Μετά από αρκετά χρόνια γόνιμης δουλειάς, αποφασίστηκε να φέρουμε στο κοινό το πρώτο μας προϊόν για τον έλεγχο του κλίματος σε ένα έξυπνο σπίτι - έναν έξυπνο θερμοστάτη για τον έλεγχο των θερμαινόμενων δαπέδων.
Τι είναι αυτή η συσκευή;
Αυτός είναι ένας έξυπνος θερμοστάτης για κάθε ηλεκτρικό θερμαινόμενο δάπεδο έως 3 kW. Ελέγχεται μέσω εφαρμογής, ιστοσελίδας, HTTP, MQTT, ώστε να ενσωματώνεται εύκολα σε όλα τα έξυπνα οικιακά συστήματα. Θα αναπτύξουμε πρόσθετα για τα πιο δημοφιλή.
Μπορείτε να ελέγξετε όχι μόνο ένα ηλεκτρικό θερμαινόμενο δάπεδο, αλλά και μια θερμική κεφαλή για ένα θερμαινόμενο δάπεδο, ένα λέβητα ή μια ηλεκτρική σάουνα. Επίσης, χρησιμοποιώντας το nrf, ο θερμοστάτης θα μπορεί να επικοινωνεί με διάφορους αισθητήρες. Σχεδόν όλοι οι αισθητήρες που σχετίζονται με το κλίμα βρίσκονται επί του παρόντος σε ανάπτυξη. Δεδομένου ότι η συσκευή βασίζεται στο ESP, αποφασίσαμε ότι θα ήταν ακατάλληλο να αφαιρέσουμε τις επιλογές προσαρμογής από τους χρήστες. Επομένως, θα το κάνουμε έτσι ώστε ο χρήστης να μπορεί να αλλάξει τη συσκευή σε λειτουργία προγραμματιστή και να εγκαταστήσει άλλο υλικολογισμικό, για παράδειγμα, με υποστήριξη για HomeKit ή έργα τρίτων.
*μετά την εγκατάσταση υλικολογισμικού τρίτου κατασκευαστή με υποστήριξη για το HomeKit ή άλλα δημοφιλή έργα, η επιστροφή στο αρχικό δεν είναι δυνατή μέσω OTA (Over-the-Air).
Δυσκολίες που συναντήσαμε
Θα ήταν ανόητο να πει κανείς ότι δεν υπήρχαν. Θα προσπαθήσω να περιγράψω τα πιο δύσκολα προβλήματα που προέκυψαν και πώς τα λύσαμε.
Η στέγαση της συσκευής ήταν μια πρόκληση. Τόσο από πλευράς κόστους πόρων όσο και κόστους χρόνου (αναπτύχθηκαν για περίπου ένα χρόνο).
Υπήρχαν πολλές επιλογές στην αγορά. Και το πιο δημοφιλές είναι η τρισδιάστατη εκτύπωση. Ας το καταλάβουμε:
Κλασική τρισδιάστατη εκτύπωση. Η ποιότητα αφήνει πολλά περιθώρια, όπως και η ταχύτητα παραγωγής. Χρησιμοποιήσαμε τρισδιάστατη εκτύπωση για πρωτότυπα, αλλά δεν ήταν κατάλληλη για παραγωγή.
Φωτοπολυμερικός 3D εκτυπωτής. Εδώ η ποιότητα είναι πολύ καλύτερη, αλλά το αποτέλεσμα της τιμής παίζει ρόλο. Τα πρωτότυπα που εκτυπώνονται σε έναν παρόμοιο εκτυπωτή κοστίζουν περίπου 4000 ρούβλια, και αυτό είναι ένα μέρος του σώματος στα δύο. Μπορείτε να αγοράσετε τον δικό σας εκτυπωτή, ο οποίος θα μειώσει την τιμή, αλλά και πάλι η τιμή θα είναι αστρονομική και η ταχύτητα θα είναι μη ικανοποιητική.
Χύτευση σιλικόνης. Θεωρήσαμε ότι αυτή είναι η καλύτερη επιλογή. Η ποιότητα ήταν καλή, η τιμή ήταν υψηλή, αλλά όχι κρίσιμη. Η πρώτη παρτίδα των 20 κιβωτίων παραγγέλθηκε ακόμη και για επιτόπιο έλεγχο.
Όμως η τύχη άλλαξε τα πάντα. Ένα βράδυ, κατά λάθος δημοσίευσα στην εσωτερική συνομιλία για προγραμματιστές ότι υπήρχε πρόβλημα με τις θήκες, η τιμή ήταν πολύ υψηλή. Και την επόμενη μέρα, ένας συνάδελφος έγραψε σε προσωπικό μήνυμα ότι ένας φίλος του φίλου του είχε TPA (θερμοπλαστικό μηχάνημα). Και στο πρώτο στάδιο μπορείτε να φτιάξετε ένα καλούπι για αυτό. Αυτό το μήνυμα άλλαξε τα πάντα!
