Po několika letech plodné práce bylo rozhodnuto představit veřejnosti náš první produkt pro ovládání klimatizace v chytré domácnosti – chytrý termostat pro ovládání vytápěných podlah.
Co je to za zařízení?
Jedná se o chytrý termostat pro jakoukoli elektricky vyhřívanou podlahu do 3kW. Ovládá se přes aplikaci, webovou stránku, HTTP, MQTT, takže je snadno integrovatelný do všech systémů chytré domácnosti. Pro ty nejoblíbenější vyvineme pluginy.
Ovládat můžete nejen elektrickou vyhřívanou podlahu, ale také termohlavici pro vodou vyhřívanou podlahu, bojler nebo elektrickou saunu. Také pomocí nrf bude termostat schopen komunikovat s různými senzory. Téměř všechny senzory související s klimatem jsou v současné době ve vývoji. Vzhledem k tomu, že zařízení je založeno na ESP, rozhodli jsme se, že by bylo nevhodné odebírat uživatelům možnosti přizpůsobení. Uděláme to tedy tak, aby uživatel mohl přepnout zařízení do vývojářského režimu a nainstalovat další firmware, například s podporou HomeKitu nebo projektů třetích stran.
*po instalaci firmwaru třetích stran s podporou HomeKitu nebo jiných oblíbených projektů není návrat k původnímu možný přes OTA (Over-the-Air).
Potíže, se kterými jsme se setkali
Říct, že žádní nebyli, by bylo hloupé. Pokusím se popsat nejtěžší problémy, které se objevily a jak jsme je vyřešili.
Umístění zařízení byla výzva. Jak z hlediska nákladů na zdroje, tak nákladů na čas (vyvíjely se asi rok).
Na trhu byla spousta možností. A nejoblíbenější je 3D tisk. Pojďme na to přijít:
Klasický 3D tisk. Kvalita ponechává mnoho požadavků, stejně jako rychlost výroby. Použili jsme 3D tisk na prototypy, ale nebyl vhodný pro výrobu.
Fotopolymerová 3D tiskárna. Zde je kvalita mnohem lepší, ale do hry vstupuje cenový efekt. Prototypy vytištěné na podobné tiskárně stojí asi 4000 XNUMX rublů, a to je jedna část těla ze dvou. Můžete si pořídit vlastní tiskárnu, která sice sníží cenu, ale přesto bude cena astronomická, rychlost nevyhovující.
Silikonový odlitek. Považovali jsme to za nejlepší možnost. Kvalita byla dobrá, cena vysoká, ale ne kritická. První várka 20 případů byla dokonce objednána k testování v terénu.
Všechno ale změnila náhoda. Jednoho večera jsem omylem napsal do interního chatu pro vývojáře, že je problém s pouzdry, cena je příliš vysoká. A druhý den kolega v osobní zprávě napsal, že kamarád jeho kamaráda má TPA (termoplastický stroj). A v první fázi na to můžete vyrobit formu. Tato zpráva vše změnila!
Už dříve jsem uvažoval o použití vstřikovacích lisů, ale co mě zarazilo, nebyla ani nutnost objednávat dávku minimálně 5000 kusů (i když když zkusíte, přes Číňany najdete méně). Zarazila mě cena formy. Asi 5000 dolarů. Nebyl jsem připraven zaplatit tuto částku najednou. Částka za formu prostřednictvím našeho nově raženého kolegu nebyla astronomická, pohybovala se kolem 2000 – 2500 USD. Navíc souhlasil, že se s námi sejde a dohodli jsme se, že platba bude probíhat na splátky. Takže problém s trupy byl vyřešen.
Druhým a neméně důležitým problémem, na který jsme narazili, byl hardware.
Počet revizí hardwaru nelze spočítat. Podle konzervativních odhadů je prezentovaná varianta sedmá, nepočítaje ty středně pokročilé. V něm jsme se pokusili vyřešit všechny nedostatky zjištěné během testovacího procesu.
Takže dříve jsem věřil, že není potřeba hardwarového hlídače. Nyní, bez něj, zařízení nepůjde do výroby: kvůli vrtkavosti platformy, kterou jsme zvolili.
Další analogový vstup do ESP. Dříve jsem si myslel, že každý pin ESP je univerzální. Ale ESP má pouze jeden analogový pin. To jsem se naučil v praxi, což vedlo k přepracování a přeskupení desek plošných spojů.
