Выключатель освещения. Элемент "умного" дома из скотча и фольги

Как у многих это бывает, однажды пришло осознание, что пора заняться загородным строительством. Видимо, к земле потянуло.

В то время, как летними летними вечерами шло строительство загородного домика, зимними вечерами шло обдумывание его внутреннего обустройства.

Можно было, конечно, поступить, как делают «нормальные» пацаны — купить «умную» колонку, «умную» розетку, «умную» лампочку, подключить это все к облачным сервисам и демонстрировать другим «нормальным» пацанам, как можно включать со смартфона освещение дома. У тещи в комнате. В 3 часа ночи.

Но это не наш путь!

Про обустройство «умного» дома сейчас не рассуждает только самый ленивый (могу предположить, что ему просто лень), поэтому я не буду сейчас пытаться излагать концептуальные вещи и свое видение на данный предмет. Буду держать их при себе, чтобы не забросали камнями.

Речь пойдет о достаточно простой вещи, с которой приходится сталкиваться каждому ежедневно по нескольку раз в день.
Это…

Выключатель освещения.
(На самом деле это не законченное изделие, выполняющее функцию включения и выключения нагрузки, а модуль, в задачи которого входит отправлять данные и отображать состояние)

Процесс строительства шел как-то неспешно, за это время успели поменяться и элементная база и видение того, что хотелось бы иметь.

Поначалу привлек внимание проект «умного» дома на контроллере MegaD, который и был опробован в построенной первым деле баньке (на заднем плане)

Здесь в качестве выключателей освещения использовались кнопки без фиксации, по внешнему виду идентичные обычным выключателям.

Но как-то не зашло… Может быть от того, что усилие для нажатия требовалось больше, чем в обычном выключателе.

А тем временем, наши «восточные партнеры», как это теперь приято говорить, начали выкатывать интересные вещи, а именно стали продавать сенсорные выключатели не только в сборе, но и по частям.

И вот захотелось, чтобы и у меня была прямо вот такая красота сенсорная неземная со светодиодиком разноцветным внутри.

Тем более, что жене стеклянные панельки очень даже пришлись по душе, потому как:
а) «дорого-богато»;
б) подходят по цвету к стеклянным вставкам в дверях.

Вот только готовый модуль в систему «умного» дома никак не интегрировался. Совсем. Просто включал и выключал, и на этом все.

Что же, будем делать все сами…

В Интернетах мгновенно нашлась масса уроков по изготовлению сенсорных выключателей, на которых «я у мамы инженер» показывал, как разместить элементы на макетной плате, а «я у мамы программист» доступным языком рассказывал всем желающим, как в два счета написать скетч для «умного» выключателя «умного» дома.

Пришлось думать и пробовать самому, а также купить и разобрать с целью изучения несколько готовых изделий и модулей.

В результате проб, ошибок и экспериментов получилась данная конструкция.

Адептов перфекционизма, критиков замутненного разума и сторонников конспирологических теорий убедительно прошу дальше не читать.
Замечания по поводу правильного использования флюсов, припоев, проводов, методов монтажа, а также цветовой дифференциации штанов не принимаются, извините.

Продолжим.
Для реализации проекта были приобретены стеклянные рамки (сначала в единичном количестве для пробы, а потом и полном объеме), к примеру, такие:

вид с обратной стороны, без модуля розетки:

а также крепежные панели, которые вполне успешно были совмещены с отечественными круглыми подрозетниками:


Ну, а теперь переходим к самому интересному:
1. Берем плату сенсора TTP223, распаиваем на нее разъем (я взял 6-ти пиновый, хотя хватило бы и 5-ти пинового).
2. Берем безымянный SMD RGB-светодиод с общим анодом (на который подается плюс питания), удлиняем проводом МГТФ его выводы. Я решил, что мне достаточно двухцветной индикации: выключено — синий, включено — красный.
3. Соединяем светодиод с контактами разъема и прихватываем термоклеем по центру платы сенсора.

