В продолжение предыдущей статьи. Не смотря на все нюансы и особенности датчика концентрации углекислого газа SCD41 было решено сделать на его основе готовое, пригодное к эксплуатации устройство. Желательно простое, недорогое, легко тиражируемое. И так, поехали!
Корпус.
Любое устройство чтобы иметь приличный и законченный вид должно иметь корпус. В подобных девайсах уже традиционно используется типовое решение, корпус AK-DR-07 от компании SZOMK.
Крепить можно как на DIN рейку так просто к стене прикрутить.
Приобрести можно на алиэкспресс, а можно и у представителей компании в России, что избавит от месячного ожидания и проблем с таможней.
Датчики.
Делая выводы из предыдущей статьи, будем использовать сразу три датчика. Датчик температуры и влажности SHT41, датчик атмосферного давления BMP280 и собственно датчик CO2 SCD41.
Оказалось что SHT41 и BMP280 можно закупить в "Промэлектронике", а вот SCD41 по вменяемой цене в России пока найти не удалось. Ищем, если что купим в Китае.
Кстати совсем не обязательно устанавливать сразу все три датчика, можно использовать например только SHT41, он прекрасно будет работать в гордом одиночестве, и получится, что-то типа аналога весьма распространённых датчиков температуры и влажности XY-MD02.
Но мы делаем в первую очередь для себя, поэтому сделаем лучше чем он. По крайней мере озаботимся нормальным источником питания, разрешим пользователю управлять нагревом датчика и пару светодиодов добавим. Светодиоды любое устройство делают симпатичнее и дороже :)
Микроконтроллер.
Для опроса этой кучи датчиков и организации протокола MODBUS RTU будем использовать новомодные микроконтроллеры CH32V003XXXX, а конкретно CH32V003F4P6.
Стоит копейки и весьма доступен. Даже в чипедипе по божеской цене присутствует.
Интерфейс.
В качестве преобразователя интерфейсов UART – RS485 закладываем микросхему CS48520S она везде доступна, недорога и умеет работать при напряжении питания 3.3 Вольта.
Питание.
Диапазон напряжений питания устройства, хотелось бы видеть достаточно широким. Скажем от 9 до 24 вольт. И с минимальным нагревом. Хоть устройство будет потреблять совсем небольшой ток, но снижать напряжение с 24 вольт до 3.3 серьёзное дело. С этим справятся современные dc-dc преобразователи. Бывают специализированные готовые модули от именитых фирм, но они стоят каких то совершенно неразумных денег. Можно сделать как говорится на "рассыпухе", но это суета с заказом микросхем, дросселей, точных резисторов с нестандартными номиналами... В тоже время братья китайцы выпускают огромное количество недорогих преобразователей питания, на любой вкус и цвет. Мне приглянулся такой.
34 рубля за всё счастье. Заказывать комплектацию и делать монтаж своими силами выйдет дороже в разы. Правда чтобы не было пульсаций выходного напряжения, желательно на его выход поставить конденсатор большой ёмкости, но этот момент мы предусмотрим на плате. Для тех кто пожелает питать устройство скажем от 5 вольт, на плате предусмотрим и установку обычного линейного стабилизатора. Для универсальности.
Схема.
Выбор основных комплектующих сделан. Идём на любимый сайт всех диайвай создателей электроники https://easyeda.com/ и рисуем схему.
Элементы u1,u2,u3,u8,c1,c5,c6 устанавливаются опционально.
Следующие моменты реализованы для радиолюбителей и диайвайщиков. Микроконтроллеры CH32V003 становятся всё более популярными и если кто то пожелает написать собственную прошивку, то на гребёнки j5, j6 можно надеть макетную плату и подключать через неё хоть китайские модули с датчиками. К разъёму j8 подключается программатор. На пины j7 просто выведены неиспользуемые ножки контроллера. А то иногда крутишь в руках плату от какого-нибудь роутера c openwrt и думаешь, ну вот почему вы десяток gpio на плату из под bga не вытащили? Это ничего не стоит, но популярность железки у народа серьёзно бы выросла :)
Плата.
По имеющейся схеме разводим плату. Получается как то так.
Раньше было можно, парой щелчков мыши отправить заказ на изготовление в Китае. Теперь с этим к сожалению проблемы. Ну и ладно, поддержим какого-нибудь отечественного производителя плат. В любом случае ждать не меньше месяца. За это время напишем прошивку для микроконтроллера.
Статья написана по итогам обсуждения в телеграм канале etrivia. Заходите. Возможно нам не хватает именно вашего мнения и идей для создания новых, интересных устройств.
#RS485 #MODBUS #SCD41 #SHT41 #BMP280 #CH32V003 #CS48520S