Après plusieurs années de travail fructueux, il a été décidé de présenter au public notre premier produit de contrôle climatique dans une maison intelligente - un thermostat intelligent pour contrôler les planchers chauffants.
Quel est ce dispositif?
Il s'agit d'un thermostat intelligent pour tout plancher chauffant électrique jusqu'à 3 kW. Il se contrôle via une application, une page web, HTTP, MQTT, il s'intègre donc facilement dans tous les systèmes de maison intelligente. Nous développerons des plugins pour les plus populaires.
Vous pouvez contrôler non seulement un plancher chauffant électrique, mais également une tête thermique pour un plancher chauffant à eau, une chaudière ou un sauna électrique. De plus, grâce au nrf, le thermostat pourra communiquer avec différents capteurs. Presque tous les capteurs liés au climat sont actuellement en développement. Étant donné que l'appareil est basé sur ESP, nous avons décidé qu'il serait inapproprié de supprimer les options de personnalisation des utilisateurs. Par conséquent, nous ferons en sorte que l'utilisateur puisse passer l'appareil en mode développeur et installer d'autres micrologiciels, par exemple avec la prise en charge de HomeKit ou de projets tiers.
*après avoir installé un micrologiciel tiers prenant en charge HomeKit ou d'autres projets populaires, il n'est pas possible de revenir au micrologiciel d'origine via OTA (Over-the-Air).
Difficultés que nous avons rencontrées
Dire qu’il n’y en avait pas serait stupide. Je vais essayer de décrire les problèmes les plus difficiles qui se sont posés et comment nous les avons résolus.
Loger l’appareil était un défi. Tant en termes de coûts de ressources que de temps (ils ont été développés pendant environ un an).
Il y avait beaucoup d'options sur le marché. Et la plus populaire est l’impression 3D. Voyons cela :
Impression 3D classique. La qualité laisse beaucoup à désirer, tout comme la rapidité de production. Nous avons utilisé l’impression 3D pour les prototypes, mais elle n’était pas adaptée à la production.
Imprimante 3D photopolymère. Ici, la qualité est bien meilleure, mais l'effet prix entre en jeu. Les prototypes imprimés sur une imprimante similaire coûtent environ 4000 XNUMX roubles, soit une partie du corps sur deux. Vous pouvez acheter votre propre imprimante, ce qui réduira le prix, mais le prix sera quand même astronomique et la vitesse ne sera pas satisfaisante.
Moulage en silicone. Nous avons considéré que c'était la meilleure option. La qualité était bonne, le prix était élevé mais pas critique. Le premier lot de 20 caisses a même été commandé pour des tests sur le terrain.
Mais le hasard a tout changé. Un soir, j'ai accidentellement posté dans le chat interne des développeurs qu'il y avait un problème avec les boitiers, le prix était trop élevé. Et le lendemain, un collègue écrivait dans un message personnel qu'un ami de son ami possédait une TPA (machine thermoplastique). Et dans un premier temps, vous pouvez créer un moule. Ce message a tout changé !
J'avais déjà envisagé d'utiliser des machines de moulage par injection, mais ce qui m'a arrêté n'était même pas la nécessité de commander un lot d'au moins 5000 5000 pièces (même si si vous essayez, vous pouvez en trouver moins chez les chinois). Le prix du moule m'a arrêté. Environ 2000 2500 $. Je n'étais pas prêt à payer ce montant d'un coup. Le montant du moule fourni par notre nouveau collègue n'était pas astronomique, il variait entre XNUMX XNUMX et XNUMX XNUMX dollars. De plus, il a accepté de nous rencontrer et nous avons convenu que le paiement se ferait en plusieurs fois. Le problème des coques a donc été résolu.
La deuxième difficulté, non moins importante, que nous avons rencontrée était le matériel.
Le nombre de révisions matérielles ne peut pas être compté. Selon des estimations prudentes, l'option présentée est la septième, sans compter les options intermédiaires. Dans ce document, nous avons essayé de résoudre toutes les lacunes identifiées lors du processus de test.
Donc, auparavant, je pensais qu’il n’était pas nécessaire d’avoir un chien de garde matériel. Désormais, sans cela, l'appareil n'entrera pas en production : en raison des caprices de la plateforme que nous avons choisie.
Une autre entrée analogique pour l'ESP. Auparavant, je pensais que chaque broche ESP était universelle. Mais ESP n'a qu'une seule broche analogique. J'ai appris cela dans la pratique, ce qui m'a conduit à retravailler et à réorganiser les circuits imprimés.