První verze desek plošných spojů
Druhá verze desek plošných spojů
Předposlední verze desek plošných spojů, kde jsme museli urychleně řešit problémy s analogovým pinem
Co se týče softwaru, tam bylo také mnoho úskalí.
Například ESP pravidelně vypadává. I když na něj ping jde, stránka se neotevře. Existuje jediné řešení – přepsání knihovny. Mohou existovat další, ale všechny ty, které jsme zkoušeli, nefungovaly.
Druhým podstatným problémem je kupodivu počet požadavků na ESP při otevření stránky. Při použití GET nebo ajaxu jsme se potýkali s tím, že počet požadavků byl neslušně velký. Z tohoto důvodu se ESP choval nepředvídatelně, mohl se jednoduše restartovat nebo zpracovat požadavek na několik sekund. Řešením byl přechod na webové zásuvky. Poté se počet žádostí výrazně snížil.
Třetím problémem je webové rozhraní. Více informací o něm bude v samostatném článku, který bude zveřejněn později.
Prozatím jen řeknu, že nejlepší možností je v tuto chvíli použít VUE.JS.
Tento framework je nejvhodnější ze všech, které jsme testovali.
Možnosti rozhraní si můžete prohlédnout na níže uvedených odkazech.
Stát se termostatem
Po překonání všech obtíží jsme dospěli k tomuto výsledku:
Výstavba
Termostat se skládá ze tří desek (modulů):
- Manažer;
- Podařilo se;
- Zobrazovací jednotka.
Manažer – deska, na které je umístěn ESP12, hardwarový „watchdog“ a nRF24 pro práci s budoucími senzory. Při uvedení na trh zařízení podporuje digitální senzor DS18B20. Poskytli jsme však možnost připojení analogových snímačů od výrobců třetích stran. A v jedné z budoucích aktualizací softwaru zařízení přidáme možnost používat senzory dodávané s termostaty třetích stran.
Podařilo se – napájecí a řídicí deska zátěže. Tam umístili zdroj 750mA, svorky pro připojení teplotních čidel a 16A relé pro ovládání zátěže.
Zobrazení – ve fázi vývoje, kterou jsme si vybrali 2.4 palce
Informace o něm snadno najdete na internetu. Ještě dodávám, že až na cenu je to výhodné téměř pro každého. 2.4palcový displej stojí kolem 1200₽, což na konečnou cenu nemá nejlepší vliv.
Bylo tedy rozhodnuto vyrobit analog, aby vyhovoval našim potřebám, ale za nižší cenu. Pravda, budete to muset naprogramovat klasickým způsobem, a ne z prostředí Nextion Editoru. Je to náročnější, ale jsme na to připraveni.
Analogem bude 2.4palcová matice s dotykovou obrazovkou a deskou s STM32 na desce pro její ovládání a snížení zátěže ESP12. Veškeré ovládání bude podobné jako u Nextionu přes UART, stejně jako 32 MB paměť a plnohodnotná flash karta pro záznam logů.
Modulární konstrukce umožňuje snadnou výměnu jednoho z modulů a výstupem je zcela jiné zařízení.
Například již existují možnosti pro „desku 2“ v několika verzích:
- Možnost 1 - pro vytápěné podlahy. Napájení z 220V. Relé řídí jakoukoli zátěž po sobě.
- Možnost 2 – pro vodou vyhřívanou podlahu nebo bateriový ventil. Napájení 24V AC. Ovládání ventilů na 24V.
- Možnost 3 – napájení z 220V. Ovládání samostatné linky, např. kotle nebo elektrické sauny.
Doslov
Nejsem profesionální vývojář. Podařilo se mi sjednotit lidi s jedním cílem. Většinou všichni pracují pro myšlenku; dělat něco, co opravdu stojí za to; něco, co bude užitečné pro koncového uživatele.
Jsem si jistý, že se některým lidem nebude líbit design pouzdra; pro některé – vzhled stránky. Je to vaše právo! Ale celou tu cestu jsme si prošli sami, přes neustálou kritiku toho, co děláme, a hlavně proč. Pokud nemáte podobné otázky, jako jsou výše uvedené, rádi si popovídáme v komentářích.
Konstruktivní kritika je dobrá a jsme za ni vděční.
Historie myšlenky . Pro zájemce:
- Pro všechny otázky: Skupina telegramů
- Sledujte novinky: Telegramový informační kanál
A ano, baví nás to, co děláme.
Zdroj: www.habr.com