Beschreibung
Hauptsächliche Gedanken bei der Entwicklung waren:
- Über ein Modul sollen einfach einige Taster an- und wieder abgesteckt werden können. So können die Taster mit dem Stecker eigenständig vorbereitet werden und bei Bedarf kann das Modul einfach angesteckt werden.
- Reedkontakte, die nicht so gut vorbereitet werden können (Kabel sind ja fest in der Wand), sollen per Schraubklemme angeschlossen werden können. Da Reedkontakte oft an mehreren Metern Kabel hängen, soll die Gefahr durch induzierte Spannungen über diese Kabel minimiert werden.
- Sensoren sollen flexibel, möglichst über Standardanschlüsse, angeschlossen werden können. An das Modul kann man verschiedene Sensoren anschließen - sowohl Qwiic-kompatible Anschlüse (JST-SH mit 1,00mm Rastermaß) als auch solche, die oft auf Aliexpress für Sensorboards verwendet werden. Siehe: Beispiele anschließbarer Sensoren
- Die EMV Strahlung, die von dem Modul ausgeht, soll weitestgehend abgeschirmt werden
- Das Modul soll gegen zufällige Berührung geschütz werden. Nachdem 3D Drucker heutzutage keine Seltenheit mehr sind und es für ein solches Multifunktions-IO-Modul unseres Wissens keine Standardgehäuse gibt, wurde ein passendes 3D druckbares Gehäuse entworfen.
- Der Platz in Unterputz- und Trockenbaudosen soll möglichst effizient ausgenutzt werden.
- Bauteile wurden in 0805 gewählt, um möglichst vielen eine händische Bestückung zu ermöglichen.
Beispiele anschließbarer Sensoren
I2C
Die drei folgenden Sensoren sind auf dem I2C-Sensor-Board für SHT, SGP, BME (Temp, Hum, VOC) bestückbar:
- SHTxx zur Temperatur- und Feuchtigkeitsmessung. Implementiert und getestet sind aktuell SHT40, SHT41
- SGPxx zur VOC-Messung. Implementiert und getestet ist aktuell der SGP41
SPI
- Aktuell steht die Anbindung von SPI-Sensoren oder SPI-basierten Tools aus. Meldet euch gerne im Forum oder im Chat, wenn ihr selbst einen Chip anbinden wollt und Hilfe braucht oder eure Ergebnisse zur Verfügung stellen wollt!
Aufbau
Das Modul besteht aus 2 Platinen: der eigentlichen Platine für das Modul mit den Bauteilen für die IOs, SPI, I2C etc. (und dem ARM). Außerdem wird das Breakout-Board benötigt, welches die Stromversorgung, die Sende- und Empfangsstufe enthält und die Schaltung für die Busspannungsmessung bereitstellt.
Bestückung
Werden nur max. 8 IOs benötigt, reicht es, das Modul auf der Oberseite (TOP) zu bestücken. Werden auch die zweiten 8 IOs benötigt, die über einen Micro-Match auf der Unterseite bereitgestellt werden, muss man auch die Unterseite bestücken.
Anschluss von Sensoren
Die für I2C nötigen Pull-Up Widerstände wurden bereits auf dem IO Modul vorgesehen und sind daher auf dem Sensorboard nicht nötig. Das I2C-Sensor-Board für SHT, SGP, BME (Temp, Hum, VOC) muss beispielsweise lediglich über ein Kabel mit dem entsprechenden Stecker verbunden werden.
Gehäuse
Das Gehäuse ist zum Stand v1.00 mit Sicherheit noch verbesserungswürdig, erfüllt aber seinen Zweck: es besteht aus vier Komponenten und optionalen Abdeckungen. Beim Drucken sollte der Fluss so gewählt werden, dass die Teile alleine durch das Ineinanderschieben der Komponenten zusammenhalten. Es kann sehr leicht zusammen- und wieder auseinander gebaut werden und benötigt keinerlei Schrauben oder Werkzeug.
Downloads
Schaltplan und Board: https://github.com/selfbus/hardware-merged/tree/main/modules_lpc1115_fm/io-16x-fused-fm
Firmware (mehrere Optionen möglich):
- Nutzung als 2- / 4- / 8- / 16-fach Binäreingang: https://github.com/selfbus/software-releases/tree/main/sensors/binary-inputs/in16-bim112
- Flexible Konfiguration als Eingang, Ausgang, Sensor: https://github.com/selfbus/software-releases/tree/main/misc/MultiSensorAktor
knxprod
- Binäreingang: Verhält sich wie ein MDT 2- / 4- / 8- / 16-fach Binäreingang
- Flexible Konfiguration als Eingang, Ausgang, Sensor (Multi-Sensor-Aktor, MSA): https://github.com/selfbus/software-arm-incubation/tree/main/misc/MultiSensorAktor/KnxProd
Gehäuse: https://github.com/selfbus/hardware-merged/tree/main/enclosures/flush_mount/case_IO16x-fused