Texas Instruments занимает лидирующие позиции во многих сегментах рынка полупроводниковой продукции. Следуя традиции, компания сама разрабатывает примеры применения своих электронных компонентов и публикует материалы на своем сайте: теория, схемы, референс-дизайны, обучающее видео и т.д. Там же продаются электронные компоненты и готовые платы (комплекты разработчиков и инструменты). Также TI имеет собственный форум e2e.ti.com и поддерживается сторонний ресурс www.43oh.com для инженеров-разработчиков и просто любителей. Активно ведет работу со школами и колледжами, обучая программированию микроконтроллеров даже младшеклассников.
Тем не менее, наши любители мало знакомы с примечательной продукцией этой компании. Скорее всего, это связано с ценой и почти отсутствием материалов на русском языке, что ограничивает аудиторию любителей, познакомившихся с полупроводниковой продукцией от TI. Также есть один неприятный нюанс – некоторые вещи не пропустит таможня РФ, а другие не экспортируются из США в РФ (и это не последствия недавних санкций - «так было»). Тем не менее есть способы приобрести необходимое.
Этой статьей я хочу обратить внимание любителей-разработчиков на решения TI, в частности, применимые для умного дома. Ряд опубликованных статей на GT об умном доме могли бы позаимствовать некоторые интересные решения. Например, опубликованная avs24rus статья Беспроводный Lighting-Sensor с питанием от CR2450 , вызвала, запомнившееся мне, обсуждение в комментариях: «Как сделать так, чтобы датчик «поставить и забыть» на улице в условиях экстремальных минусовых температур? Аккумулятор, солнечная батарея, ионистор?
Предлагаю познакомиться с решением этой проблемы от TI на примере референс-дизайна TIDA-00484 TI Design: Датчик влажности и температуры на электронных компонентах TI может работать от популярного литиевого миниатюрного элемента питания CR2032
более 10 лет в диапазоне –30°C… 60°C
, что ограничено рабочим диапазоном CR2032, а не электронных компонент для коих этот диапазон равен –40°C… 85°C (для элемента питания BR2032 рабочий диапазон -30… 85 °C).
TIDA-00484 TI Design:
Пойдем от общего к частному. И сначала характеристики TIDA-00484 TI Design:
| Параметры | Описание |
| Источник питания | CR2032 (емкость 240 мАч) |
| Тип датчика | Влажность и температура |
| Точность измерения температуры | ± 0,2°C |
| Точность измерения относительной влажности | ± 3% |
| Интервал измерения | Одно измерение в минуту |
| Среднее потребление во включенном состоянии | 3,376 мА |
| Время во включенном состоянии | 0,03 секунд |
| Среднее потребление в состоянии покоя | 269,75 нА |
| Время в состоянии покоя | 59,97 секунд |
| Расчетное время работы от источника питания | 11,90 лет |
| Диапазон рабочих температур | от –30°C до 60°C (ограничено диапазоном рабочих температур для CR2032) |
| Условия работы | Внутри и вне помещений |
| Размер | 3,81 см × 7,62 см |
Определимся с временем работы от автономного источника питания. Система может находится в двух состояниях: во включенном и в выключенном. Продолжительность и средний ток каждого состояния являются факторами, определяющими общую продолжительность работы от источника питания. Расчет времени производится по следующей формуле:
- Battery life, расчетное время работы от источника питания в годах
- Battery capacity, ёмкость источника питания в мАч
- Среднее потребление во включенном состоянии, I ON , в mA
- Время во включенном состоянии, T ON , в секундах
- Среднее потребление в состоянии покоя, I OFF , в нА
- Время в состоянии покоя, T OFF , в секундах
Формула для Excel
Желающие могут рассчитать самостоятельно в табличном процессоре. Данные в ячейках B9..B13
Battery capacity, mAh
B9=240
I on, mA
B10=3,376
T on, s
B11= 0,03
I off, nA
B12=269,75
T off, s
B13= 59,97
Battery life, лет
=B9/((B10*B11+B12*B13*0,000001)/(B11+B13))*0,85/8760
Battery life получилось 11,89
T OFF , полностью контролируется конечным пользователем т.к. в данном случае система для измерений просыпается каждую минуту и T OFF = 1 минута – T ON . На минимальное время T ON почти не может влиять пользователь т.к. оно определяется временем необходимым для включения системы, выполнения измерения, передачи радиопакета и выключения системы.
