{"id":52331,"date":"2019-11-06T00:00:00","date_gmt":"2019-11-05T21:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/blog_prohoster\/stanovlenie-termostata-kak-eto-poluchilos"},"modified":"2020-02-18T14:00:01","modified_gmt":"2020-02-18T11:00:01","slug":"stanovlenie-termostata-kak-eto-poluchilos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/news\/stanovlenie-termostata-kak-eto-poluchilos","title":{"rendered":"Die Entstehung eines Thermostats: Wie es dazu kam","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Die
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\nNach mehreren Jahren erfolgreicher Arbeit wurde entschieden, unser erstes Produkt zur Klima\u00fcberwachung in einem Smart Home der \u00d6ffentlichkeit vorzustellen - ein smarter Thermostat zur Steuerung der Fu\u00dfbodenheizung.
\n<\/a><\/noindex><\/p>\n

Was ist das f\u00fcr ein Ger\u00e4t?<\/h3>\n

\nDas ist ein smarter Thermostat f\u00fcr jede elektrische Fu\u00dfbodenheizung bis 3 kW. Er wird \u00fcber eine App, eine Webseite, HTTP, MQTT gesteuert und l\u00e4sst sich somit leicht in alle Smart Home Systeme integrieren. F\u00fcr die beliebtesten werden wir Plugins entwickeln. <\/p>\n

Man kann nicht nur die elektrische Fu\u00dfbodenheizung steuern, sondern auch den Thermokopf der wasserbasierten Fu\u00dfbodenheizung, den Kessel oder die Elektro-Sauna. Au\u00dferdem kann der Thermostat \u00fcber nrf mit verschiedenen Sensoren kommunizieren. Aktuell entwickeln wir nahezu alle klimarelevanten Sensoren. Da das Ger\u00e4t auf ESP basiert, haben wir entschieden, es den Nutzern zu erm\u00f6glichen, das Ger\u00e4t in den Entwicklermodus zu versetzen und eine andere Firmware zu installieren, zum Beispiel mit Unterst\u00fctzung f\u00fcr HomeKit oder andere Projekte.<\/p>\n

*Nach der Installation von Drittanbieter-Firmware mit Unterst\u00fctzung f\u00fcr HomeKit oder andere beliebte Projekte ist eine R\u00fcckkehr zur Originalversion \u00fcber OTA (Over-the-Air) nicht m\u00f6glich.<\/p>\n

Die Herausforderungen, mit denen wir konfrontiert waren<\/h3>\n

\nZu sagen, dass es keine gab, w\u00e4re dumm. Ich werde versuchen, die schwierigsten Probleme zu beschreiben, die aufgetreten sind, und wie wir sie gel\u00f6st haben.<\/p>\n

Das Geh\u00e4use f\u00fcr das Ger\u00e4t war eine komplexe Aufgabe. Sowohl in Bezug auf Ressourcen als auch auf Zeit (wir haben etwa ein Jahr daran gearbeitet).<\/p>\n

Es gab eine Vielzahl von Optionen auf dem Markt. Die beliebteste ist der 3D-Druck. Lassen Sie uns rechnen:
\nKlassischer 3D-Druck. Die Qualit\u00e4t l\u00e4sst zu w\u00fcnschen \u00fcbrig, auch die Produktionsgeschwindigkeit. Wir haben den 3D-Druck f\u00fcr Prototypen verwendet, aber f\u00fcr die Serienproduktion war es nicht geeignet.<\/p>\n

Fotopolymer-3D-Drucker. Hier ist die Qualit\u00e4t erheblich besser, aber der Preis kommt ins Spiel. Prototypen, die mit einem solchen Drucker gedruckt wurden, kosteten etwa 4000\u20bd, und das war nur ein Teil des Geh\u00e4uses aus zwei. Man k\u00f6nnte einen eigenen Drucker kaufen, was die Kosten senken w\u00fcrde, aber der Preis w\u00e4re immer noch astronomisch und die Geschwindigkeit unbefriedigend.<\/p>\n

Silicon-Gie\u00dfen. Wir betrachteten dies als die optimale L\u00f6sung. Die Qualit\u00e4t war auf hohem Niveau, der Preis hoch, aber nicht kritisch. Es wurde sogar eine erste Charge von 20 Geh\u00e4usen f\u00fcr Feldversuche bestellt.<\/p>\n

