Despois de varios anos de traballo fructífero, decidiuse presentar ao público o noso primeiro produto para o control do clima nunha casa intelixente: un termostato intelixente para controlar chan calefactor.
Que é este dispositivo?
Este é un termostato intelixente para calquera chan eléctrico de ata 3 kW. Contrólase a través dunha aplicación, unha páxina web, HTTP, MQTT, polo que se integra facilmente en todos os sistemas domésticos intelixentes. Desenvolveremos complementos para os máis populares.
Podes controlar non só un chan calefactor eléctrico, senón tamén un cabezal térmico para un chan quentado por auga, unha caldeira ou unha sauna eléctrica. Ademais, usando nrf, o termostato poderá comunicarse con varios sensores. Case todos os sensores relacionados co clima están actualmente en desenvolvemento. Dado que o dispositivo está baseado en ESP, decidimos que non sería apropiado quitarlles aos usuarios as opcións de personalización. Polo tanto, faremos que o usuario poida cambiar o dispositivo ao modo de desenvolvedor e instalar outro firmware, por exemplo, con soporte para HomeKit ou proxectos de terceiros.
*despois de instalar firmware de terceiros con soporte para HomeKit ou outros proxectos populares, non é posible volver ao orixinal a través de OTA (Over-the-Air).
Dificultades que atopamos
Dicir que non os había sería estúpido. Tentarei describir os problemas máis difíciles que xurdiron e como os resolvemos.
Aloxar o dispositivo foi un reto. Tanto en termos de custos de recursos como de custos de tempo (desenvolvéronse durante aproximadamente un ano).
Había moitas opcións no mercado. E a máis popular é a impresión 3D. Imos descubrir:
Impresión 3D clásica. A calidade deixa moito que desexar, así como a rapidez de produción. Usamos a impresión 3D para prototipos, pero non era apta para a produción.
Impresora 3D de fotopolímero. Aquí a calidade é moito mellor, pero o efecto do prezo entra en xogo. Os prototipos impresos nunha impresora similar custan uns 4000 rublos, e esta é unha parte do corpo de cada dúas. Podes mercar a túa propia impresora, o que reducirá o prezo, pero aínda así o prezo será astronómico e a velocidade non será satisfactoria.
Fundición de silicona. Consideramos esta a mellor opción. A calidade era boa, o prezo era alto, pero non era crítico. O primeiro lote de 20 casos incluso foi pedido para probas de campo.
Pero o azar cambiou todo. Unha noite, publiquei accidentalmente no chat interno para desenvolvedores que había un problema cos casos, o prezo era demasiado alto. E ao día seguinte, un compañeiro escribiu nunha mensaxe persoal que un amigo do seu amigo tiña unha TPA (máquina termoplástica). E na primeira fase podes facer un molde para iso. Esta mensaxe cambiou todo!
Xa pensaba usar máquinas de moldeo por inxección antes, pero o que me impediu nin sequera foi a necesidade de pedir un lote de polo menos 5000 pezas (aínda que se o intentas, podes atopar menos a través dos chineses). O prezo do molde paroume. Uns $5000. Non estaba preparado para pagar esta cantidade dunha vez. A cantidade para o molde a través do noso colega recén acuñado non foi astronómica, variou entre 2000 e 2500 dólares. Ademais, aceptou reunirnos e acordamos que o pago se faría a prazos. Así que o problema dos cascos quedou resolto.
A segunda e non menos importante dificultade que atopamos foi o hardware.
Non se pode contar o número de revisións de hardware. Segundo estimacións conservadoras, a opción presentada é a sétima, sen contar as intermedias. Nela tentamos solucionar todas as deficiencias identificadas durante o proceso de proba.
Entón, anteriormente eu cría que non había necesidade dun control de hardware. Agora, sen el, o dispositivo non entrará en produción: debido ao capricho da plataforma que eliximos.
Outra entrada analóxica para o ESP. Antes pensaba que cada pin ESP era universal. Pero o ESP só ten un pin analóxico. Aprendín isto na práctica, o que levou a reelaborar e reordenar as placas de circuíto impreso.
