Efter flere års frugtbart arbejde blev det besluttet at offentliggøre vores første produkt til klimastyring i et smart hjem - en smart termostat til styring af gulvvarme.
Hvad er denne enhed?
Dette er en smart termostat til ethvert elektrisk gulvvarme op til 3kW. Det styres via en applikation, en webside, HTTP, MQTT, så det nemt integreres i alle smart home-systemer. Vi vil udvikle plugins til de mest populære.
Du kan ikke kun styre et elektrisk opvarmet gulv, men også et termisk hoved til et vandopvarmet gulv, en kedel eller en elektrisk sauna. Ved hjælp af nrf vil termostaten også være i stand til at kommunikere med forskellige sensorer. Næsten alle klimarelaterede sensorer er i øjeblikket under udvikling. Da enheden er baseret på ESP, besluttede vi, at det ville være upassende at fjerne tilpasningsmuligheder fra brugerne. Derfor vil vi gøre det, så brugeren kan skifte enheden til udviklertilstand og installere anden firmware, for eksempel med understøttelse af HomeKit eller tredjepartsprojekter.
*efter installation af tredjeparts firmware med understøttelse af HomeKit eller andre populære projekter, er det ikke muligt at vende tilbage til det originale via OTA (Over-the-Air).
Vanskeligheder vi stødte på
At sige, at der ikke var nogen, ville være dumt. Jeg vil forsøge at beskrive de sværeste problemer, der opstod, og hvordan vi løste dem.
Det var en udfordring at huse enheden. Både hvad angår ressourceomkostninger og tidsomkostninger (vi udviklede i ca. et år).
Der var mange muligheder på markedet. Og det mest populære er 3D-print. Lad os finde ud af det:
Klassisk 3D-print. Kvaliteten lader meget tilbage at ønske, og det samme gør produktionshastigheden. Vi brugte 3D-print til prototyper, men det var ikke egnet til produktion.
Fotopolymer 3D printer. Her er kvaliteten meget bedre, men priseffekten spiller ind. Prototyper udskrevet på en lignende printer koster omkring 4000 rubler, og dette er en del af kroppen ud af to. Du kan købe din egen printer, hvilket vil sætte prisen ned, men alligevel vil prisen være astronomisk, og hastigheden vil være utilfredsstillende.
Silikone støbning. Vi betragtede dette som den bedste mulighed. Kvaliteten var god, prisen var høj, men ikke kritisk. Det første parti på 20 sager blev endda bestilt til felttest.
Men tilfældighederne ændrede alt. En aften skrev jeg ved et uheld i den interne chat for udviklere, at der var et problem med sagerne, prisen var for høj. Og dagen efter skrev en kollega i en personlig besked, at en ven af hans ven havde en TPA (termoplastisk maskine). Og på det første trin kan du lave en form til det. Denne besked ændrede alt!
Jeg havde før overvejet at bruge sprøjtestøbemaskiner, men det, der stoppede mig, var ikke engang behovet for at bestille et parti på mindst 5000 stykker (selvom du kan finde mindre gennem kineserne, hvis du prøver). Prisen på formen stoppede mig. Omkring $5000. Jeg var ikke klar til at betale dette beløb med det samme. Beløbet for formen gennem vores nyligt prægede kollega var ikke astronomisk, det varierede omkring $2000-$2500. Derudover sagde han ja til at møde os, og vi aftalte, at betalingen skulle ske i rater. Så problemet med skrogene var løst.
Den anden og ikke mindre vigtige vanskelighed, vi stødte på, var hardware.
Antallet af hardwarerevisioner kan ikke tælles. Ifølge konservative skøn er den præsenterede mulighed den syvende, uden at tælle de mellemliggende. I den forsøgte vi at løse alle de mangler, der blev identificeret under testprocessen.
Så tidligere troede jeg, at der ikke var behov for en hardware-vagthund. Nu, uden det, vil enheden ikke gå i produktion: på grund af den lunefulde platform, vi har valgt.
Endnu en analog indgang til ESP. Tidligere troede jeg, at hver ESP-pin var universel. Men ESP har kun én analog pin. Det lærte jeg i praksis, hvilket førte til omarbejdning og ombestilling af printkortene.
Første version af printkort
Anden version af printplader
Næstsidste udgave af printplader, hvor vi akut skulle løse problemer med den analoge pin
Med hensyn til software var der også mange faldgruber.