Aber der Zufall \u00e4nderte alles. An einem Abend ver\u00f6ffentlichte ich zuf\u00e4llig im internen Chat der Entwickler, dass es ein Problem mit den Geh\u00e4usen gibt und der Preis zu hoch sei. Am n\u00e4chsten Tag schrieb mir ein Kollege privat, dass ein Freund seines Freundes eine TPA (Thermoplast-Automat) hat. Und man k\u00f6nnte in der ersten Phase eine Form daf\u00fcr herstellen. Diese Nachricht \u00e4nderte alles! <\/p>\n

Ich hatte zuvor auch die Verwendung von TPA erwogen, aber ich wurde nicht nur durch die Notwendigkeit aufgehalten, eine Charge von mindestens 5000 St\u00fcck zu bestellen (obwohl man mit ein bisschen M\u00fche auch weniger \u00fcber Chinesen finden kann). Mich hielt der Preis der Form auf. Etwa 5000 $. Diese Summe war ich nicht bereit auf einmal zu zahlen. Der Betrag f\u00fcr die Form \u00fcber unseren neu gegr\u00fcndeten Kollegen war hingegen nicht astronomisch und schwankte zwischen 2000 und 2500 $. Au\u00dferdem war er uns entgegengekommen und wir hatten vereinbart, dass die Zahlung in Raten erfolgt. Damit war das Problem mit den Geh\u00e4usen gel\u00f6st.<\/p>\n

Die zweite und nicht weniger wichtige Schwierigkeit, mit der wir konfrontiert waren, ist die Hardware.<\/p>\n

Die Anzahl der Revisionen der Hardware ist unz\u00e4hlbar. Nach bescheidenen Sch\u00e4tzungen ist die pr\u00e4sentierte Variante die siebte, ohne die Zwischenversionen zu z\u00e4hlen. In ihr haben wir versucht, alle M\u00e4ngel zu beheben, die w\u00e4hrend der Tests festgestellt wurden.<\/p>\n

Fr\u00fcher hielt ich es f\u00fcr unn\u00f6tig, einen Hardware-Watchdog einzubauen. Jetzt w\u00fcrde das Ger\u00e4t ohne ihn nicht in die Serie gehen: wegen der Launenhaftigkeit der von uns gew\u00e4hlten Plattform.
\nAu\u00dferdem gibt es einen analogen Eingang am ESP. Fr\u00fcher dachte ich, dass jeder Pin des ESP universell ist. Aber der ESP hat nur einen analogen Pin. Dies musste ich praktisch erfahren, was zu einer \u00dcberarbeitung und einer Neuanfrage f\u00fcr die Leiterplatten f\u00fchrte.<\/p>\n

Erste Version der Leiterplatten<\/i><\/p>\n

\"Die
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\n\"Die
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\nZweite Version der Leiterplatten<\/i><\/p>\n

\"Die
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\n\"Die
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\nVorletzte Version der Leiterplatten, bei der wir gezwungen waren, Probleme mit dem analogen Pin dringend zu l\u00f6sen<\/i><\/p>\n

\"Die
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\n\"Die
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\nWas die Software betrifft, so gab es auch hier viele Fallstricke.<\/p>\n

Zum Beispiel das gelegentliche Abbrechen des ESP. Obwohl der Ping zu ihm geht, \u00f6ffnet sich die Seite nicht. Die L\u00f6sung ist eindeutig \u2013 die Bibliothek neu zu schreiben. M\u00f6glicherweise gibt es auch andere L\u00f6sungen, aber alle von uns ausprobierten brachten kein Ergebnis. <\/p>\n

Das zweite bedeutende Problem ist, wie seltsam es auch erscheinen mag, die Anzahl der Anfragen an den ESP beim \u00d6ffnen der Seite. Bei der Nutzung von GET oder Ajax sind wir auf das Problem gesto\u00dfen, dass die Anzahl der Anfragen unangemessen hoch wurde. Dadurch verhielt sich der ESP unberechenbar, konnte einfach neu starten oder ben\u00f6tigte mehrere Sekunden zur Bearbeitung der Anfrage. Die L\u00f6sung bestand darin, auf Websockets umzusteigen. Danach reduzierte sich die Anzahl der Anfragen betr\u00e4chtlich.<\/p>\n

