积较大!后期3D大神发力,做好模型的话,还是很不错的

能用多久

  理论上,XXXXXXXXXXX(省一万字),理论终归是理论,我实际使用中:

  • SI7021 :SI7021分钟级检测上报,一个星期大概掉0.01-0.02v电源,(但是是否内阻引起? )按这个相差法,如果电池为3.2v,不考虑内阻情况下,计算使用到2.4V,3.2-2.4=0.8V/0.02 40个星期,大概就是9个月(芯片实际可以工作在1.8v,详见上面atmega参数。

  • BH1750 :多层差异化结构上报,分钟级检测,一个星期大概掉0.1左右,需要指出的是,光线超强,消耗电流越多,比如30000lux,太阳直射,但是传感器晚上是可以无上报的,内部代码完成5分钟级10分钟休眠,工作时间不足12小时,故,,理论也不会比si7021小

  • BH1750 :门磁不必多说,触发频率小,CR2032保守计算至少也可以工作大半年,常年闭合消费不足90mah,开启消耗70mah,

理论终久只是理论,所以本次PCB希望有热爱DIY参与并实际跟测电量消耗,以确定 后续是否会有其它新项目!

焊接指数

  必须强调,最小贴片为0603,电量统计电容x1,电阻x2,328p必须电容x3,电阻x2,NRF24L电容x1,共9个贴片,难度指数★★ ,基本上只要使用过电焊并且玩过的人应该都不是问题,风枪大佬请无视!

  虽然不是轻松到手,但是核心仅仅7个0603贴片,加上atmega328和nrf24l01大芯片,也不至于眼花乱贴,毕竟 人工最小还可以0402。

项目进度


源码部分

  坦白说,一直啃在硬件上,软件可能需要大家一起努力,官方有对应的示例,虽然写得不够明确和细则,但是足以成型!
  后期,我也会乐意提供能及的源码或者编译固件来减少工作难度!
  项目控制平台DEMO: https://demo.mycontroller.org/#/dashboard (用户密码均为demo)

项目PCB

  原计划元旦就发布此贴,但是不巧,元旦期间通过多测发现国产电池内阻压降问题,导致BH1750无法工作在对应电压区间,实际上电池还是有电的,这是一个新电池,只使用不到3个星期,消耗掉了0.1v(期间频繁重启,消耗大量电能),电压万用表测量2.9V,带LED灯测量也未有减压。咨询过高手,表示内阻可能性问题,建议加大电容值减少影响或者更换品牌电芯,然而PCB并未考虑大容量电容的位置,又顾及国情,还是马云家购买对应电容,待测试后,如果有改善,重新PCB样,确定后本贴发布!

PCB量产

  目前计划小批量定制,不考虑过多人引入,暂定10-15人,PCB数量100-150片,量产后贴片BOM将在提交工厂后在本贴二楼提供截图和链接,费用仅为快递费和PCB单片生产费用。


  当然,也可能公开PCB制造文件和BOM表,各位自行斟酌打板(费用5片大概30,10片可能45?)....

后期项目

  目前在制作CR2450级别以上的电池传感器,PCB无法切割,主要解决正方向目标静止人体感应,项目已经源码测试完毕,收集其它传感器中....预计4个月以后上线。。。(当然也许会包含HX711称重模块)

  短期可能会制作出外接供电的控制器,RGBW或者relay之类的,方便使用中继功能。。

更新时间

by 2019-01-06

PCB-v1.4增加220UF及100uf电容位,增加D2、D3脚位方便DIY无线按键!

整理比较仓促,后面陆续补充...
by 2019-01-10

PCB-v1.5修改布局,删除Flash模块(目前判定板子范围内用处不大),增加led指示状态,切割模块缩小到20.57mm*20.06mm
by 2019-01-25
PCB-v1.8修改布局,增加Mini化状态灯,增加接口

PCB已经确定全部测试OK,现按开车,,有意直接发消息给我,或者QQ群中@huex,
PCB单片价钱1.5元(本次pcb为白色,黑字,量比较小,仅够满足几人)
10PCS起,并且上车的特别附送esp8266-wemos-mini专用网关pcb板一片,邮费菜鸟驿站10元中通快递,支持SF到付









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flashsoft + 20 我来瀚思就为看你!
qq200800704 + 10 开车开车开车
windgo + 10 大神666!
netwolf + 2 上车,带上我
Lee + 6 膜拜大神!
killadm + 10 上车上车,必须上车!
令狐鸣 + 10 在下对你的景仰犹如滔滔长江之水,连绵不绝.
Jones + 20 + 20 严重支持h大为坛友谋福利!

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 楼主| 发表于 2019-1-6 10:58:24 | 显示全部楼层
本帖最后由 huex 于 2019-1-11 20:06 编辑

此楼开始提供BOM表
bom.xlsx (1.89 MB, 下载次数: 26)
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 楼主| 发表于 2019-1-6 10:58:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 huex 于 2019-1-11 17:26 编辑

此楼提供ardunio编译环境和需要的软件,源码提供github链接

网关部分链接:https://bbs.hassbian.com/thread-6083-1-1.html


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楼主牛逼,期待CR2450新品
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感谢分享,厉害了
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虽然看不懂,但感觉很厉害
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先占楼,预定一个名额
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发表于 2019-1-6 12:18:20 来自手机 | 显示全部楼层
厉害了!!!电池供电的话,设备多起来,换电池也要半天,不过跟wifi功耗相比,这耗电量好低。
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占楼,感谢分享
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