步驟1：電池操作無(wú)線傳感器設(shè)計(jì)

434-MHz無(wú)線遙控器的設(shè)計(jì)使用以下部件：

ATtiny85 8-位AVR微控制器

Sensirion SHT31-D - 溫度和濕度傳感器分線板

Sparkfun 434-MHz RF鏈路發(fā)送器

10K歐姆電阻器

早期設(shè)計(jì)決策之一是避免需要穩(wěn)壓3.3V或5V的器件，以及選擇在寬電壓范圍內(nèi)工作的器件。這消除了對(duì)電池操作設(shè)計(jì)中的電源浪費(fèi)的電壓調(diào)節(jié)器的需要，并且延長(zhǎng)了傳感器的工作壽命，因?yàn)殡S著電池電壓隨時(shí)間下降它們將繼續(xù)運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間。所選部件的工作電壓范圍如下：

ATtiny85：2.7V至5.5V

SHT31-D：2.4V至5.5V

RF Link Tx：1.5V至12V

允許一定的余量，434-MHz無(wú)線遙控器應(yīng)在功能上運(yùn)行至3V的電池電壓。如前所述，隨著電池電壓降低，發(fā)射功率降低，可以保持RF鏈路可靠性保持良好狀態(tài)。

決定使用3節(jié)AA電池提供標(biāo)稱啟動(dòng)電壓4.5V運(yùn)行16個(gè)月后，測(cè)得的最低電池電壓為4.36V。

ATtiny85看門狗定時(shí)器（WDT）用于使434-MHz無(wú)線遙控器在大多數(shù)時(shí)間內(nèi)處于休眠模式。每隔8秒WDT就會(huì)喚醒ATtiny85以增加一個(gè)10分鐘的計(jì)數(shù)器;在達(dá)到10分鐘的時(shí)間間隔后，進(jìn)行測(cè)量并傳輸數(shù)據(jù)包。

為了進(jìn)一步降低功耗，SHT31-D和RF鏈路發(fā)送器由數(shù)字I/O端口引腳供電。 ATtiny85配置為輸出。當(dāng)I/O引腳被驅(qū)動(dòng)為高電平（1）時(shí)會(huì)產(chǎn)生電源，當(dāng)I/O引腳被驅(qū)動(dòng)為低電平（0）時(shí)會(huì)被移除。通過(guò)軟件，只需每隔10分鐘對(duì)這些外圍設(shè)備供電，持續(xù)1-2秒，同時(shí)進(jìn)行測(cè)量和傳輸。有關(guān)相關(guān)軟件的說(shuō)明，請(qǐng)參閱434-MHz無(wú)線遠(yuǎn)程軟件。

434-MHz無(wú)線遙控器中使用的唯一其他組件是10K歐姆電阻，用于上拉ATtiny85上的復(fù)位引腳。

早期的設(shè)計(jì)在電池上使用了一個(gè)電阻分壓器，使ATTINY85上的ADC引腳能夠測(cè)量電池電壓。雖然很小，但這個(gè)分壓器對(duì)電池施加恒定負(fù)載。一些研究發(fā)現(xiàn)了使用ATtiny85內(nèi)部1.1V帶隙參考電壓來(lái)測(cè)量Vcc（電池電壓）的技巧。通過(guò)將ADC參考電壓設(shè)置為Vcc并測(cè)量?jī)?nèi)部1.1V參考電壓，可以求解Vcc。只要Vcc》 3V，ATtiny85內(nèi)部1.1V基準(zhǔn)電壓就是恒定的。有關(guān)相關(guān)軟件的說(shuō)明，請(qǐng)參閱434-MHz無(wú)線遠(yuǎn)程軟件。

ATtiny85和SHT31-D之間的通信是通過(guò)I2C總線實(shí)現(xiàn)的。 Adafruit SHT31-D分線板包括用于I2C總線的上拉電阻。

ATtiny85和RF鏈路發(fā)送器之間的通信是通過(guò)配置為輸出的數(shù)字I/O引腳實(shí)現(xiàn)的。 RadioHead Packet Radio庫(kù)RH_ASK通過(guò)此數(shù)字I/O引腳用于RF鏈路發(fā)送器的開關(guān)鍵（OOK/ASK）。

步驟2：434-MHz無(wú)線遠(yuǎn)程硬件

零件清單：

1 x Adafruit 1/4尺寸面包板，Digikey PN 1528-1101- ND

1 x電池座3 x AA電池，Digikey PN BC3AAW-ND

1 x Adafruit Sensiron SHT31-D分線板，Digikey PN 1528-1540-ND

1 x Sparkfun RF鏈路發(fā)送器（434-MHz），Digikey PN 1568-1175-ND

1 x ATtiny85微控制器，Digikey PN ATTINY85-20PU-ND

1 x 8引腳DIP插座，Digikey PN AE10011-ND

1 x 10K ohm，1/8W電阻，Digikey PN CF18JT10K0CT-ND

6.75“/17cm長(zhǎng)18AWG漆包銅線

1 x片雙面泡棉膠帶

18“/45cm電線纏繞電線

ATtiny85使用插座，因?yàn)椴恢С衷诰€編程。

SHT31-D分線板，RF Link發(fā)射器，8針DIP插座和天線導(dǎo)線焊接在面包板上，如上圖所示。從18AWG天線導(dǎo)線的1/4“處取下琺瑯焊接到面包板之前。