Das dritte Problem ist die Weboberfl\u00e4che. Mehr Informationen dazu werden in einem separaten Artikel ver\u00f6ffentlicht, der sp\u00e4ter erscheinen wird.<\/p>\n

Ich kann bisher nur sagen, dass die derzeit optimalste Variante die Verwendung von VUE.JS ist. <\/p>\n

Dieses Framework ist das passendste von all dem, was wir ausprobiert haben.<\/p>\n

Die Schnittstellenoptionen k\u00f6nnen Sie \u00fcber die folgenden Links ansehen.<\/p>\n

adaptive.lytko.com<\/a><\/noindex>
\nmobile.lytko.com<\/a><\/noindex><\/p>\n

Entwicklung des Thermostats<\/h3>\n

\nNachdem wir alle Schwierigkeiten \u00fcberwunden hatten, sind wir zu folgendem Ergebnis gekommen:<\/p>\n

\"Die
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\n\"Die
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\nKonstruktion<\/b><\/p>\n

Der Thermostat besteht aus drei Platinen (Modulen):<\/p>\n

    \n
  1. Steuerplatine;<\/li>\n
  2. Steuerbare Platine; <\/li>\n
  3. Displayplatine.<\/li>\n<\/ol>\n

    \nDie Steuerplatine<\/b> ist die Platine, auf der der ESP12, der Hardware-Watchdog und das nRF24 f\u00fcr die zuk\u00fcnftigen Sensoren platziert sind. Zu Beginn unterst\u00fctzt das Ger\u00e4t den digitalen Sensor DS18B20. Wir haben jedoch die M\u00f6glichkeit vorgesehen, analoge Sensoren von Drittanbietern anzuschlie\u00dfen. In einem der zuk\u00fcnftigen Software-Updates des Ger\u00e4ts werden wir die M\u00f6glichkeit hinzuf\u00fcgen, Sensoren zu verwenden, die mit Thermostaten von Drittanbietern geliefert werden. <\/p>\n

    \"Die
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    \nDie steuerbare Platine<\/b> ist die Platine zur Stromversorgung und Laststeuerung. Dort haben wir ein Netzteil mit 750 mA untergebracht, Anschl\u00fcsse f\u00fcr die Temperaturf\u00fchler und ein 16A-Relais zur Laststeuerung.<\/p>\n

    \"Die
    \n
    \nDisplay<\/b> W\u00e4hrend der Entwicklungsphase haben wir uns f\u00fcr     das Nextion-Display<\/a><\/noindex> mit 2,4 Zoll entschieden.<\/p>\n

    Dar\u00fcber l\u00e4sst sich leicht im Internet Informationen finden. Ich f\u00fcge hinzu, dass es fast f\u00fcr alle benutzerfreundlich ist, abgesehen vom Preis. Das 2,4-Zoll-Display kostet rund 1200\u20bd, was sich schlecht auf den Endpreis auswirkt.<\/p>\n

    Daher wurde beschlossen, ein Analogger\u00e4t f\u00fcr unsere Bed\u00fcrfnisse zu schaffen, jedoch zu einem g\u00fcnstigeren Preis. Allerdings muss es klassisch programmiert werden, und nicht aus der Umgebung Nextion Editor. Das ist schwieriger, aber wir sind bereit daf\u00fcr.<\/p>\n

    Das Analogger\u00e4t wird eine Matrix von 2,4 Zoll mit Touchscreen und eine Platine mit STM32 an Bord zur Steuerung und Entlastung des ESP12 sein. Alle Steuerungen erfolgen \u00e4hnlich wie bei Nextion \u00fcber UART, es verf\u00fcgt ebenfalls \u00fcber 32 MB Speicher und eine vollwertige SD-Karte zur Protokollierung.<\/p>\n

    Die modulare Konstruktion erm\u00f6glicht es, ein beliebiges Modul einfach zu wechseln und dadurch ein v\u00f6llig anderes Ger\u00e4t zu erhalten. <\/p>\n

    Zum Beispiel gibt es bereits Varianten der \u201ePlatine 2\u201c in mehreren Ausf\u00fchrungen:<\/p>\n