Ардуино термометр & гигрометр с E-PAPER на nRF52832 — или о том, что забыли выпустить производители
Приветствую всех читателей Habr!!! В своей очередной статье речь снова пойдет о ARDUINO. Хочу поделится с Вами очередным своим проектом реализованном на микроконтролере nRF52832. Это датчик температу и влажности на sht20 c монохромным дисплеем на электронных чернилах (E-INK|E-PAPER), который является частью экосистемы MySensors. 
Основной его функционал это мониторинг температуры и влажности в помещении, отправка данных на контролер умного дома или непосредственно на исполнительное устройство. Ну, а дополнительным функционалом является как раз вывод данных с датчика sht20, сетевой информации и уровня заряда батареи на монитор. В моей реализации это именно прямое взаимодействие непосредственно с исполнительным устройством (контролер контуров системы отопления). Реализация неканоническая с точки зрения MySensors, мною добавлен функционал мастер-слейв режимов, типы сенсоров, привязка по воздуху. Так же в моей реализации изменена процедура инициализации транспортного уровня, тк логика MySensors не очень хороша для автономных девайсов. Но все это немного другая история, возможно достойная отдельной публикации, а пока статья о девайсе в традициях протокола MySensors.
Идея девайса с таким функционалом зрела в голове давно, первая попытка реализовать эту идею была предпринята на микроконтролере atmega328. И впринципе это было сделано, но хотелось большей энергоэфективности, более красочного вывода информации на дисплей.
версия на atmega 328
При презентации датчика в сообществе иногда ссылались на девайс компании Сяоми, мол это уже есть. Но есть небольшая разница, у Сяоми это показометр, в моем случае это датчик системы умного дома с функцией показометра. Зачем дисплей? Просто иногда хочется просто повернуть голову в направлении датчика и посмотреть на температуру в комнате:).
Датчик был реализован на двух платах, за основу схемы для дисплея была взята схема от распостраненных дисплеев Waveshare | Даташит. Правда позднее были внесены незначительные изменения. Мозгом датчика является чип nRF52832 в модульной реализации от HOLYIOT. Сами модули заслуживают отдельного внимания, это самая беспроблемная реализация в плане работы в Ардуино IDE. В устройстве использованы модули — YJ-16048.
За основу програмной реализации работы с диплеем был взят экземпл распостраняемый на сайте Waveshare Electronics. Правда и тут не обошлось без доработки.
Замеры потребления дисплея соответствуют заявленным в даташите, самое главное что этот дисплей может спать, а на экране остаются данные. Правда переводить в сон дисплей получилось не сразу, реализация от Waveshare этого не позволяла.
Питание в датчике реализовано на двух батарейках cr2450, понижает до рабочих 3.3V микросхема TPS62745DSSR1 c довольно неплохими характеристиками | даташит. На данный момент можно уверенно сказать что работать даное устройство (описываемая версия) способно 1 год. Потребление в режиме deep sleep — ~ 25 мкА (с тестовой программой). Среднее потребление в рабочем режиме ~ 9 мА.
Проект является открытым, гербер фалы доступны на сайте ОпенХардВар, код программы и библиотека доступны по ссылке (гугл драйв) Почему не GitHub? Просто так получилось, в окончательной реазизации (v2) будет и там.
Отдельного разговора для решивших повторить этот девайс заслуживает тема конвертации символов нужных шрифтов в C массивы. Мой опыт это конвертация с помощью программы TheDotFactory. Процесс постараюсь описать с каринками :)
Абсолютно любой шрифт, вы ограничены только возможностями памяти nRf52.… И нет смысла хранить все символы, Если вам нужны только цифры, это очень хорошо экономит место.
Еще одна проблема с которой столкнулся это обновление информации на экране. На данных дисплеях доступно частичное обновление нужной области на экране что является безусловным плюсом со стороны энергопотребления, но минусом является появление артефактов в области обновления данных от предыдущих символов.
Но и эту проблему удалось (см.код программы). В итоге получилось так: 
В видео демонстрируется работа дисплея.
Тут демонстрируется обновление данных на экране, после доработки:
Данная реализация не является заключительной, этот проект оставлен для повторения в виде Ардуино модуля. Корпус к нему не планируется. Сейчас из этого проекта родилось сразу несколько как логическое продолжение. Основные отличия будующих V2 это питание от одной батарейки, трехцветный дисплей, наличие корпуса.
Пример запуска трехцветного дисплея:
Настоятельно рекомендуется (для желающих повторить) к прочтению моя тема на форуме .org по этому проекту (На английском). Если язык проблема то всегда с радостью помогу всем в чате (установка плат, работа с микроконтролерами nRF5 в среде arduino ide, советы по работе с протоколом mysensors — @mysensors_rus
