تبدیل شدن به یک ترموستات: چگونه اتفاق افتاد

پس از چندین سال کار پربار، تصمیم گرفته شد که اولین محصول خود را برای کنترل آب و هوا در یک خانه هوشمند - یک ترموستات هوشمند برای کنترل کف گرم، به عموم ارائه دهیم.

این دستگاه چیست؟

این یک ترموستات هوشمند برای هر کف گرم برقی تا 3 کیلو وات است. از طریق یک برنامه کاربردی، یک صفحه وب، HTTP، MQTT کنترل می شود، بنابراین به راحتی در تمام سیستم های خانه هوشمند ادغام می شود. ما پلاگین هایی را برای محبوب ترین آنها توسعه خواهیم داد.

شما می توانید نه تنها یک کف گرم برقی، بلکه یک سر حرارتی برای یک کف گرم آب، یک دیگ بخار یا یک سونا برقی را کنترل کنید. همچنین با استفاده از nrf ترموستات قادر به برقراری ارتباط با سنسورهای مختلف خواهد بود. تقریباً تمام سنسورهای مرتبط با آب و هوا در حال حاضر در حال توسعه هستند. از آنجایی که دستگاه مبتنی بر ESP است، تصمیم گرفتیم که حذف گزینه‌های سفارشی‌سازی از کاربران نامناسب است. بنابراین، ما این کار را به گونه‌ای انجام می‌دهیم که کاربر بتواند دستگاه را به حالت توسعه‌دهنده تغییر دهد و سیستم‌افزار دیگری را نصب کند، مثلاً با پشتیبانی از HomeKit یا پروژه‌های شخص ثالث.

*پس از نصب سیستم عامل شخص ثالث با پشتیبانی از HomeKit یا سایر پروژه های محبوب، بازگشت به نسخه اصلی از طریق OTA (Over-the-Air) امکان پذیر نیست.

مشکلاتی که با آن مواجه شدیم

اینکه بگوییم هیچ کدام وجود ندارد احمقانه خواهد بود. من سعی خواهم کرد سخت ترین مشکلاتی را که به وجود آمد و نحوه حل آنها را شرح دهم.

قرار دادن دستگاه یک چالش بود. هم از نظر هزینه منابع و هم از نظر هزینه های زمانی (حدود یک سال توسعه یافتند).

گزینه های زیادی در بازار وجود داشت. و محبوب ترین آنها چاپ سه بعدی است. بیایید آن را بفهمیم:
پرینت سه بعدی کلاسیک کیفیت و همچنین سرعت تولید چیزهای زیادی برای دلخواه باقی می گذارد. ما از چاپ سه بعدی برای نمونه های اولیه استفاده کردیم، اما برای تولید مناسب نبود.

چاپگر سه بعدی فوتوپلیمر. در اینجا کیفیت بسیار بهتر است، اما اثر قیمت وارد عمل می شود. نمونه های اولیه چاپ شده روی یک چاپگر مشابه حدود 3 روبل قیمت دارند و این یک قسمت از بدنه از دو است. شما می توانید چاپگر خود را بخرید که باعث کاهش قیمت می شود، اما باز هم قیمت نجومی خواهد بود و سرعت راضی کننده نیست.

ریخته گری سیلیکونی. ما این را بهترین گزینه در نظر گرفتیم. کیفیت خوب بود، قیمت بالا بود، اما بحرانی نبود. اولین دسته از 20 کیس حتی برای آزمایش میدانی سفارش داده شد.

اما شانس همه چیز را تغییر داد. یک روز عصر، من به طور تصادفی در چت داخلی برای توسعه دهندگان پست کردم که در مورد کیس ها مشکل وجود دارد، قیمت بسیار بالا بود. و روز بعد، یکی از همکاران در یک پیام شخصی نوشت که یکی از دوستانش یک TPA (دستگاه ترموپلاستیک) دارد. و در مرحله اول می توانید برای آن قالب درست کنید. این پیام همه چیز را تغییر داد!

قبلاً به استفاده از ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی فکر کرده بودم، اما چیزی که مانع من شد، حتی نیاز به سفارش یک دسته حداقل 5000 قطعه‌ای نبود (اگرچه اگر سعی کنید، می‌توانید از طریق چینی‌ها کمتر پیدا کنید). قیمت قالب من را متوقف کرد. حدود 5000 دلار حاضر نبودم این مبلغ را یکباره بپردازم. مقدار قالب از طریق همکار تازه ضرب شده ما نجومی نبود، حدود 2000 تا 2500 دلار متغیر بود. علاوه بر این، او با ما ملاقات کرد و ما توافق کردیم که پرداخت به صورت اقساطی انجام شود. بنابراین مشکل ساختمان ها حل شد.

مشکل دوم و نه کمتر مهمی که با آن مواجه شدیم سخت افزار بود.

تعداد بازبینی‌های سخت‌افزار قابل شمارش نیست. طبق برآوردهای محافظه کارانه، گزینه ارائه شده هفتمین است، بدون احتساب موارد میانی. در آن ما سعی کردیم تمام کاستی های شناسایی شده در طول فرآیند تست را برطرف کنیم.

بنابراین، قبلاً معتقد بودم که نیازی به نگهبان سخت افزار نیست. اکنون، بدون آن، دستگاه وارد تولید نخواهد شد: به دلیل هوس باز بودن پلت فرمی که انتخاب کرده ایم.
ورودی آنالوگ دیگری به ESP. قبلاً فکر می کردم که هر پین ESP جهانی است. اما ESP فقط یک پین آنالوگ دارد. من این را در عمل یاد گرفتم که منجر به کار مجدد و سفارش مجدد بردهای مدار چاپی شد.

