HowTo : PCB - Construire un ButtonBoard PCB V1.2

Le PCB ButtonBoard est ma tentative de faire d'une pierre plusieurs coups. D'une part, j'étais toujours à la recherche d'une télécommande universelle et facile à programmer pour les options de contrôle souvent très individuelles de ma maison intelligente. D'autre part, je voulais avoir un moyen simple de gérer mes projets (par exemple ce Projet pxlBlck) à équiper d'une option d'exploitation physique.

Actuellement, les différents Plateformes pxlBlck à savoir uniquement via l'interface série ou une connexion WiFi déjà existante.

Malheureusement, cela signifie que ces projets (par exemple) sont difficiles à donner. Du moins pas aux personnes qui ne s'intéressent pas à Arduino, à l'électronique et à la société elles-mêmes ou au moins qui ne peuvent/ne veulent pas s'en occuper si cela est nécessaire pour le réglage.

Je veux résoudre cet inconvénient avec le ButtonBoard. 🙂

A cet effet, douze boutons simples et quatre boutons latéraux sont installés sur la plus grande partie de la façade du ButtonBoard. Celles-ci sont lues via un PCF8575 Extenseurs de ports I2C. Pour que cela fonctionne dans cette combinaison, chaque bouton est également équipé d'une résistance pull-up externe.

Bien sûr, il aurait été plus élégant d'utiliser un extenseur de port avec une résistance pull-up ou pull-down intégrée/commutable. En raison de la pénurie actuelle de puces et du fait que j'avais déjà le PCF8575 à la maison, je ne voulais pas commencer de nouvelles expériences ici.

En plus des boutons, deux LED WS2812 2020 sont installées à côté de chaque bouton. Les touches peuvent également être éclairées indirectement ou les frappes peuvent être visualisées.

Les autres composants sont à l'avant du PCB

  • DS3232M HTR
  • Accéléromètre ADXL345
  • Convertisseur CH340G USB vers UART pour programmer l'ESP32 via le port USB-C

Un ESP32-Wrover-B est installé à l'arrière du buttonBoard dans la plus grande partie du PCB.

Celui-ci peut être programmé avec l'IDE Arduino et offre à la fois une interface WiFi et une interface Bluetooth.

Vous pouvez le faire, par exemple Cadre ESPEasy Installez sur l'ESP32 et disposez d'un outil « Smart Home » ou IOT très puissant sans trop d'effort de programmation.

En plus de l'ESP32, il existe également trois ports QWIIC qui peuvent être utilisés pour connecter d'autres capteurs/actionneurs compatibles QWIIC ou I2C.

Un emplacement pour carte micro SD peut également y être installé afin de pouvoir stocker de plus grandes quantités de données si nécessaire.

Le support de pile bouton marron est utilisé comme support pour la pile de secours de l'horloge temps réel DS3232M.

Outre les cas d'utilisation évoqués, une utilisation comme clavier ou macropad Bluetooth (très simple) serait également envisageable. Par exemple, vous pouvez également créer une télécommande de caméra pour votre smartphone (ou en combinaison avec une application appropriée à d'autres fins).

Pour que le ButtonBoard puisse également être utilisé en déplacement - c'est-à-dire sans alimentation via la connexion USB-C - j'ai installé une gestion LiPo/LiIon compacte sur la petite partie arrière du PCB. Cela offre un contrôleur de charge simple pour la batterie LiPo/LiIon connectée et la protège également contre le dépassement ou la chute en dessous de la tension de batterie autorisée.

Cette partie du PCB peut également être séparée de la partie « principale » du PCB. Cela signifie que le clavier peut également être installé indépendamment de l'emplacement d'installation du port USB-C.