I OFF определяется как средний ток, потребляемый от батареи в выключенном состоянии. Этот ток обычно определяется в основном током утечки через конденсаторы и рабочий ток датчиков и систем микроконтроллера, обеспечивающих спящих режим. Микроконтроллеры Texas Instruments давно известны сверхнизкой потребляемой мощностью, к которой конкуренты только приближаются, тем не менее даже такой рекордной экономичности не хватает для работы устройства от элемента CR2032 в течении 10 лет. В данном референс-дизайне разработан метод измерения относительной влажности окружающего воздуха и температуры, достигающий чрезвычайно долгий срок службы элемента питания за счет использования таймера в рабочем цикле устройства.
На следующем графике отображены два метода организации рабочего цикла устройства - с использованием обычного спящего режима микропроцессора (красный) и системного таймера (синий). Черная пунктирная линия - заявленный производителем CR2032 срок службы 10 лет.
Референс-дизайн предназначен для использования в:
- Промышленности
- Интернет вещей (IoT)
- Автоматика зданий
- Охранные системы
- Датчики вентиляции и кондиционирования
- Умные Термостаты
- Системы с батарейным питанием
CC1310 – многоядерная однокристальные система, бюджетный энергоэффективый беспроводной контроллер, оптимизированных для операций в субгигагерцевом диапазоне. Высокопроизводительный трансивер управляется выделенным процессорным ядром Cortex-M0 , выполняющим прошитые в его ROM низкоуровневые протоколы .
Протоколы верхнего уровня выполняются на отдельном 32-битном процессорном ядре Cortex-M3 с тактовой частотой до 48 МГц. Опрос датчиков проводится независимым микромощным контроллером (16-разрядный RISC-процессор, способный работать на частотах от 32 кГц, пока остальная система находится в спящем режиме или режиме ожидания), который может работать и с аналоговыми, и с цифровыми датчиками.
Контроллерное ядро Cortex M3 имеет богатый набор периферийных устройств и содержит:
- датчик температуры;
- четыре таймерных модуля общего назначения (2x16- или 1x32 бит с режимом ШИМ);
- 8-канальный 12-битный АЦП (до 200 квыб/с);
- сторожевой таймер;
- аналоговый компаратор;
- UART, I2C;
- три SPI (один из них – микромощный);
- - AES-модуль;
- - 10...31 линий ввода-вывода (в зависимости от текущей конфигурации и корпуса);
- - поддержку до восьми емкостных кнопок
| Параметр | |
| Диапазон частот и поддерживаемые типы модуляции |
Sub 1 GHz: MSK, FSK, GFSK, OOK, ASK, 4GFSK, CPM (shaped 8 FSK) |
| Поддерживаемые протоколы | Сети топологии «звезда»:WMBUS, SimpliciTI |
| Flash, кБайт | 128 |
| RAM, кБайт | 20 |
| Напряжение питания, В | 1,65...3,8 |
| Температурный диапазон, °C | 40...85 |
| Чувствительность 2,4 Кбит/с, дБм | -121 |
| Чувствительность 50 Кбит/с, дБм | -111 |
| Максимальная выходная мощность при 868 МГц, дБм | 15 |
| Максимальная ширина полосы пропускания на приеме, кГц | 400 |
| Минимальная ширина полосы пропускания на приеме, кГц | 40 |
| Скорость передачи данных, кМбит/с | до 4 |
| Энергопотребление |
|
| Техпроцесс | 65 нм |
Использование наномощного таймера TPL5111 дает очевидное преимущество т.к. фактически к окончанию срока службы элемента питания можно заменить всё устройство, например при запланированном ремонте помещений, обслуживании или модернизации оборудования. Если для умного дома редко нужно более двух таких устройств (внешний и внутренний), то в случае объектов промышленности, зданий и систем вентиляции, таких датчиков будет намного больше и их периодическое обслуживание может выйти в серьезные расходы.
Описание рабочего цикла намного короче описания конструкции и его характеристик.
Во включенном состоянии, по истечении определенного интервала, таймер TPL5111 подает питание на повышающий преобразователь TPS61291, который поднимает выходное напряжение до 3,3 вольт и на выключатель нагрузки TPS22860, соединяющей повышенное выходное напряжение с остальными частями системы. После появления питающего напряжения, CC1310 по I2C получает текущую температуру и относительную влажность с датчика HDC1000, затем передает «безсоединяемый» пакет данных с этой информацией (т.е. без инициализации и установки соединения с каким-либо узлом сети), а затем сигнализирует на TPL5111 о том, что система может быть отключена.
