Popis hardwaru
STICKER je kompaktní IoT zařízení postavené na System-on-Chip STM32WL s integrovaným rádiem LoRa a jádrem Arm Cortex-M4.
Napájejí ho dvě baterie AA; zařízení hlídá jejich napětí a úsporně řídí napájení (zvyšující měnič a LDO).
Zařízení obsahuje paměť a anténu NFC pro snadnou konfiguraci z telefonu. Od firmwaru v2.0.0 telefon komunikuje s firmwarem přes schránku (mailbox) čipu NFC, takže zařízení musí být při konfiguraci napájené.
Senzory a periferie
Vestavěné senzory
Podle varianty osazení obsahuje zařízení STICKER:
- Teplota a vlhkost: Senzor Sensirion SHT40 pro velmi přesné měření prostředí.
- Osvětlenost: Senzor okolního světla Texas Instruments OPT3001.
- Atmosférický tlak: Senzor tlaku NXP MPL3115A2.
- Pohyb PIR: Pasivní infračervený senzor pohybu Excelitas PYD1698 pro detekci přítomnosti (až 5 m, ≥ 50°).
- Tříosý akcelerometr: Akcelerometr STMicroelectronics LIS2DH12 pro sledování náklonu, vibrací a orientace.
- Detekce otevření dveří: Dva Hallovy spínače Allegro A1266.
Fyzická rozhraní a externí konektivita
- Rozhraní SWD: Fyzické programovací pady SWD pro nahrávání a ladění firmwaru přes J-Link (
make flash). Bez nich firmware nenahrajete, protože záměrně nemá bootloader ani bezdrátové aktualizace. - Master sběrnice 1-Wire: Vyhrazené rozhraní 1-Wire pro externí digitální teplotní sondy (například Dallas DS18B20) a senzory HARDWARIO Machine Probe.
- Externí vstupy A/B: Dva vstupy, každý nastavitelný jako digitální vstup (průmyslové logické úrovně do 30 V DC pro přímé napojení na PLC nebo na stavové výstupy strojů), analogový vstup pro měření napětí 0–24 V, nebo impulzní čítač S0 kompatibilní se standardními výstupy S0 elektroměrů, plynoměrů a vodoměrů. Režim nastavíte parametry
cap-gpio-mode inputsacap-gpio-input-a/cap-gpio-input-b(digital/analog/pulse).
Stav zařízení signalizuje vícebarevná LED (R/G/Y) (podrobnosti viz Signalizace LED) a bezdrátovou komunikaci obstarává vnitřní anténa 868/915 MHz.
Blokové schéma
Architektura konfigurace přes NFC
Signalizace LED
Zařízení STICKER má jednu stavovou LED se třemi nezávisle řízenými kanály: červeným, zeleným a žlutým. Firmware rozsvěcí červený a zelený kanál i společně, čímž vzniká oranžová, kterou vyhrazuje pro servisní režimy. LED je jediná zpětná vazba, kterou zařízení na místě poskytuje, a podle těchto vzorů nejrychleji poznáte, co zařízení dělá, ještě než se objeví v síti.
Vzory a časování níže platí pro firmware v2.0.0. Většina stavových bliknutí je kvůli úspoře baterie záměrně velmi krátká, 5 až 10 ms. Čekejte spíš krátký záblesk než zřetelné bliknutí.
Startovní sekvence
Po každém zapnutí proběhne pevná sekvence, která zároveň ověří, že fungují všechny tři kanály:
| Krok | Barva | Doba |
|---|---|---|
| 1 | Červená | 0,5 s |
| 2 | (zhasnuto) | 0,25 s |
| 3 | Žlutá | 0,5 s |
| 4 | (zhasnuto) | 0,25 s |
| 5 | Zelená | 1,5 s |
Sekvence trvá asi 3 sekundy. Zařízení během ní dál startuje, takže start nezdržuje, a přiložení telefonu ji přeruší. Pokud ji uvidíte nečekaně, zařízení se restartovalo.