4. Изготавливаем рассеиватель из поликарбоната (оргстекла). Режем его квадратами размером 20х20мм, толщиной 1-1,5 мм, зачищаем торцевые стороны.
5. Клеим на него двусторонний скотч, обрезаем с небольшим запасом, после чего удаляем со скотча защитное покрытие


Я использовал «Ондутис ML» шириной 38 мм (был когда-то куплен для соединения полотен ветроизоляции при строительстве крыши). Понравился тем, что полупрозрачный, прочный и липкий.

6. На поликарбонат клеим кусочек пищевой алюминиевой фольги, подгибаем края, чтобы закрыть торцы, обрезаем излишки ножницами.

7. По центру пытаемся аккуратно удалить фольгу по размеру светодиода. Аккуратно не получается. Удаляем как придется.

8. Совмещаем светодиод с отверстием в рассеивателе и фиксируем всю конструкцию термоклеем. Аккуратно тоже не получается. Будем считать, что эту часть конструкции никто не увидит.

9. Проверяем, что светодиод работает.
10. На стеклянную рамку с внутренней стороны клеим квадратный кусок двустороннего скотча. Не забываем про аккуратность.

11. На него клеим кусок медной фольги размером 30х30 мм с аккуратно прорезанным по центру отверстием. Фольга тоже была заказана у «восточных партнеров», т.к. отечественные продавцы почему-то настойчиво хотели мне продать фольгу объемом не менее тонны по цене золотой.

12. На собранную композицию рассеивателя с платой сенсора клеим еще один кусочек двустороннего скотча, излишки обрезаем ножницами.
13. Соединяем всю конструкцию, пытаясь установить рассеиватель по центру рамки.

14. Соединяем куском МГТФ медную фольгу с контактом на плате сенсора, предназначенным для подключения внешней антенны.
15. Устанавливаем на плату сенсора дополнительный керамический SMD конденсатор для корректировки чувствительности (я использовал на 22 пФ, с ним срабатывание сенсора происходит примерно в 5 мм от поверхности рамки в зоне над квадратом медной фольги).
16. Проверяем, что подсветка равномерная.
17. Соединяем шлейфами все используемые модули.

Поздравляю, «изделие» готово. Фотография, к сожалению, не передает всей полноты картины

И, наконец, демонстрация работы.

Факультативно:
В «изделии» применены готовые модули:
— ESP8266 (WEMOS D2 mini)
— HTU21D (температура и влажность)
— CCS811 (качество воздуха)
— TTP223 (сенсорный модуль)
Изготовление печатных плат для установки на них Wi-Fi модуля, стабилизатора питания и разъемов, было заказано у «восточных партнеров».
Общение «изделия» с окружающим миром производится по MQTT.

И напоследок вопрос к знающим людям: как без 3-D лазерных технологий и 5-ти координатных фрезеров изготовить аккуратные горизонтальные прорези на пластмассовой заглушке, дабы обеспечить приток воздуха к датчикам, находящимся за ней?

Спасибо за внимание, может быть кому-то пригодится мой опыт.

Дополнение по общей стоимости (цены на сегодняшний день)
одинарный модуль — 720 рублей (рамка, крепежная панель — 1 шт, TTP223 — 1 шт, ESP8266 — 1 шт + 100 рублей на остальное)
двойной модуль — 1090 рублей (рамка, крепежная панель — 2 шт, TTP223 — 2 шт, ESP8266 — 1 шт + 100 рублей на остальное)
тройной модуль — 2600 рублей (рамка, крепежная панель — 3 шт, TTP223 — 2 шт, ESP8266 — 1 шт, HTU21D — 1 шт, CSS811-1 шт + 150 рублей на остальное).
Следует учесть, что это все-таки не готовое полнофункциональное изделие. Требуется еще исполнительный модуль.