Είχα σκεφτεί να χρησιμοποιήσω μηχανές χύτευσης με έγχυση στο παρελθόν, αλλά αυτό που με σταμάτησε δεν ήταν καν η ανάγκη να παραγγείλω μια παρτίδα τουλάχιστον 5000 τεμαχίων (αν και αν δοκιμάσετε, μπορείτε να βρείτε λιγότερα μέσω των Κινέζων). Η τιμή του καλουπιού με σταμάτησε. Περίπου $5000. Δεν ήμουν έτοιμος να πληρώσω αυτό το ποσό αμέσως. Το ποσό για το καλούπι μέσω του νέου συναδέλφου μας δεν ήταν αστρονομικό, κυμαινόταν περίπου $2000-$2500. Επιπλέον, συμφώνησε να μας γνωρίσει και συμφωνήσαμε να γίνει η πληρωμή σε δόσεις. Λύθηκε λοιπόν το πρόβλημα με τις γάστρες.
Η δεύτερη και όχι λιγότερο σημαντική δυσκολία που συναντήσαμε ήταν το υλικό.
Ο αριθμός των αναθεωρήσεων υλικού δεν μπορεί να μετρηθεί. Σύμφωνα με συντηρητικές εκτιμήσεις, η επιλογή που παρουσιάζεται είναι η έβδομη, χωρίς να υπολογίζονται οι ενδιάμεσες. Σε αυτό προσπαθήσαμε να λύσουμε όλες τις ελλείψεις που εντοπίστηκαν κατά τη διαδικασία της δοκιμής.
Έτσι, προηγουμένως πίστευα ότι δεν υπήρχε ανάγκη για φύλακα υλικού. Τώρα, χωρίς αυτό, η συσκευή δεν θα βγει στην παραγωγή: λόγω της ιδιότροπης πλατφόρμας που επιλέξαμε.
Μια άλλη αναλογική είσοδος στο ESP. Προηγουμένως πίστευα ότι κάθε ακίδα ESP ήταν καθολική. Αλλά το ESP έχει μόνο μία αναλογική ακίδα. Αυτό το έμαθα στην πράξη, κάτι που οδήγησε στην επανεπεξεργασία και την αναδιάταξη των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων.
Πρώτη έκδοση πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων
Δεύτερη έκδοση πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων
Η προτελευταία έκδοση των πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων, όπου έπρεπε να λύσουμε επειγόντως προβλήματα με την αναλογική ακίδα
Όσο για το λογισμικό, υπήρχαν επίσης πολλές παγίδες.
Για παράδειγμα, το ESP πέφτει περιοδικά. Παρόλο που το ping πηγαίνει σε αυτό, η σελίδα δεν ανοίγει. Υπάρχει μόνο μία λύση - η επανεγγραφή της βιβλιοθήκης. Μπορεί να υπάρχουν και άλλα, αλλά όλα αυτά που δοκιμάσαμε δεν πέτυχαν.
Το δεύτερο σημαντικό πρόβλημα, παραδόξως, είναι ο αριθμός των αιτημάτων στο ESP κατά το άνοιγμα μιας σελίδας. Χρησιμοποιώντας το GET ή το ajax, βρεθήκαμε αντιμέτωποι με το γεγονός ότι ο αριθμός των αιτημάτων έγινε απρεπώς μεγάλος. Εξαιτίας αυτού, το ESP συμπεριφέρθηκε απρόβλεπτα, θα μπορούσε απλώς να επανεκκινήσει ή να επεξεργαστεί το αίτημα για αρκετά δευτερόλεπτα. Η λύση ήταν η μετάβαση σε πρίζες web. Μετά από αυτό, ο αριθμός των αιτημάτων μειώθηκε σημαντικά.
Το τρίτο πρόβλημα είναι η διεπαφή ιστού. Περισσότερες πληροφορίες για αυτό θα δοθούν σε ξεχωριστό άρθρο που θα δημοσιευθεί αργότερα.
Προς το παρόν, θα πω απλώς ότι η καλύτερη επιλογή αυτή τη στιγμή είναι να χρησιμοποιήσετε το VUE.JS.
Αυτό το πλαίσιο είναι το πιο κατάλληλο από όλα όσα έχουμε δοκιμάσει.
Οι επιλογές διεπαφής μπορούν να προβληθούν στους παρακάτω συνδέσμους.
Να γίνει θερμοστάτης
Έχοντας ξεπεράσει όλες τις δυσκολίες, καταλήξαμε σε αυτό το αποτέλεσμα:
Κατασκευή
Ο θερμοστάτης αποτελείται από τρεις σανίδες (ενότητες):
- Διευθυντής;
- Διαχείριση?
