След няколко години ползотворна работа беше решено да представим на обществеността първия си продукт за контрол на климата в интелигентен дом - интелигентен термостат за управление на подово отопление.
Какво е това устройство?
Това е интелигентен термостат за всеки електрически топъл под до 3kW. Управлява се чрез приложение, уеб страница, HTTP, MQTT, така че лесно се интегрира във всички интелигентни домашни системи. Ние ще разработим плъгини за най-популярните.
Можете да управлявате не само електрически топъл под, но и термична глава за воден топъл под, котел или електрическа сауна. Освен това, използвайки nrf, термостатът ще може да комуникира с различни сензори. Почти всички сензори, свързани с климата, в момента са в процес на разработка. Тъй като устройството е базирано на ESP, решихме, че би било неуместно да отнемаме опциите за персонализиране на потребителите. Затова ще направим така, че потребителят да може да превключи устройството в режим на разработчици и да инсталира друг фърмуер, например с поддръжка за HomeKit или проекти на трети страни.
*след инсталиране на фърмуер на трети страни с поддръжка за HomeKit или други популярни проекти, връщането към оригиналния не е възможно чрез OTA (Over-the-Air).
Трудности, които срещнахме
Да се каже, че няма такива, би било глупаво. Ще се опитам да опиша най-трудните проблеми, които възникнаха и как ги решихме.
Поставянето на устройството беше предизвикателство. Както по отношение на разходите за ресурси, така и по отношение на разходите за време (те са разработени за около година).
Имаше много опции на пазара. И най-популярният е 3D печатът. Нека да го разберем:
Класически 3D печат. Качеството оставя много да се желае, както и скоростта на производство. Използвахме 3D печат за прототипи, но той не беше подходящ за производство.
Фотополимерен 3D принтер. Тук качеството е много по-добро, но ефектът от цената идва в сила. Прототипите, отпечатани на подобен принтер, струват около 4000 рубли и това е една част от тялото на две. Можете да закупите собствен принтер, което ще намали цената, но въпреки това цената ще бъде астрономическа, а скоростта незадоволителна.
Силиконова отливка. Сметнахме това за най-добрия вариант. Качеството беше добро, цената беше висока, но не критична. Първата партида от 20 случая дори беше поръчана за полеви тестове.
Но шансът промени всичко. Една вечер случайно пуснах във вътрешния чат за разработчици, че има проблем с калъфите, цената е твърде висока. И на следващия ден колега пише в лично съобщение, че приятел на негов приятел има TPA (термопластична машина). И на първия етап можете да направите мухъл за него. Това съобщение промени всичко!
И преди бях обмислял да използвам машини за леене под налягане, но това, което ме спря, не беше дори необходимостта да поръчам партида от поне 5000 броя (въпреки че ако опитате, можете да намерите по-малко от китайците). Спря ме цената на калъпа. Около $5000. Не бях готов да платя тази сума наведнъж. Сумата за калъпа чрез нашия новоизпечен колега не беше астрономическа, варираше около 2000-2500$. Освен това той се съгласи да се срещне с нас и се разбрахме плащането да става на вноски. Така проблемът с корпусите беше решен.
Втората и не по-малко важна трудност, която срещнахме, беше хардуерът.
Броят на ревизиите на хардуера не може да бъде преброен. Според консервативни оценки представеният вариант е седмият, без да се броят междинните. В него се опитахме да разрешим всички недостатъци, идентифицирани по време на процеса на тестване.
И така, преди това вярвах, че няма нужда от хардуерен пазач. Сега без него устройството няма да влезе в производство: поради капризността на избраната от нас платформа.
Друг аналогов вход към ESP. Преди мислех, че всеки ESP щифт е универсален. Но ESP има само един аналогов щифт. Научих това на практика, което доведе до преработка и пренареждане на печатните платки.