В выключенном состоянии выключатель нагрузки TPS22860 полностью отключает часть системы (CC1310 и HDC1000 устройств) от литиевой батареи. Единственными потребителями тока от литиевой батареи являются токи перезарядки и утечки конденсатора у литиевой батареи, рабочий ток таймера TPL5111, ток покоя TPS61291 в режим байпаса, и ток утечки в переключателе нагрузки TPS22860.
График тока потребления от элемента питания при включении системы.
График тока потребления от элемента питания во выключенном состоянии системы. Логарифмические шкалы.
Подобный рабочий цикл можно применить в других устройствах, например, некие датчики протечки воды, датчики открытия-закрытия дверей и т.п. где информация не требуются в реальном времени, а проблема питания устройства имеет приоритет.
Подробно с референс-дизайном можно познакомиться в документации на сайте TI.
IP Wi-Fi камера с ИК подсветкой, подойдет для решения различных задач. Например, охраны магазина, склада, офиса ночью, нормального видеонаблюдения на загородных объектах, где в темное время суток нет освещения. Wi-Fi IP камера с ночной подсветкой будет полезной там, где есть необходимость вести круглосуточный мониторинг. IP камера с датчиком движения и Wi-Fi передатчиком, обеспечит хорошую охрану территории. Как только будет зафиксирована активность, сработает включение трансляции или записи.
Большая часть современных камер удаленного видеонаблюдения, имеют в своей конструкции детектор движения. Wi-Fi IP камера с датчиком движения, оперативно обнаружит любой движущийся объект в зоне своего покрытия. Возможно наличие функции оповещения владельца о тревоге, при обнаружении активности. При выборе IP Wi-Fi камеры ночного видения или камеры с датчиком движения, важны основные технические особенности.
Список технических особенностей:
- Дальность подсветки, количество светодиодов.
- Чувствительность датчика.
- Метод детектирования движения.
- Точный радиус действия датчика.
- Способ установки и монтажа камеры.
- Средства удаленного управления (например, мобильное приложения для смартфона).
- Отзывы пользователей.
- Наличие инструкции на русском языке.
В нашем интернет магазине легко купить IP Wi-Fi камеру ночного видения с датчиком движения, по цене от 2000 рублей. На сайте можно узнать всю необходимую информацию о каждой модели.
Характеристики IP Wi-Fi камеры ночного видения с датчиком движения
Прежде чем купить Wi-FI IP камеру с ИК подсветкой и датчиком движения, рекомендуется ознакомиться с её техническими параметрами.
Список технических характеристик:
- Разрешение фото и видео.
- Угол обзора.
- Скорость съёмки.
- Параметры питания, мощность батареи.
- Диапазон температуры, при которой камера может стабильно работать.
- Класс защиты корпуса.
- Максимальная влажность воздуха.
- Сетевые протоколы.
- Габаритные показатели.
- Вес камеры.
Выбрав по этим характеристикам подходящую модель Wi-Fi IP видеокамеры с ИК подсветкой и датчиком движения, можно сразу оформить заказ на сайте. Товар в скором времени будет доставлен к вам курьером.
Продолжаю рассказывать о современных вариантах удаленного слежения за загородным домом через интернет. Ранее я уже рассказывал про и . Сегодня речь пойдет о российской разработке - беспроводной метеостанции ESPMeteo , которая стоит по текущему курсу чуть более 10 долларов США.
Устроена она очень просто. Небольшая черная коробочка, имеющая два входа под внешние датчики (температура/влажность) и разъем mini-USB, по которому подается питание. Внутри имеется встроенный датчик атмосферного давления. Для работы устройства нужно питание 5 вольт USB и наличие wi-fi сети с доступом в интернет. Всё.
2. В комплекте идет внешний датчик температуры и влажности AM2302. В качестве питания можно использовать либо обыкновенное зарядное устройство USB, либо, что более рационально - вот такой powerbank, который по сути выполняет функции источника бесперебойного питания. Потребление устройство еще не успел измерить, т.к. под рукой не было USB тестера.
3. Настраивается устройство элементарно. После сброса аппаратной кнопкой оно создает незащищенную точку доступа Homes-smart, вы подключаетесь к ней с любого устройства, заходите по указанному в инструкции адресу и указываете к какой wi-fi сети необходимо подключится. После этого устройство будет доступно из вашей домашней локальной сети.