For eksempel falder ESP periodisk af. Selvom ping går til det, åbnes siden ikke. Der er kun én løsning - omskrivning af biblioteket. Der kan være andre, men alle dem, vi prøvede, virkede ikke.
Det andet væsentlige problem er mærkeligt nok antallet af anmodninger til ESP'en, når du åbner en side. Ved at bruge GET eller ajax stod vi over for, at antallet af anmodninger blev uanstændigt stort. På grund af dette opførte ESP'en sig uforudsigeligt, den kunne simpelthen genstarte eller behandle anmodningen i flere sekunder. Løsningen blev at skifte til web-sockets. Herefter faldt antallet af anmodninger markant.
Det tredje problem er webgrænsefladen. Mere information om det vil være i en separat artikel, der vil blive offentliggjort senere.
For nu vil jeg bare sige, at den bedste mulighed i øjeblikket er at bruge VUE.JS.
Denne ramme er den bedst egnede af alt, hvad vi har testet.
Interfacemuligheder kan ses på nedenstående links.
At blive en termostat
Efter at have overvundet alle vanskelighederne kom vi til dette resultat:
design
Termostaten består af tre tavler (moduler):
- Manager;
- Lykkedes;
- Udstillingstavle.
Manager – et board, hvorpå ESP12, hardware "watchdog" og nRF24 er placeret til at arbejde med fremtidige sensorer. Ved lanceringen understøtter enheden den digitale sensor DS18B20. Men vi gav mulighed for at forbinde analoge sensorer fra tredjepartsproducenter. Og i en af de fremtidige enhedssoftwareopdateringer vil vi tilføje muligheden for at bruge sensorer, der kommer med tredjepartstermostater.
Lykkedes – strømforsyning og belastningskontroltavle. Der placerede de en 750mA strømforsyning, terminaler til tilslutning af temperaturfølere og et 16A relæ til styring af belastningen.
udstilling – på det udviklingsstadium, vi valgte 2.4 tommer.
Du kan nemt finde information om det på internettet. Jeg vil gerne tilføje, at det er praktisk for næsten alle, bortset fra prisen. En 2.4-tommer skærm koster omkring 1200₽, hvilket ikke har den bedste effekt på den endelige pris.
Så det blev besluttet at lave en analog, der passer til vores behov, men til en lavere pris. Sandt nok bliver du nødt til at programmere det på den klassiske måde og ikke fra Nextion Editor-miljøet. Det er sværere, men vi er klar til det.
En analog vil være en 2.4-tommer matrix med en berøringsskærm og et board med STM32 ombord for at styre det og reducere belastningen på ESP12. Al kontrol vil ligne Nextion via UART, samt 32 MB hukommelse og et fuldgyldigt flash-kort til optagelse af logfiler.
Det modulære design gør det nemt at skifte et af modulerne, og outputtet er en helt anden enhed.
For eksempel er der allerede muligheder for "board 2" i flere versioner:
- Mulighed 1 - til gulvvarme. Strømforsyning fra 220V. Relæet styrer enhver belastning efter sig selv.
- Mulighed 2 – til vandopvarmet gulv- eller batteriventil. Drives af 24V AC. Ventilstyring til 24V.
- Mulighed 3 – strømforsyning fra 220V. Styring af en separat linje, såsom en kedel eller elektrisk sauna.
efterskrift
Jeg er ikke en professionel udvikler. Jeg formåede at forene folk med ét mål. For det meste arbejder alle for ideen; for at gøre noget virkelig værd; noget, der vil være nyttigt for slutbrugeren.
Jeg er sikker på, at nogle mennesker ikke vil kunne lide designet af sagen; for nogle – sidens udseende. Det er din ret! Men vi gik selv hele denne vej gennem konstant kritik af, hvad vi gør, og vigtigst af alt, hvorfor. Hvis du ikke har spørgsmål som dem, der er nævnt ovenfor, vil vi med glæde chatte i kommentarerne.
Konstruktiv kritik er godt, og det er vi taknemmelige for.
Ideens historie . For de interesserede:
- For alle spørgsmål: Telegram-gruppe
- Følg nyhederne: Telegram informationskanal
Og ja, vi nyder det, vi laver.
Kilde: www.habr.com