Pärast mitmeid aastaid tulemuslikku tööd otsustasime tuua avalikkuse ette meie esimese nutikodu kliimamõjude haldamise toote — nutitermostaadi, et juhtida soojustatud põrandat.
Mis see seade on?
See on nutitermostaat, mis sobib igasugusele kuni 3kW elektrilisele soojustatud põrandale. Seda saab juhtida rakenduse, veebilehe, HTTP ja MQTT kaudu, mistõttu on seda lihtne integreerida kõikidesse nutikodu süsteemidesse. Populaarseimate jaoks arendame pistikprogramme.
Saate juhtida mitte ainult elektrilist soojustatud põrandat, vaid ka termopead veepõrandal, katelt või elektrisauna. Samuti suudab termostaat nRF abil suhelda erinevate sensoritega. Praegu on arenduses peaaegu kõik kliimaga seotud sensorid. Kuna seade põhineb ESP-l, otsustasime, et kasutajate kohandamisvõimaluste piiramine ei oleks kohane. Seetõttu teeme nii, et kasutaja saaks seadme arendaja režiimi lülitada ja installida teise tarkvara, näiteks HomeKiti või teiste projektide toetamiseks.
*pärast kolmandate osapoolte tarkvara installimist, mis toetab HomeKiti või muid populaarseid projekte, ei saa seadet originaali taastada üle õhu (OTA).
Kohtame raskusi
Öelda, et neid pole olnud, oleks rumal. Püüan kirjeldada kõige keerulisemaid tekkinud probleeme ja seda, kuidas me need lahendasime.
Seadmestiku korpus oli keeruline ülesanne. Nii ressursside kui ka ajakulu poolest (arendasime umbes aasta).
Turul oli tohutult võimalusi. Kõige populaarsem oli 3D-printimine. Vaatame, kuidas see välja näeb:
Klassikaline 3D-printimine. Kvaliteet jätab soovida, tootmiskiirus samuti. Kasutasime 3D-printimist prototüüpide jaoks, kuid tootmiseks see ei sobinud.
Fotopolümeerne 3D-printer. Siin on kvaliteet mitu korda parem, kuid tuleb arvesse võtta hindade mõju. Prototüübid, mis on sellisel printeril printitud, maksid umbes 4000₽ ja see on vaid üks korpuse osa kahest. Saate osta oma printeri, mis vähendab hinda, kuid hind jääb ikkagi kosmiliseks ja tootmiskiirus ei rahulda.
Silikoonist valamine. Pidasime seda optimaalseks lahenduseks. Kvaliteet oli tasemel, hind kõrge, kuid mitte kriitiline. Tellisime isegi esimese osa 20 korpusele välitestimiseks.
Kuid kõik muutis juhus. Ühel õhtul avaldasin ma kogemata arendajate sisevestluses, et korpuste osas on probleem ja hind on liiga kõrge. Järgmisel päeval kirjutas kolleeg isiklikus sõnumis, et tal on sõbra sõbral TPA (termoplastautomaat). Ja esimeseks sammuks on võimalik selle jaoks valmistada pressvorm. See sõnum muutis kõik!
Olin juba varem kaalunud TPA kasutamist, kuid mind peatas mitte ainult nõue tellida vähemalt 5000 tk (kuigi, kui pingutada, võib leida ka vähem hiinlastelt). Mind peatas pressvormi hind. Umbes 5000 dollarit. Seda summat ma ei olnud valmis korraga välja käima. Kuid summa meie uue kolleegi kaudu oli mõistlik ja jäi vahemikku 2000-2500 dollarit. Lisaks tuli ta meile vastu ja leppisime kokku, et maksmine toimub osade kaupa. Nii oli probleem korpustega lahendatud.
Teine ja mitte vähem oluline keerukus, millega me silmitsi seisime, oli riistvara.
Riivite aru, et riistvara ülevaatusi on lugematu arv. Esitatud variant on tagasihoidlike arvutuste kohaselt seitsmes, vahepealsete arvutuste arvestamata. Püüdsime selles lahendada kõik puudused, mis ilmnesid katsetuste käigus.
Seega arvasin varem, et riistvaralises 'watchdogis' pole vajadust. Nüüd ei lähe seade seeriatootmisse ilma selleta: meie valitud platvormi kapriisse olemuse tõttu.
Veel üks analoogsisend ESP-l. Varem arvasin, et iga ESP pin on universaalne. Kuid ESP-l on ainult üks analoogpinn. See tuli praktikas teada ja see viis trükkplaatide ümbertöötlemiseni ja uuesti tellimiseni.