Slabá baterie při zapnutí
Při každém zapnutí firmware nejdřív, ještě než spustí cokoli dalšího, změří napětí baterie. Pokud je nižší než 1,8 V, zařízení nenastartuje:
| Krok | Vzor |
|---|---|
| 1 | Startovní sekvence |
| 2 | Červené bliknutí každých 200 ms po dobu 5 s |
| 3 | Červená trvale 1 s |
| 4 | Zhasnuto |
Zařízení pak zůstane vypnuté, dokud nevyměníte baterie (odpojení a připojení napájení) nebo ho neresetujete signálem NRST; při dalším zapnutí kontrolu provede znovu. Zařízení s vybitým článkem se tak nedostane do smyčky restartů způsobených poklesem napětí.
Stavový heartbeat
Za provozu zařízení signalizuje svůj stav každé 3 sekundy. Zobrazuje se vždy jen jeden vzor. Firmware kontroluje podmínky níže v uvedeném pořadí a platí první shoda, takže závažnější stav vždy překryje méně závažný:
| Priorita | Stav zařízení | Vzor LED |
|---|---|---|
| 1 | Probíhá výměna přes NFC | LED ukazuje vzory pro NFC popsané níže |
| 2 | Konfiguraci se nepodařilo načíst: uložené nastavení je poškozené | Červená a žlutá střídavě, dvakrát, po ~60 ms |
| 3 | Připojování nebo opětovné připojování k síti (LoRaWAN nebo P2P) | Jedno žluté bliknutí a po ~200 ms jedno červené |
| 4 | Zhoršené spojení (LoRaWAN nebo P2P): kontroly spojení selhávají, ale relace stále trvá | Dvě žlutá bliknutí ~200 ms po sobě |
| 5 | Rádio vypnuté: radio-mode off, P2P bez klíčů nebo nepodporovaný region LoRaWAN | Jedno žluté bliknutí |
| 6 | Je aktivní alarm | Jedno červené bliknutí |
| 7 | Normální provoz | Jedno zelené bliknutí |
Tři žluté stavy tvoří záměrnou stupnici závažnosti, takže vážnost síťového problému poznáte už z počtu bliknutí:
rádio vypnuté (1× žlutá) → zhoršené spojení (2× žlutá) → připojování / opětovné připojování (žlutá + červená)
Priorita 2 stojí nad nimi všemi: zařízení, které bliká červeně a žlutě, přišlo o uloženou identitu i zprovoznění a běží na výchozích hodnotách z výroby. Takový stav vyžaduje technika, ne kontrolu sítě.
Zařízení bez zeleného bliknutí nemusí být vadné. Může jen zobrazovat stav s vyšší prioritou. Alarmy se navíc vyhodnocují i tehdy, když LED patří vzoru s vyšší prioritou. Skryté je jen červené bliknutí alarmu; samotný alarm se přesto vyvolá a odešle svůj uplink.
V sestavení firmwaru debug nahrazuje jedno zelené bliknutí dvojice zelená a žlutá, takže kus s firmwarem debug snadno odlišíte od kusu s firmwarem release.
Interakce s NFC
Dokud je telefon přiložený k zařízení, LED krok za krokem ukazuje průběh výměny dat:
| Co se děje | LED |
|---|---|
| Telefon je v poli NFC, relace ještě nezačala | Zelená, svítí (nejvýš 5 s) |
| Probíhá relace: výměna příkazů | Zelená, bliká (~90 ms) |
| Relace skončila, poslední výměna dat se povedla | Zelená a žlutá, 2 s |
| Relace skončila, poslední výměna dat selhala: požadavek odmítnut ještě před provedením (špatný klíč nebo token, zopakovaný nebo poškozený rámec; v tom případě se nic nezapíše), nebo se odpověď nedostala do telefonu | Červená, 2 s |
| Výměna dat skončila | Zhasnuto |
Červený výsledek je dobré znát: bez něj vypadá neúspěšná výměna dat pro toho, kdo drží telefon, stejně jako úspěšná. Příkaz, po kterém se zařízení restartuje, nejdřív ukáže svůj výsledek a teprve pak následuje startovní sekvence. Příkaz, na který zařízení odpoví chybou (například kvůli hodnotě mimo rozsah), skončí zeleně a žlutě; chybu ukáže aplikace.