Primeira versión de placas de circuíto impreso
Segunda versión de placas de circuito impreso
A penúltima versión de placas de circuíto impreso, onde tivemos que resolver con urxencia problemas co pin analóxico
En canto ao software, tamén houbo moitas trampas.
Por exemplo, o ESP cae periodicamente. Aínda que o ping vai a el, a páxina non se abre. Só hai unha solución: reescribir a biblioteca. Pode que haxa outros, pero todos os que probamos non funcionaron.
O segundo problema significativo, curiosamente, é o número de solicitudes ao ESP ao abrir unha páxina. Usando GET ou ajax, enfrontámonos ao feito de que o número de solicitudes se fixo indecentemente grande. Debido a isto, o ESP comportouse de forma imprevisible, simplemente podería reiniciar ou procesar a solicitude durante varios segundos. A solución foi cambiar a sockets web. Despois diso, o número de solicitudes diminuíu significativamente.
O terceiro problema é a interface web. Máis información sobre ela atoparase nun artigo separado que se publicará máis adiante.
De momento só direi que a mellor opción polo momento é usar VUE.JS.
Este marco é o máis axeitado de todos os que probamos.
As opcións de interface pódense ver nas seguintes ligazóns.
Converténdose nun termostato
Unha vez superadas todas as dificultades, chegamos a este resultado:
Construción
O termostato consta de tres placas (módulos):
- Xerente;
- Xestionado;
- Placa de exhibición.
Xerente – unha placa na que están situados ESP12, “watchdog” de hardware e nRF24 para traballar con futuros sensores. No lanzamento, o dispositivo admite o sensor dixital DS18B20. Pero proporcionamos a posibilidade de conectar sensores analóxicos de fabricantes de terceiros. E nunha das futuras actualizacións de software do dispositivo engadiremos a posibilidade de usar sensores que veñen con termostatos de terceiros.
Xestionado – fonte de alimentación e cadro de control de carga. Alí colocaron unha fonte de alimentación de 750 mA, bornes para conectar sensores de temperatura e un relé de 16 A para controlar a carga.
Mostrar – na fase de desenvolvemento que eliximos 2.4 polgadas.
Podes atopar facilmente información sobre ela en Internet. Gustaríame engadir que é conveniente para case todos, excepto polo prezo. Unha pantalla de 2.4 polgadas custa uns 1200₽, o que non ten o mellor efecto sobre o prezo final.
Así que decidiuse facer un análogo que se adaptase ás nosas necesidades, pero a un prezo máis baixo. É certo que terás que programalo da forma clásica, e non desde o entorno Nextion Editor. É máis difícil, pero estamos preparados para iso.
Un analóxico será unha matriz de 2.4 polgadas cunha pantalla táctil e unha placa con STM32 a bordo para controlala e reducir a carga no ESP12. Todo o control será similar a Nextion a través de UART, así como 32 MB de memoria e unha tarxeta flash completa para gravar rexistros.
O deseño modular facilita o cambio dun dos módulos e a saída é un dispositivo completamente diferente.
Por exemplo, xa hai opcións para "board 2" en varias versións:
- Opción 1 - para chan calefaccionado. Alimentación a partir de 220 V. O relé controla calquera carga despois de si mesmo.
- Opción 2 – para chan quente por auga ou válvula de batería. Alimentado por 24 V AC. Control de válvula para 24V.
- Opción 3 - Alimentación a partir de 220 V. Control dunha liña separada, como unha caldeira ou sauna eléctrica.
Posterior
Non son un programador profesional. Conseguín unir á xente cun único obxectivo. Na súa maior parte, todos traballan pola idea; para facer algo que realmente paga a pena; algo que será útil para o usuario final.
Seguro que a algunhas persoas non lles gustará o deseño da funda; para algúns - o aspecto da páxina. É o teu dereito! Pero nós mesmos fomos todo este camiño, a través da crítica constante do que estamos facendo, e o máis importante, por que. Se non tes preguntas como as mencionadas anteriormente, estaremos encantados de conversar nos comentarios.
A crítica construtiva é boa, e agradecémola.
Historia da idea . Para os interesados:
- Para todas as dúbidas: grupo de Telegram
- Segue a noticia: Canal de información de Telegram
E si, disfrutamos co que facemos.
Fonte: www.habr.com