Globalement, les composants suivants sont installés sur le ButtonBoard_V1.2 :

  • ESP32 Wrover-B
  • DS3232M HTR
  • Connexion USB-C avec option de programmation pour l'ESP32 intégré
  • Fente pour carte micro SD
  • Possibilité de connexion pour un LDR pour la mesure de la luminosité
  • Diviseur de tension pour mesurer la tension de la batterie ou de l'alimentation
  • Accéléromètre ADXL345
  • 3 ports d'extension QWIIC-I2C
  • Circuit de charge LiPo/LiIon basé sur les MCP73831, FS8205 et DW01-P
  • 12x boutons sur le dessus du PCB connectés via un PCF8575
  • 4x boutons latéraux également connectés via le PCF8575
  • 24x LED WS2812 2x2mm à côté des boutons
  • Les pièces du circuit imprimé peuvent être séparées et installées séparément

J'ai reçu le circuit imprimé du fabricant de circuits imprimés PCBWay.com peuvent être faites, qui les a mises gratuitement à ma disposition. À ce stade, merci encore pour l'excellent service et la coopération. 🙂

Dans ce qui suit, vous pouvez voir quelques images du circuit imprimé fini et (presque) tous les composants possibles. Malheureusement, en raison de la pénurie actuelle de puces, certains capteurs sont très chers ou peu disponibles, c'est pourquoi je ne les ai pas installés.


Consignes de sécurité

Je sais que les notes suivantes sont toujours un peu ennuyeuses et semblent inutiles. Malheureusement, de nombreuses personnes qui savaient "mieux" ont perdu des yeux, des doigts ou d'autres choses à cause d'une négligence ou se sont blessées. La perte de données est presque négligeable en comparaison, mais même celles-ci peuvent être vraiment ennuyeuses. Par conséquent, veuillez prendre cinq minutes pour lire les consignes de sécurité. Parce que même le projet le plus cool ne vaut pas une blessure ou d'autres problèmes.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/

Liens d'affiliation/publicitaires

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Conditions préalables

Pour la construction, vous devez maîtriser les tâches de soudure SMD. Les articles suivants fournissent des conseils sur la façon de procéder.

Outil requis :

Fabrication de PCB: Vous trouverez ici toutes les informations nécessaires à la fabrication des PCB :


La structure

Dans les projets précédents, j'ai inséré des images individuelles à ce stade pour montrer quels composants doivent être soudés où sur le PCB.

Une meilleure façon d'avoir un aperçu des composants qui appartiennent à leur emplacement sur le PCB est dans le paragraphe suivant. Grâce au travail de Projet OpenScope vous pouvez générer des fichiers HTML très utiles. Avec ceux-ci, vous pouvez voir directement quels composants doivent être installés où sur le PCB.

Vous trouverez ici la vue d'ensemble du circuit imprimé ButtonBoard : buttonBoard_v1.2_bom

Vous pouvez également trouver le fichier actuel dans le référentiel GIT sous le lien suivant :
https://github.com/Nerdiyde/buttonBoard/blob/main/PCB/buttonBoard_v1.2_bom.html
(Veuillez noter que vous devez télécharger le fichier HTML pour le visualiser. Ce n'est pas possible directement depuis le référentiel GIT.)


micrologiciel du programme

La première version du firmware pour le contrôle des capteurs et la lecture des boutons sur la carte ButtonBoard est toujours en cours de développement. Vous pouvez voir l'état actuel de la Référentiel GIT télécharger. Vous pouvez trouver le firmware sous le lien suivant.


Amusez-vous avec le projet

J'espère que tout a fonctionné comme décrit. Si ce n'est pas le cas ou si vous avez des questions ou des suggestions, faites-le moi savoir dans les commentaires. Je les ajouterai à l'article si nécessaire.
Les idées de nouveaux projets sont toujours les bienvenues. 🙂

PS Beaucoup de ces projets - en particulier les projets matériels - coûtent beaucoup de temps et d'argent. Bien sûr, je le fais parce que j'aime ça, mais si vous pensez que c'est cool que je partage l'information avec vous, je serais heureux d'un petit don au fonds du café. 🙂

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