Първа версия на печатни платки
Втора версия на печатни платки
Предпоследната версия на печатни платки, където трябваше спешно да решим проблеми с аналоговия щифт
Що се отнася до софтуера, също имаше много клопки.
Например ESP периодично пада. Въпреки че пингът отива към него, страницата не се отваря. Има само едно решение - пренаписване на библиотеката. Може да има и други, но всички, които пробвахме, не успяха.
Вторият важен проблем, колкото и да е странно, е броят на заявките към ESP при отваряне на страница. Използвайки GET или ajax, бяхме изправени пред факта, че броят на заявките стана неприлично голям. Поради това ESP се държеше непредсказуемо, можеше просто да се рестартира или да обработи заявката за няколко секунди. Решението беше да се премине към уеб сокети. След това броят на заявките намаля значително.
Третият проблем е уеб интерфейсът. Повече информация за него ще има в отделна статия, която ще бъде публикувана по-късно.
Засега просто ще кажа, че най-добрият вариант в момента е да използвате VUE.JS.
Тази рамка е най-подходящата от всички, които сме тествали.
Опциите на интерфейса могат да се видят на връзките по-долу.
Ставайки термостат
Преодолявайки всички трудности, стигнахме до този резултат:
дизайн
Термостатът се състои от три платки (модули):
- Управител;
- Управлявана;
- Табло за показване.
Управител – платка, на която са разположени ESP12, хардуерен „watchdog“ и nRF24 за работа с бъдещи сензори. При стартиране устройството поддържа цифров сензор DS18B20. Но ние предоставихме възможност за свързване на аналогови сензори от производители на трети страни. И в една от бъдещите актуализации на софтуера на устройството ще добавим възможността за използване на сензори, които идват с термостати на трети страни.
Управлявана – табло за захранване и управление на товара. Там поставиха захранване 750mA, клеми за свързване на температурни сензори и 16A реле за контрол на товара.
показ – на етапа на разработка, който избрахме 2.4 инча.
Можете лесно да намерите информация за него в интернет. Бих искал да добавя, че е удобно за почти всички, с изключение на цената. 2.4-инчовият дисплей струва около 1200₽, което не се отразява най-добре на крайната цена.
Затова беше решено да се направи аналог, който да отговаря на нашите нужди, но на по-ниска цена. Вярно, ще трябва да го програмирате по класическия начин, а не от средата на Nextion Editor. По-трудно е, но сме готови за това.
Аналог ще бъде 2.4-инчова матрица със сензорен екран и платка с STM32 на борда, за да го управлявате и да намалите натоварването на ESP12. Цялото управление ще бъде подобно на Nextion чрез UART, както и 32 MB памет и пълноценна флаш карта за запис на журнали.
Модулният дизайн улеснява смяната на един от модулите и изходът е напълно различно устройство.
Например, вече има опции за „табло 2“ в няколко версии:
- Опция 1 - за топъл под. Захранване от 220V. Релето управлява всеки товар след себе си.
- Опция 2 – за воден топъл под или кран на батерии. Захранван от 24V AC. Вентилно управление за 24V.
- Опция 3 – захранване от 220V. Управление на отделна линия, като бойлер или електрическа сауна.
послеслов
Не съм професионален разработчик. Успях да обединя хората с една цел. В по-голямата си част всеки работи за идеята; за да направите нещо наистина стойностно; нещо, което ще бъде полезно за крайния потребител.
Сигурен съм, че някои хора няма да харесат дизайна на кутията; за някои – външния вид на страницата. Това е ваше право! Но ние сами извървяхме целия този път, през постоянна критика към това, което правим, и най-важното, защо. Ако нямате въпроси като тези, споменати по-горе, ще се радваме да поговорим в коментарите.
Градивната критика е добра и ние сме благодарни за нея.
История на идеята . За интересуващите се:
- За всички въпроси: Telegram група
- Следете новините: информационен канал Telegram
И да, наслаждаваме се на това, което правим.
Източник: www.habr.com