- Πίνακας επίδειξης.
Διευθυντής – μια πλακέτα στην οποία βρίσκονται τα ESP12, hardware “watchdog” και nRF24 για εργασία με μελλοντικούς αισθητήρες. Κατά την κυκλοφορία, η συσκευή υποστηρίζει τον ψηφιακό αισθητήρα DS18B20. Παρέχαμε όμως τη δυνατότητα σύνδεσης αναλογικών αισθητήρων από τρίτους κατασκευαστές. Και σε μία από τις μελλοντικές ενημερώσεις λογισμικού της συσκευής θα προσθέσουμε τη δυνατότητα χρήσης αισθητήρων που συνοδεύονται από θερμοστάτες τρίτων κατασκευαστών.
Διαχειρίζεται – τροφοδοτικό και πίνακα ελέγχου φορτίου. Εκεί τοποθέτησαν τροφοδοτικό 750mA, ακροδέκτες σύνδεσης αισθητήρων θερμοκρασίας και ρελέ 16Α για τον έλεγχο του φορτίου.
Εμφάνιση – στο στάδιο ανάπτυξης που επιλέξαμε 2.4 ίντσες.
Μπορείτε εύκολα να βρείτε πληροφορίες σχετικά με αυτό στο Διαδίκτυο. Θα ήθελα να προσθέσω ότι είναι βολικό για όλους σχεδόν, εκτός από την τιμή. Μια οθόνη 2.4 ιντσών κοστίζει περίπου 1200₽, κάτι που δεν έχει το καλύτερο αποτέλεσμα στην τελική τιμή.
Έτσι αποφασίστηκε να φτιάξουμε ένα ανάλογο που να ταιριάζει στις ανάγκες μας, αλλά σε χαμηλότερη τιμή. Είναι αλήθεια ότι θα πρέπει να το προγραμματίσετε με τον κλασικό τρόπο και όχι από το περιβάλλον Επεξεργαστή Nextion. Είναι πιο δύσκολο, αλλά είμαστε έτοιμοι για αυτό.
Μια αναλογική θα είναι μια μήτρα 2.4 ιντσών με οθόνη αφής και μια πλακέτα με STM32 για τον έλεγχο και τη μείωση του φορτίου στο ESP12. Όλος ο έλεγχος θα είναι παρόμοιος με το Nextion μέσω UART, καθώς και 32 MB μνήμη και μια πλήρης κάρτα flash για την εγγραφή αρχείων καταγραφής.
Ο αρθρωτός σχεδιασμός καθιστά εύκολη την αλλαγή μιας από τις μονάδες και η έξοδος είναι μια εντελώς διαφορετική συσκευή.
Για παράδειγμα, υπάρχουν ήδη επιλογές για το "board 2" σε διάφορες εκδόσεις:
- Επιλογή 1 – για θερμαινόμενα δάπεδα. Τροφοδοσία από 220V. Το ρελέ ελέγχει οποιοδήποτε φορτίο μετά τον εαυτό του.
- Επιλογή 2 – για θερμαινόμενο δάπεδο ή βαλβίδα μπαταρίας. Τροφοδοτείται από 24V AC. Έλεγχος βαλβίδας για 24V.
- Επιλογή 3 – τροφοδοσία από 220V. Έλεγχος ξεχωριστής γραμμής, όπως μπόιλερ ή ηλεκτρική σάουνα.
Επίλογος
Δεν είμαι επαγγελματίας προγραμματιστής. Κατάφερα να ενώσω τους ανθρώπους με έναν στόχο. Ως επί το πλείστον, όλοι εργάζονται για την ιδέα. για να κάνεις κάτι πραγματικά αξιόλογο. κάτι που θα είναι χρήσιμο στον τελικό χρήστη.
Είμαι σίγουρος ότι σε κάποιους δεν θα αρέσει ο σχεδιασμός της θήκης. για κάποιους – η εμφάνιση της σελίδας. Είναι δικαίωμα σου! Αλλά περάσαμε όλο αυτό τον δρόμο μόνοι μας, μέσα από συνεχή κριτική για αυτό που κάνουμε, και το πιο σημαντικό, γιατί. Εάν δεν έχετε ερωτήσεις όπως αυτές που αναφέρονται παραπάνω, θα χαρούμε να συζητήσουμε στα σχόλια.
Η εποικοδομητική κριτική είναι καλή και είμαστε ευγνώμονες γι' αυτήν.
Ιστορία της ιδέας . Για όσους ενδιαφέρονται:
- Για όλες τις ερωτήσεις: Ομάδα Telegram
- Ακολουθήστε τις ειδήσεις: Κανάλι πληροφοριών Telegram
Και ναι, απολαμβάνουμε αυτό που κάνουμε.
Πηγή: www.habr.com