Не вечные герконы RI-80 1.8x5mm. Неудача с датчиком положения ригеля

Рассказ о том как я сделал датчик положения ригеля из микро герконов и как это сломалось.

Хотелось мне, понимаете ли знать, закрыл я замок, выходя из дома, или нет. Точнее два замка. И нервы спокойнее и другая польза есть. Дело в том, что когда мы уходим, мы закрываем оба замка, а когда кто-то дома, то только один, тот, что с барашком. Т.к. у меня есть свой собственный, полностью самописный умный дом, то он может делать всякие разные сценарии, в зависимости от того есть кто-то дома или нет.

Крутилась у меня мысль об этом давно, я даже посмотрел обзоры разных замков, узнал что желаемое, называется датчик положения ригеля, но ничего адекватного не нашёл, оно всё какое-то крупное и странное. Все умные замки которые имею привод мне не подходят, просто не хочу и всё. А таких которые просто будут сообщать, закрыты они или нет, не нашёл, да и вообще не люблю завязываться на непопулярные решения. И тут я увидел статью про микро герконы: mysku.club/blog/aliexpress/75317.html и заказал их, нормально открытые 1.8x5mm герконищи.

19 июня 2022 года я приклеил неодимовые магнитики (радиус 6 мм, толщина 2 мм) на ригели, собрал датчики, зафиксировал в проёме. Герконы установлены так что ригель не может их прижать, фиксация термоклеем обеспечивает надёжное крепление, ничего не болтается и не трётся. Питание от 3.3v, с токоограничивающим резистором на 1 кОм, что приводит к нас к расчётному току 3.3 мА, что совершенно точно не должно повредить таким герконам.

Немного подробнее о конструкции датчика. Я припаял к одному выводу проводок, накрыл провод и сам геркон термоусадкой, после чего загнул второй вывод на 180, подпаялся к нему и всё это ещё раз поместил в термоусадку. На фото я изобразил как это выглядит без термоусадки. Т.е. это нормально открытый геркон, через который, при закрытом замке протекает ток 3.3 мА, а на самом деле сильно меньше, потому что нога микроконтроллера программно притянута к нулю и там сопротивление подтяжки около 50 кОм.



После установки я воткнул провода в распбери, написал экранчик кода для обработки, дописал пару строк в телеграм бота и вуаля. Бот начал отображать статус замков и присылать уведомляшки. Код предельно простой, чтобы не заниматься чисткой от дребезга я просто раз в 100 миллисекунд проверяю статус, есть 1 на входе или нет. Всё заработало просто идеально, до 11 октября 2022 года, когда, не проработав и 4 месяца, нижний датчик перестал присылать уведомления.

Некоторое время ушло на дебаг ситуации, первое, на что я грешил это на свой софт и инфраструктуру (датчики двери физически подключены к коридорной распберри, она по wifi к отдельному роутеру сети умного дома, он по проводу к центральной распберри которая хостит глобальный mqtt, уже его слушает бот который сидит на отдельном сервере). Тщательно рассмотрение всего показало, что всё работает, все серсисы на месте, связь есть, всё ок, но верхний замок уведомления присылает, а нижний нет. Тогда я пошёл ковырять сам датчик.

Открыл дверь и поднёс жало намагниченной отвёртки, тишина. Легонько стукнул по нему и получил ряд уведомлений. Закрыл замок и получил уведомление о закрытии. Открыл и не получил ничего. Тогда я взял деревянную палочку и ещё раз легонько стукнул его, и, вуаля, получил уведомление об открытии замка. Виновник найден. Геркон залипает в замкнутом состоянии.

Гипотеза почему это произошло

Положение нижнего геркона получилось очень близко к магниту. У верхнего позиционирование не так идеально, но срабатывать не мешает.
Плохой контакт исключён, потому что микроконтроллер устойчиво фиксирует замкнутость цепи. Если бы это было лишнее замыкание, которое уходило бы от постукивания, то почему бы он корректно обработал появление магнитного поля и опят попадал в это состояние? Ну и нормально там всё изолировано, не видел я пока ситуаций чтобы термоусадка просто так развалилась за 4 месяца.

На текущий момент у меня две основных гипотезы: первая состоит в том геркон разгерметизировался, окислился, и начал залипать. Сопротивление его с проводами в замкнутом состоянии 5 ом, в залипшем заснял 15 ом, при сопротивлении других из пачки около 2 ом. И вторая состоит в том что намагнитились выводы геркона:



Материал выводов геркона магнитный! Вы кстати задумывались как работает геркон? Я когда-то думал что он работает потому что один из выводов притягивается или отталкивается магнитом. Но тогда геркон реагировал бы по-разному с разных сторон и на разные полюса магнита. Но он прекрасно реагирует на любое магнитное поле любого полюса с любой стороны. А дело в том что геркон замыкается магнитным потоком, проходящим через него.

Множество опытов с магнитным потоком провёл великолепный Игорь Белецкий:

также рекомендую к просмотру эти ролики:
www.youtube.com/watch?v=NRWjSYAim5M
www.youtube.com/watch?v=J912WdC7Od4
www.youtube.com/watch?v=nzc51-W4bGE
Также вот тут неплохо раскрыто: www.youtube.com/watch?v=E_i-NC4tIqo

Я подозреваю что намагнитил железную ножку, и так как она загнута и расположена близко к самому геркону то этого хватает чтобы удерживать геркон замкнутым. После демонтажа поймать залипание оказалось гораздо сложнее, у меня залипало где-то 1 из 20-30 попыток, но разок получилось даже заснять залипшее положение. Тут хорошо видно что просто малейшего касания недостаточно, ножно прямо-таки слегонца ударить. Хотя и разгерметизацию со счетов сбрасывать не стоит.

Я первый раз использовал герконы и думал что это дело вечное, наладил и забыл, а оказалось что нет, не вечное.

Что же делать?

Переходить на аналоговые датчики холла, не зря именно их применяют в датчиках коленвала и ABS. А о них недавно прекрасно рассказали на канале Большая Мастерская Тома.

Если всё получится, то, по изменению магнитного поля, я смогу не только понимать положение ригеля, но и то, закрыта дверь или нет. Но это будет в следующей серии.