Esimene versioon trükkplaatidest
Teine versioon trükkplaatidest
Eelviimane versioon trükkplaatidest, kus tuli kiirelt lahendada analoogpinni probleemid
Mis puutub tarkvarasse, siis ka siin oli hulgaliselt allveesooni.
Näiteks perioodiline ESP kadumine. Kuigi pingi saab tema juurde, ei avane leht. Üks lahendus - teegid ümber kirjutamine. Võimalik, et on ka teisi, kuid kõik, mida me katsetasime, ei andnud tulemusi.
Teine oluline probleem on, kummalisel kombel, päringute arv ESP-le lehe avamisel. Kasutades GET-i või ajax'i, oleme silmitsi seisnud sellega, et päringute arv suurenes ebamugavalt suureks. Selle tõttu käitus ESP ettearvamatult, võis lihtsalt taaskäivituda või töödelda päringut mitu sekundit. Lahenduseks oli üleminek veebisoketitele. Pärast seda vähenes päringute arv mitmekordselt.
Kolmas probleem on veebiliides. Rohkem teavet selle kohta on eraldi artiklis, mis avaldatakse hiljem.
Kuni ma vaid ütlen, et hetkel on kõige optimaalsem variant kasutada VUE.JS.
See raamistik on kõige sobivam kõigist, mida oleme proovinud.
Liidese versioone saab vaadata allolevatelt linkidelt
Termostaadi kujunemine
Ületades kõik raskused, jõudsime sellise tulemuse:
Construcția
Termostaat koosneb kolmest plaadist (moodulist):
- Käskiv;
- Käideldav;
- Kuva plaat.
Käskiv – plaat, millel asuvad ESP12, riistvaraline 'watchdog' ja nRF24 tulevaste sensorite kasutamiseks. Alguses toetab seade digitaalsensorit DS18B20. Kuid oleme ette näinud võimaluse ühendada ka analoogsensoreid kolmandate osapoolte tootjatelt. Ja ühes tulevases seadme tarkvara uuenduses lisame võimaluse kasutada sensorite, mis on varustatud kolmandate osapoolte termostaatidega.
Käideldav – toite- ja koormuse juhtimise plaat. Seal on 750mA toiteplokk, temperatuuride andurite ühendamise terminalid ja 16A relee koormuse juhtimiseks.
Ekraan – arendusjärgus valisime 2.4 tolli.
Selle kohta on internetis kergesti teavet leida. Lisades enda poolt, on see mugav peaaegu kõigile, välja arvatud hinnale. 2.4 tolline ekraan maksab umbes 1200₽, mis ei mõjuta positiivselt lõpphind.
Nii et tehti otsus luua analoog meie vajadustele, kuid madalama hinnaga. Tõsi, selle programmeerimine tuleb teha klassikalisel viisil, mitte Nextion Editor'i keskkonnas. See on keerulisem, kuid oleme valmis selleks.
Analoogina kasutatakse 2.4 tollist puutetundlikku ekraani ja plaat, millel on STM32, selle juhtimiseks ja ESP12 koormuse vähendamiseks. Kõik haldamine toimub analoogselt Nextion'iga UART'i kaudu, samuti mälumaht 32MB ja täiendav flash-kaart logide salvestamiseks.
Modulaarne konstruktsioon võimaldab hõlpsasti muuta ühte moodulit ja tulemuseks on täiesti erinev seade.
Näiteks on juba saadaval „plaat 2“ mitmes variatsioonis:
- Variant 1 – sooja põranda jaoks. Toide 220V. Relee juhib kõiki koormusi enda järel.
- Option 2 – vee soe põrand või radiaatori ventiil. Toide 24V vahelduvvool. Ventiili juhtimine 24V.
- Variant 3 – toide 220V. Üksiku liini juhtimine, näiteks katla või elektrisauna jaoks.
Eessõna
Ma ei ole professionaalne arendaja. Mul õnnestus inimesi kokku tuua ühise eesmärgi nimel. Enamik meist töötavad idee nimel; selleks, et luua midagi tõeliselt väärtuslikku; mis oleks kasulik lõppkasutajale.
Olen kindel, et kellelegi ei meeldi korpuse disain; kellelegi – lehe välimus. See on teie õigus! Kuid me oleme käinud kogu selle tee ise, pideva kriitika keskel selle kohta, mida me teeme, ja mis kõige tähtsam — miks. Kui selliseid küsimusi, nagu tekstis eespool, ei ole, siis oleksime rõõmsad arutada kommentaarides.
Konstruktiivne kriitika on hea ja oleme selle eest tänulikud.
Idee tekkimise ajalugu . Sügavamatesse huvidele:
- Küsimuste korral: grupp Telegramis
- Jälgige uudiseid: informatiivne kanal Telegramis
Ja jah, me naudime seda, mida teeme.
Allikas: habr.com
