От $4 солнечного фонаря к умному беспроводному сенсорному узлу: MSP430 + nRF24L01+ для мониторинга сада

Цель этого проекта — переработать дешевый солнечный дорожный фонарь (доступный за $3–$4 в строительных магазинах вроде Lowe's и Home Depot) в беспроводной удаленный сенсорный узел. Узел использует микроконтроллер MSP430G2553 и трансивер nRF24L01+ (с библиотекой spirilis) для передачи интенсивности света от встроенного фоторезистора, влажности почвы от кастомного датчика, вдохновленного gardenbot.org, и температуры почвы от 10 кОм силикон-покрытого термистора. Данные передаются беспроводно ко второму паре MSP430G2553/nRF24L01+, смонтированной на Raspberry Pi.

Raspberry Pi принимает данные через UART, и Python-скрипт логирует их в CSV и JSON файлы (вдохновлено проектом Uberfridge). Apache-сервер обслуживает JSON, а данные визуализируются в реальном времени с помощью JavaScript-библиотеки Flot charts. Кроме того, узел Pi управляет транзистором, который драйвит соленоидный клапан на садовом шланге, включая или выключая его на основе показаний влажности почвы.

Я научился Eagle (Autodesk) и спроектировал кастомную PCB для замены штатной платы внутри солнечного фонаря. Плата включает повышающий преобразователь Texas Instruments TPS61097 (я получил бесплатный образец) для поднятия 1,2 В от батареи до 3,3 В, необходимых для питания MSP430.

Первый прототип (показан на фото 6) включает только схему питания. Я временно соединил пины EN и VIN на TPS61097, потому что байпас-ключ (см. стр. 16 даташита: https://www.ti.com/lit/pdf/tps61097-33) не работал корректно. Я использовал два резистора 100 кОм, 1% последовательно для создания сети 200 кОм, но байпас оставался застрянутым включенным, поэтому я замкнул EN на VIN для получения полного 3,3 В выхода. Я хотел бы правильно включить функцию байпаса — любые советы по значениям резисторов для батареи 1,2 В будут ценны.

Для более подробной информации см. полное описание проекта: Solar Driveway Light to MSP430 Wireless Sensor Node.