Вступление
Как-то наткнулся на такой дешевый автоматический светильник за пару евро. Солнечная панель, аккумулятор, датчик движения — и все это за смешные деньги. Честно говоря, я сомневался, как оно работает. Ну и действительно работало оно так себе. Но все равно купил: его корпус прямо кричал — «Переделай меня!». Я и переделал.
Что тут было не так
Нормальная солидная наклейка с сертификатами. Какой-то вроде бы бренд. Наверное, должна внушать уверенность в качестве продукта.
А внутри примитивная схема, без регулировок. Включался этот светильник от движения с вероятностью 50 на 50. Вот внутренности. Виден PIR-сенсор, какой-то чип явно не самый умный.
Но хуже всего обстояли дела с солнечной панелью. Она оказалась совсем слабой. Под прямым солнечным освещением ток через резистор 1 кОм не превышал 10 мА. Шансов зарядить аккумулятор 1200 мА·ч в реальных условиях никаких.
Надо сказать, что рынок наводнен такими светильниками. Вот тут еще один разобрал. Чуть сложнее, но принцип тот же. Однако корпус мне не подошел.
Что же я задумал
Светильник должен ставиться над внутренними входными дверями квартиры. Соседи плохо относятся к камерам, а наш светильник совершенно не нарушает чью-то приватность. Но при этом может:
Управлять светом по сценариям, диммировать
Сигнализировать звуком и голосом
Фиксировать движение живых и неживых предметов
Фиксировать неподвижное присутствие живых объектов
Фиксировать и идентифицировать звуки, вибрации и удары
Определять присутствие нескольких объектов в разных зонах с помощью радара
В некоторых сценариях управляться жестами
Дистанционно фиксировать события раскрытия соседних дверей и окон
Измерять температуру и реагировать на скачки температуры
Определять наличие опасных инфразвуков
Работать автономно от аккумулятора
Поддерживать управление по Wi-Fi и Bluetooth
Передавать телеметрию и состояние локально и в облака
Записывать все события локально и в облака
Апгрейдиться автоматически через облака
Работать в больших группах светильников
Мда, задача кажется выше головы. Но, к счастью, есть Claude, поэтому берусь, не думая, глядя на пыльную полку с разными KIT-ами.
Простые PIR-ы здесь не потянут. Нам нужен настоящий радар
И он у меня был. Он мне достался с KIT-ом KIT_CSK_BGT60TR13C. Радар еще хорош тем, что ему не помеха пластмассовый корпус, и его можно ставить совершенно произвольно, ничего не сверля.
KIT состоит из двух плат. Сверху плата с радаром. Ниже плата с микроконтроллером и Wi‑Fi/Bluetooth-радиомодулем CYW43012. Микроконтроллер — довольно производительный двухъядерный PSoC™ 6, и есть много демок для него с радаром. И поначалу я сделал так, думая, что все выполню на этом микроконтроллере.
Шина SPI на скорости 50 МГц отлично гонялась по этим проводочкам, но я осознал, что остальной функционал приведет просто к невыносимой лапше проводов, да и ресурсов микроконтроллера не хватит.
Но нельзя так просто взять и поставить радар
Радар BGT60TR13C по сути просто голая радиочасть радара. Она только сканирует и отдает дамп данных по SPI-интерфейсу. Это не готовые модули типа HLK-LD2410B, где есть UART и можно сразу получить сигнал присутствия. Чип BGT60TR13C значительно дороже, но и гораздо меньше по размеру, и из его сырых данных можно получить гораздо больше информации.
Прямо на корпусе чипа установлены три приемные антенны и одна передающая. Три антенны позволяют точнее сканировать пространство.
То есть FFT и все дела на стороне микроконтроллера. Здесь PSoC™ 6 положит все свои ресурсы. Надо что-то мощнее, чтобы и на остальную «жизнь» хватало. Я решил применить более мощный процессорный модуль на чипе с ядром ARM Cortex-M4 и частотой 240 МГц. Совместимое с PSoC™ 6 ядро позволяет применить библиотеки Infineon, сделанные для KIT-а.
Вот мой модуль.
Модуль уже имеет на борту: зарядник Li-Ion, USB 2.0 HS, аудиокодек, 3D-акселерометр, 3D-гироскоп, Wi-Fi, BLE, LoRa-радиочип, часы с собственным элементом питания и SDRAM на 32 мегабайта.
Модуль имеет массу выходов, но через разъемы с очень мелким шагом, поэтому сделал на jlcpcb.com переходную плату для подключения всей задуманной периферии.
На столе это выглядит так:
Да, тут надо добавить, что плата сенсоров от KIT-а KIT_CSK_BGT60TR13C имеет на борту прецизионный барометр. Именно им мы можем засечь открывание окон и инфразвуки.
А еще я добавил плату IR-сенсора STHS34PF80 от KIT-а STEVAL-MKI231KA. Это уже разработка STMicroelectronics. Дело в том, что радары очень много потребляют. И держать их все время включенными при питании от аккумулятора расточительно. IR-сенсор STHS34PF80 тоже очень чувствительный, но потребляет значительно меньше. Он может дежурить и только при подозрительных ситуациях включать радар. И он хорошо ложится под линзу бывшего PIR-сенсора. Кроме того, у нас есть выносной микрофон (и внутренний тоже есть), который уже на дальних дистанциях в режиме sleep может засечь подозрительную активность.
Немного клея и все готово
Да, я пожертвовал солнечной панелью. Просверлил в ней дырки для выхода звука из динамика. А как еще показать, что это настоящий суровый DIY? Заряжаться светильник будет от USB.
Ну вот, так это сейчас выглядит. Модуль открыт, и его удобно отлаживать и по USB, и с помощью JTAG/SWD-адаптера. Настоящая экспериментальная платформа-хаб.
Ставьте лайки, кто хочет узнать, что было дальше и как все устроено программно.