Première version des circuits imprimés
Deuxième version des circuits imprimés
L'avant-dernière version des circuits imprimés, où nous avons dû résoudre de toute urgence des problèmes avec la broche analogique
En ce qui concerne les logiciels, il y avait aussi beaucoup d'embûches.
Par exemple, l'ESP tombe périodiquement. Même si le ping y parvient, la page ne s'ouvre pas. Il n'y a qu'une seule solution : réécrire la bibliothèque. Il y en a peut-être d’autres, mais tous ceux que nous avons essayés n’ont pas fonctionné.
Le deuxième problème important, curieusement, est le nombre de requêtes adressées à l'ESP lors de l'ouverture d'une page. En utilisant GET ou ajax, nous avons été confrontés au fait que le nombre de requêtes est devenu indécent. De ce fait, l'ESP se comportait de manière imprévisible, il pouvait simplement redémarrer ou traiter la demande pendant plusieurs secondes. La solution était de passer aux sockets Web. Par la suite, le nombre de demandes a considérablement diminué.
Le troisième problème est l'interface Web. Plus d’informations à ce sujet figureront dans un article séparé qui sera publié ultérieurement.
Pour l’instant, je dirai simplement que la meilleure option pour le moment est d’utiliser VUE.JS.
Ce framework est le plus adapté de tous ceux que nous avons testés.
Les options d'interface peuvent être consultées sur les liens ci-dessous.
Devenir thermostat
Après avoir surmonté toutes les difficultés, nous sommes arrivés à ce résultat :
conception
Le thermostat se compose de trois cartes (modules) :
- Directeur;
- Géré ;
- Panneau d'affichage.
Directeur – une carte sur laquelle se trouvent ESP12, le « chien de garde » matériel et nRF24 pour travailler avec les futurs capteurs. Au lancement, l'appareil prend en charge le capteur numérique DS18B20. Mais nous avons fourni la possibilité de connecter des capteurs analogiques de fabricants tiers. Et dans l’une des futures mises à jour logicielles de l’appareil, nous ajouterons la possibilité d’utiliser des capteurs fournis avec des thermostats tiers.
Géré – carte d'alimentation et de contrôle de charge. Là, ils ont placé une alimentation de 750 mA, des bornes pour connecter des capteurs de température et un relais de 16 A pour contrôler la charge.
Дисплей – au stade du développement, nous avons choisi 2.4 pouces.
Vous pouvez facilement trouver des informations à ce sujet sur Internet. Je voudrais ajouter que c'est pratique pour presque tout le monde, sauf pour le prix. Un écran de 2.4 pouces coûte environ 1200₽, ce qui n'a pas le meilleur effet sur le prix final.
Il a donc été décidé de fabriquer un analogue adapté à nos besoins, mais à un prix inférieur. Certes, vous devrez le programmer de manière classique, et non depuis l'environnement Nextion Editor. C'est plus difficile, mais nous y sommes prêts.
Un analogue sera une matrice de 2.4 pouces avec un écran tactile et une carte avec STM32 à bord pour la contrôler et réduire la charge sur l'ESP12. Tous les contrôles seront similaires à Nextion via UART, ainsi que 32 Mo de mémoire et une carte flash à part entière pour l'enregistrement des journaux.
La conception modulaire facilite le changement d'un des modules et la sortie est un appareil complètement différent.
Par exemple, il existe déjà des options pour la « carte 2 » dans plusieurs versions :
- Option 1 - pour les planchers chauffants. Alimentation à partir de 220V. Le relais contrôle n'importe quelle charge après lui-même.
- Option 2 – pour plancher chauffant à eau ou vanne batterie. Alimenté par 24 V CA. Commande de vanne pour 24V.
- Option 3 – alimentation à partir de 220V. Contrôle d'une ligne séparée, comme une chaudière ou un sauna électrique.
Postface
Je ne suis pas un développeur professionnel. J'ai réussi à rassembler les gens autour d'un seul objectif. Pour la plupart, tout le monde travaille pour l’idée ; pour faire quelque chose qui en vaut vraiment la peine ; quelque chose qui sera utile à l'utilisateur final.
Je suis sûr que certaines personnes n'aimeront pas le design du boîtier ; pour certains – l’apparence de la page. C'est ton droit ! Mais nous avons fait tout ce chemin nous-mêmes, en critiquant constamment ce que nous faisons et, surtout, pourquoi. Si vous n’avez pas de questions comme celles mentionnées ci-dessus, nous serons ravis d’en discuter dans les commentaires.
Les critiques constructives sont bonnes et nous leur en sommes reconnaissants.
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Et oui, nous aimons ce que nous faisons.
Source: habr.com