Aktivace vstupu
Na zařízeních s nastavenými Hallovými spínači nebo externími vstupy LED potvrzuje každou změnu vstupu. Pořadí barev určuje směr, takže aktivaci nelze zaměnit s uvolněním:
| Událost | Vzor |
|---|---|
| Vstup se aktivuje | Zelená, pak oranžová, po 50 ms |
| Vstup se vrátí do klidu | Oranžová, pak zelená, po 50 ms |
Při rychlých změnách se signalizace zobrazí nejvýš jednou za 500 ms.
Tato signalizace se sama vypne hodinu po zapnutí. Doba se počítá od startu, ne od poslední události, protože po instalaci už blikání není žádoucí. Pokud ji při testování potřebujete znovu, odpojte zařízení od napájení a znovu ho připojte.
PIR a akcelerometr hlásí vždy jen okamžitou aktivaci, takže na těchto vstupech uvidíte jen sekvenci zelená, pak oranžová.
Kalibrační režim
| Stav | Vzor |
|---|---|
| Vstup do kalibrace | Pět rychlých oranžových bliknutí, 100 ms svítí / 100 ms zhasnuto |
| Kalibrace běží | Jedno oranžové bliknutí každou sekundu |
Kalibraci spustíte tak, že do 30 minut od zapnutí přiložíte magnet k oběma Hallovým spínačům. Kalibrace běží 120 minut a pak se zařízení samo restartuje. Oba stavy používají oranžovou barvu, aby se kalibrace nikdy nespletla se žlutými varováními sítě.
Hluboký spánek
Když zařízení uspíte do hlubokého spánku, všechny tři kanály se vypnou. Úplně zhasnutá LED na spícím zařízení je normální a není to závada.
Testování LED
LED lze ovládat přímo z vývojářské konzole příkazy ats led, což se hodí při kontrole podezřelého kusu. Viz Diagnostika.
Přehled
STICKER Clime - krabička, základní deska a držák baterií
STICKER Input - krabička, základní deska a držák baterií
STICKER Motion - krabička, základní deska a držák baterií
Schémata hardwaru
Napájení
Stáhnout schéma napájení (PDF)
Anténa
MCU
Senzory
NFC
Technické parametry
| Kategorie | Parametr | Hodnota |
|---|---|---|
| Konstrukce | Materiál krabičky | ABS |
| Rozměry | 91 × 36,5 × 33,3 mm | |
| Napájení | Jmenovité napětí článku | 1,5 V |
| Jmenovitá kapacita baterií | 3000 mAh | |
| Rozsah provozního napětí | 1,8 V až 3,6 V (pod 1,8 V při zapnutí zařízení zůstane vypnuté) | |
| Klidová spotřeba | < 80 µA | |
| Špičková spotřeba | < 100 mA | |
| Prostředí | Provozní teplota | -30 °C až +70 °C |
| Skladovací teplota | -30 °C až +70 °C | |
| Krytí krabičky | IP30 | |
| Senzory | Integrovaný teploměr: rozsah měření | -20 °C až +60 °C |
| Integrovaný teploměr: přesnost měření | ±0,2 °C (0 °C až 65 °C) | |
| Integrovaný vlhkoměr: rozsah měření | 0 % až 100 % | |
| Integrovaný vlhkoměr: přesnost měření | ±2 % (od 10 % do 90 %) | |
| PIR: dosah detekce | 5 m | |
| PIR: zorný úhel | ≥ 50° |