Для организации мониторинга на строящемся объекте можно использовать связку из трех устройств, которые будут достаточно мобильны и могут быть установлены где угодно: ESPMeteo, powerbank, старый смартфон в роли точки доступа wi-fi.
4. Далее начинается самое интересное. Устройство умеет отправлять данные на сервис «Народный мониторинг», который позволяет наблюдать за всеми датчиками, которые открыты для публичного доступа в системе. Сервис бесплатный, но разработчиков можно поддержать небольшим пожертвованием (и получить за это пакет смс-уведомлений, например). Стоит ли предоставлять публичный доступ к датчикам вы решаете самостоятельно. По правилам, разумеется, запрещено в публичный доступ транслировать данные внутренних температурных датчиков. Оно и понятно, это ваша же безопасность.
5. Стандартный интервал получения данных - каждые 5 минут. Статистику можно запросить в формате CSV для дальнейшего анализа. Один из реально полезных моментов - возможность измерения атмосферного давления, т.к. те же Wireless Tags умеют отслеживать только температуру и влажность (зато они осенью научились показывать вместо влажности, температуру точки росы, что является более наглядным показателем реального состояния влажности). Можно также настроить уведомления (по смс или электронной почте) в случае выхода показаний за установленный предел, либо в случае потери связи с устройством.
http://narodmon.ru/66475 - вот здесь можно посмотреть данные с моей метеостанции.
6. Главное преимущество этой метеостанции заключается в её доступности. Стоит она всего 950 рублей (+150 рублей доставка до Москвы из Брянска). И это готовое устройство, которое можно включить и настроить за 15-20 минут. Учитывая себестоимость компонентов и время на сборку, я вообще удивляюсь почему она стоит так дешево. Пожалуй надо было заказывать сразу два устройства, чтобы установить не только в загородном доме, но и в квартире. Если же вы дружите с паяльником, то можно собрать аналогичное устройство самостоятельно, об этом можно почитать .
Кроме этого на сайте «Народного мониторинга» в каталоге всех совместимых устройств можно найти что-то более продвинутое, например с дистанционно управляемыми реле. Но стоить они будут существенно дороже.
Еще устройства из серии «интернет вещей», которыми я пользуюсь:
(55 долларов база, 25-30 долларов каждый датчик, 18 долларов доставка из США)
(199 Евро + доставка из Бельгии).
(30-60 долларов камеры, 70 долларов видеорегистратор)
На следующей неделе расскажу о том, как я провел тепловизионное обследование построенного дома и какие результаты получил.
Здравствуйте. Сегодня я расскажу вам об интересном выключателе от фирмы Itead – Sonoff TH. Выключатель поддерживает удалённое управление через облако по Wi-Fi, а также имеет датчики температуры и влажности, поэтому может управлять подключенным устройством в зависимости от изменения этих параметров. Дополнительное управление по радиоканалу – отсутствует. Если вам интересна эта тема – добро пожаловать под кат.
Sonoff TH поставляется в картонной коробочке:
Упаковка
На боковой грани коробочки нанесены технические характеристики выключателя:
Описание от производителя:
FeaturesSupport 90~250V AC power supply voltage.
Support checking real time temperature and humidity.
Support preset temperature and humidity range to turn on/off devices.
Support fast configure SSID and password through APP.
Support automatic connect to server, register and update status info.
Support tracking device status and timely remote control through APP.
Support setting single and repeat timing schedules
WiFi Characteristics802.11 b / g / n
Built-in Tensilica L106 ultra-low power consumption 32-bit micro-MCU, dominant frequency support 80 MHz and 160 MHz, support RTOS
Built-in TCP / IP protocol stack
Built-in TR switch, balun, LNA, power amplifier and matching network
Built-in PLL, voltage regulator and power supply management components, 802.11b mode +20 dBm output power
A-MPDU&A-MSDU aggregation and 0.4μs guard interval
WiFi @ 2.4 GHz, supports WPA / WPA2 safe mode
Support cloud OTA upgrade
Support STA / AP / STA + AP mode
UART, I2C, PWM, GPIO
Deep sleep maintain current is 10 uA, shutdown current is less than 5 uA
Wake-up, connect and transfer data packets in 2 ms
Standby power consumption is less than 1.0 mW (DTIM3)
Operating temperature range: -40 ℃ - 125 ℃
Other parameters as follows
В комплект входит три соединительных провода:
Датчик температуры и влажности:
И сам выключатель:
Выключатель создан на той же платформе и имеет такое же реле, как и рассмотренный мной ранее в пятой части обзоров, посвящённых умному дому – выключатель Sonoff RF. Ссылки на предыдущие части я дам в конце обзора.