10K歐姆電阻器焊接在8針DIP插座的引腳1和8之間的面包板上。

繞線焊接在面包板上根據(jù)上一步驟中所示的無(wú)線遠(yuǎn)程原理圖，在面包板的背面進(jìn)行組件之間的鏈接。

電池座的正極和負(fù)極引線焊接到一組“+”和“ - ”總線分別位于面包板上。

434-MHz無(wú)線遙控器使用無(wú)線網(wǎng)橋和LoRa IOT網(wǎng)關(guān)進(jìn)行測(cè)試。每次插入電池時(shí)，434-MHz無(wú)線遙控器將立即發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包，此后每隔約10分鐘發(fā)送一次數(shù)據(jù)包。從434-MHz傳感器層接收到無(wú)線數(shù)據(jù)包后，無(wú)線網(wǎng)橋上的綠色LED閃爍約0.5秒。如果在網(wǎng)關(guān)中配置了434-MHz無(wú)線遠(yuǎn)程站號(hào)，則應(yīng)通過(guò)LoRa IOT網(wǎng)關(guān)顯示站名，溫度和濕度。

使用編程的ATtiny85測(cè)試無(wú)線遙控器后，將一塊雙面泡棉膠帶切割成與面包板相同的尺寸，用于將完成的面包板連接到電池座上。

步驟3：434-MHz無(wú)線遙控器軟件

434-MHz無(wú)線遠(yuǎn)程軟件附帶此步驟，評(píng)論很好。

我使用Sparkfun Tiny AVR編程器和Arduino IDE對(duì)ATtiny85微控制器進(jìn)行了編程。 Sparkfun有一個(gè)關(guān)于如何設(shè)置驅(qū)動(dòng)程序等的廣泛教程以及如何讓程序員使用Arduino IDE。

我在Tiny AVR Programmer中添加了一個(gè)ZIF（零插入力）套接字來(lái)制作很容易添加和刪除程序員的芯片。

步驟4：無(wú)線網(wǎng)橋硬件

零件清單：

1 x Arduino Uno R3，Digikey PN 1050-1024-ND

1 x Adafruit Proto Shield Arduino Stack V.R3，Digikey PN 1528-1207-ND

1 x Adafruit RFM9W LoRa無(wú)線電收發(fā)器板（915-MHz），Digikey PN 1528-1667-ND

1 x Sparkfun RF鏈路接收器（434-MHz），Digikey PN 1568-1173-ND

1 x 8針DIP插座，Digikey PN AE10011-ND

6.75“/17cm長(zhǎng)度18AWG漆包銅線

3.25“/8.5cm長(zhǎng)18AWG漆包銅線

24“/61cm電線纏繞電線

1 x USB電纜A/MicroB，3英尺，Adafruit PID 592

1 x 5V 1A USB端口電源，Adafruit PID 501

按照Adafruit.com上的說(shuō)明組裝原型屏蔽。

按照Adafruit.com上的說(shuō)明組裝RFM95W LoRa收發(fā)器板.3.25“/8.5cm長(zhǎng)度的18AWG導(dǎo)線用于天線，并在從導(dǎo)線上剝?nèi)?/4“的琺瑯后直接焊接到收發(fā)器板上。

小心地將8針DIP插座切成兩半長(zhǎng)度來(lái)創(chuàng)建兩組4針SIP插座。

如圖所示，將兩個(gè)4針SIP插座焊接到原型屏蔽罩上。這些插座將用于插入RF Link接收器，因此請(qǐng)確保它們位于在焊接之前，正確的孔與RF鏈路發(fā)送器匹配。

如圖所示，將RFM9W LoRa收發(fā)器板焊接到原型屏蔽。

Arduino Uno和之間建立了以下連接。使用w的RFM9W收發(fā)器板將電線纏繞在原型板的頂部：

RFM9W G0 - 》 Arduino數(shù)字I/O引腳2，RadioHead庫(kù)在此引腳上使用中斷0

RFM9W SCK - 》 Arduino ICSP接頭，引腳3

RFM9W MISO - 》 Arduino ICSP接頭，引腳1

RFM9W MOSI - 》 Arduino ICSP接頭，引腳4

RFM9W CS - 》 Arduino數(shù)字I/O引腳8

RFM9W RST - 》 Arduino數(shù)字I/O引腳9

以下連接在原型板的底部：

RFM9W VIN - 》原型板5V總線

RFM9W GND - 》原型板接地（GND）總線

RF Link Rx引腳1（GND） - 》原型板接地（GND）總線

RF Link Rx引腳2（數(shù)據(jù)輸出） - 》 Arduino數(shù)字I/O引腳6

RF Link Rx引腳2（Vcc） - 》原型開發(fā)板5V總線

原型板綠色LED - 》 Arduino數(shù)字I/O引腳7

引腳信息RF鏈路接收器可在www.sparkfun.com上獲得。

從6.75“長(zhǎng)度的18AWG電線的1/4‘剝?nèi)ガm瑯質(zhì)，并將其插入緊鄰RF Link Rx Pin的原型板孔中8（天線）。一旦插入孔中，將剝離的末端彎曲，使其與RF Link Rx引腳8接觸并將其焊接到位。

使用下一個(gè)提供的草圖編程Arduino Uno重置或上電后，綠色LED將閃爍兩次0.5秒。從434-MHz傳感器層接收到無(wú)線數(shù)據(jù)包后，綠色LED閃爍約0.5秒。