اولین نسخه از بردهای مدار چاپی

نسخه دوم بردهای مدار چاپی

نسخه ماقبل آخر بردهای مدار چاپی که باید فوراً مشکلات پین آنالوگ را حل می کردیم

در مورد نرم افزار نیز مشکلات زیادی وجود داشت.

به عنوان مثال، ESP به طور دوره ای سقوط می کند. با وجود اینکه پینگ به آن می رود، صفحه باز نمی شود. تنها یک راه حل وجود دارد - بازنویسی کتابخانه. ممکن است موارد دیگری نیز وجود داشته باشد، اما همه آنهایی که ما امتحان کردیم کار نکردند.

دومین مشکل مهم، به اندازه کافی عجیب، تعداد درخواست ها به ESP هنگام باز کردن یک صفحه است. با استفاده از GET یا ajax، ما با این واقعیت مواجه شدیم که تعداد درخواست ها به طرز نامناسبی زیاد شد. به همین دلیل، ESP به طور غیرقابل پیش بینی رفتار کرد، به سادگی می توانست درخواست را برای چند ثانیه راه اندازی مجدد یا پردازش کند. راه حل تغییر به سوکت های وب بود. پس از این، تعداد درخواست ها به میزان قابل توجهی کاهش یافت.

مشکل سوم رابط وب است. اطلاعات بیشتر در مورد آن در مقاله جداگانه ای خواهد بود که بعداً منتشر خواهد شد.

در حال حاضر فقط می گویم که بهترین گزینه در حال حاضر استفاده از VUE.JS است.

این فریم ورک مناسب ترین از همه چیزهایی است که ما آزمایش کرده ایم.

گزینه های رابط را می توان با استفاده از پیوندهای زیر مشاهده کرد.

adaptive.lytko.com
mobile.lytko.com

تبدیل شدن به یک ترموستات

با غلبه بر همه مشکلات به این نتیجه رسیدیم:

ساخت و ساز

ترموستات از سه برد (ماژول) تشکیل شده است:

1. مدیر؛
2. اداره می شود؛
3. تخته نمایش.

مدیر - بردی که بر روی آن ESP12، سخت افزار "watchdog" و nRF24 برای کار با سنسورهای آینده قرار دارد. در زمان راه اندازی، دستگاه از سنسور دیجیتال DS18B20 پشتیبانی می کند. اما ما امکان اتصال سنسورهای آنالوگ را از تولید کنندگان شخص ثالث فراهم کردیم. و در یکی از به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری دستگاه آینده، ما توانایی استفاده از حسگرهایی را که با ترموستات‌های شخص ثالث ارائه می‌شوند، اضافه خواهیم کرد.

اداره می شود - منبع تغذیه و برد کنترل بار. آنها یک منبع تغذیه 750 میلی آمپری، پایانه هایی برای اتصال سنسورهای دما و یک رله 16 آمپری برای کنترل بار قرار دادند.

نمایش - در مرحله توسعه که ما انتخاب کردیم نمایش Nextion 2.4 اینچ

شما به راحتی می توانید اطلاعات مربوط به آن را در اینترنت پیدا کنید. من می خواهم اضافه کنم که تقریبا برای همه راحت است، به جز قیمت. یک صفحه نمایش 2.4 اینچی حدود 1200 ₽ قیمت دارد که بهترین تاثیر را در قیمت نهایی ندارد.

بنابراین تصمیم بر آن شد که یک آنالوگ متناسب با نیازهایمان بسازیم، اما با قیمت کمتر. درست است، شما باید آن را به روش کلاسیک برنامه ریزی کنید، نه از محیط ویرایشگر Nextion. سخت تر است، اما ما برای آن آماده ایم.

یک آنالوگ یک ماتریس 2.4 اینچی با صفحه نمایش لمسی و یک برد با STM32 برای کنترل آن و کاهش بار روی ESP12 خواهد بود. تمام کنترل ها مشابه Nextion از طریق UART و همچنین 32 مگابایت حافظه و فلش کارت کامل برای ضبط گزارش ها خواهد بود.

طراحی ماژولار تغییر یکی از ماژول ها را آسان می کند و خروجی دستگاهی کاملا متفاوت است.

به عنوان مثال، در حال حاضر گزینه هایی برای "برد 2" در چندین نسخه وجود دارد:

• گزینه 1 - برای کف گرم. منبع تغذیه از 220 ولت. رله هر باری را بعد از خود کنترل می کند.
• گزینه 2 - برای کف گرم یا شیر باتری. با برق 24 ولت AC. کنترل سوپاپ برای 24 ولت.
• گزینه 3 – منبع تغذیه از 220 ولت کنترل یک خط جداگانه، مانند دیگ بخار یا سونای برقی.

پس از کلمه

من یک توسعه دهنده حرفه ای نیستم. من موفق شدم مردم را با یک هدف متحد کنم. در بیشتر موارد، همه برای این ایده کار می کنند. برای انجام کاری واقعاً ارزشمند؛ چیزی که برای کاربر نهایی مفید خواهد بود.

من مطمئن هستم که برخی از افراد طراحی کیس را دوست ندارند. برای برخی - ظاهر صفحه. حق شماست! اما این همه راه را خودمان طی کردیم، از طریق انتقاد دائم از کاری که انجام می‌دهیم و مهمتر از همه، چرا. اگر سؤالی مانند موارد ذکر شده در بالا ندارید، خوشحال می شویم که در نظرات با هم صحبت کنیم.

انتقاد سازنده خوب است و ما از آن سپاسگزاریم.

تاریخچه ایده اینجا. برای علاقه مندان:

1. برای تمامی سوالات: گروه تلگرام LytkoG
2. اخبار را دنبال کنید: کانال اطلاع رسانی تلگرام Lytko News

و بله، ما از کاری که انجام می دهیم لذت می بریم.

منبع: www.habr.com