Одновременно выключатель может отслеживать или температуру, или влажность. Поэтому будет испытано два выключателя Sonoff TH:
Подключаем датчик:
Провода подключены согласно схеме:
Подаём питание на выключатель:
Потребление:
Оба выключателя подключены. Пришло время привязать их к управляющему приложению eWeLink. Более подробно о работе с приложением можно почитать в четвёртой части обзоров.
В приложении выбираем «Add Device»:
Длительно нажимаем на кнопку на выключателе, пока светодиод не начнёт мигать. Затем ставим верхнюю галочку в приложении и нажимаем «Next»:
Приложение попросит ввести пароль от Wi-Fi. После этого нажимаем «Next»:
Выполняется поиск устройств.
Введите любое имя для вашего нового устройства:
Выключатель «привязан» к вашему аккаунту:
После чего мы попадаем в главный экран управления выключателем. Выключатель установлен в ручной режим. Сейчас он отключен:
Вверху вы можете увидеть показания температуры и влажности. Для того, чтобы включить выключатель – нужно нажать кнопку на вашем виртуальном пульте из любой точки мира где есть интернет, или рукой нажать на кнопку на выключателе.
Выключатель включен:
Если мы переведём движок в положение «Auto», то попадём в настройку параметров включения и выключения выключателя в автоматическом режиме:
Можно выбрать температуру или влажность. В данном случае выбрана влажность. В верхней строке – 60% влажности, выше которых выключатель отключится.
В нижней – 40% Ниже которых – выключатель включится. Можно задать любые параметры. И любые варианты включения/отключения.
Сейчас 43% влажности. Выключатель выключен:
Настройки выключателя:
Можно поделится возможностью управления с другим устройством:
Задать различные таймеры:
Немного поменял настройки выключателя, чтобы быстрее проверить его работу.
Выключатель отключился:
Выключатель включился:
Подключаем и ищем второй выключатель:
Его мы настроим для срабатывания по температуре:
Все настройки идентичны настройкам для влажности, только выбираем температуру:
Я не очень люблю приводить конкретные примеры использования в обзорах, чтобы не ограничивать фантазии читающих его. Но в этом случае, я думаю, это будет уместно для лучшего понимания работы выключателя.
Итак, берём простой ультразвуковой увлажнитель воздуха:
Он включается клавишей и отключается автоматически, когда закончится вода.
Проведём его доработку. Ищем в корпусе свободное место для платы выключателя. Места там немного, но для небольшой платы – место всё же нашлось. Размечаем два отверстия для кнопки и светодиода выключателя:
И сверлим отверстия.
Режем сетевой провод внутри корпуса увлажнителя:
И подключаем наш выключатель:
Теперь приклеиваем термоклеем выключатель на место. Термоклей нужен, что бы сборка увлажнителя была более удобной, так как после сборки выключатель будет прижат корпусом изнутри. Как будто именно для его и было оставлено место:
С задней стороны вырезаем кусочек корпуса и вклеиваем туда датчик:
Вот, что получилось в итоге:
Аккуратно собираем увлажнитель, наливаем в него воду и включаем в сеть:
Всё работает правильно:
Проверяем настройки выключателя:
Между проверкой и установкой – прошло несколько дней. И приложение уведомляет о появлении новой прошивки.
Идём в настройки и прошиваемся:
Прошивка обновлена:
Комфортной считается влажность от 40 до 60%. Поэтому оставляем так:
Выключатель исправно отрабатывает в увлажнителе. А можно использовать его для уничтожения влаги, например, использовав его возможности для включения вытяжной вентиляции в ванной комнате.
Второй же выключатель, настроив его на температурный диапазон – я встроил в напольный вентилятор. Когда ложишься спать – очень жарко. К утру становится прохладно. А вентилятор продолжает работать. Теперь же он включается и выключается по заданной температуре.
Это только частные случаи применения. Вы можете использовать эти выключатели так как нужно вам. Исходя из ваших потребностей.
Пока писался обзор – производитель выпустил новую версию Sonoff TH. По его уверению – принцип работы новой версии не отличается от старой, рассмотренной мной. И использование возможностей выключателя, описанное в обзоре – остаётся актуальным
Спасибо за внимание.
Мои предыдущие обзоры, посвящённые компонентам для умного дома:
Продолжение следует…
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +61 Добавить в избранное Обзор понравился +25 +50
