Több év produktív munka után úgy döntöttünk, hogy bemutatjuk a nyilvánosságnak első okosotthon éghajlatkezelő termékünket – az okos termosztátot a padlófűtés vezérlésére.
Mi ez a készülék?
Ez egy okos termosztát minden elektromos padlófűtéshez, amelynek teljesítménye legfeljebb 3 kW. Alkalmazásból, weboldalon, HTTP-n és MQTT-n keresztül vezérelhető, így könnyen integrálható minden okosotthon rendszerbe. A legnépszerűbbekhez plugineket fogunk készíteni.
Nemcsak az elektromos padlófűtést, hanem a vízpadló fűtés termosztátját, kazánt vagy elektromos szaunát is lehet vezérelni. Az nrf segítségével a termosztát különböző érzékelőkkel is kommunikálni fog. Jelenleg gyakorlatilag minden, az éghajlattal kapcsolatos érzékelő fejlesztés alatt áll. Mivel a készülék ESP alapú, úgy döntöttünk, hogy nem vonjuk meg a felhasználóktól a testreszabás lehetőséget. Ezért lehetőséget biztosítunk arra, hogy a felhasználó fejlesztői módba lépjen, és más firmware-t telepítsen, például HomeKit támogatással vagy más projektek támogatásával.
*a harmadik fél firmware telepítése után, amely támogatja a HomeKit-et vagy más népszerű projektek, az eredeti állapot visszaállítása az OTA (Over-the-Air) módszerrel nem lehetséges.
A felmerült nehézségek
Azt mondani, hogy nem voltak nehézségek, butaság lenne. Megpróbálom leírni a legkomolyabb problémákat, amelyek felmerültek, és azt, hogyan oldottuk meg őket.
Az eszköz háza komoly feladat volt. Erőforrás- és időigényes (körülbelül egy évet fejlesztettünk).
Rengeteg opció volt a piacon. A legnépszerűbb a 3D nyomtatás. Nézzük meg:
Hagyományos 3D nyomtatás. A minőség kívánnivalót hagy maga után, a gyártási sebesség is. Prototípusokhoz használtuk a 3D nyomtatást, de gyártásra nem alkalmas.
Fotopolimer 3D nyomtató. Itt a minőség jelentősen jobb, de eljön az ár hatása. Az ilyen nyomtatóval készült prototípusok körülbelül 4000₽-ba kerültek, és ez csak a ház egy része a kettőből. Vásárolhatsz saját nyomtatót, ami csökkenti az árakat, de így is az ár hatalmas, a sebesség pedig kielégítőtlen.
Szilikonöntés. Ezt találtuk az optimális megoldásnak. A minőség jó szinten volt, az ár magas, de nem kritikus. Még rendeltünk egy első tételt 20 házból terepkísérletekhez.
De minden megváltozott egy véletlen által. Egyik este véletlenül közzétettem a fejlesztői belső csevegésben, hogy problémák vannak a házakkal, az ár túl magas. Másnap pedig egy kollégám üzenetet írt, hogy van egy barátjának egy TPA (automata hőre lágyuló műanyag) gépe. Az első lépésként lehetne készíteni egy formát. Ez az üzenet mindent megváltoztatott!
Már eddig is fontolgattam a TPA használatát, de nem a minimálisan rendelhető 5000 darabos tétel miatt állt meg a dolog (bár ha igyekszik az ember, lehet kevesebbet is találni a kínaiaktól). Az ára a forma miatt aggódtam. Kb. 5000 dollár. Ezt az összeget egyszerre nem akartam kiadni. Az újonnan szerzett kollégánk által felajánlott forma ára nem volt égbe nyúló, 2000-2500 dollár körül mozgott. Ráadásul, találkoztunk a kérdéseinkkel, és megállapodtunk, hogy a kifizetés részletekben történik. Így a házak problémája megoldódott.
A második, nem kevésbé fontos nehézség, amivel szembesültünk – a hardver.
Megszámlálhatatlan számú hardver revízió. Skromm adatok szerint a bemutatott változat a hetedik, a közteseket nem számolva. Ebben megpróbáltunk orvosolni minden hiányosságot, amelyet a tesztelés során felfedeztünk.
Korábban azt hittem, hogy a hardver 'watchdog' nem szükséges. Most azonban nélküle az eszköz nem mehet sorozatgyártásba: a választott platformunk szeszélyessége miatt.
Továbbá analóg bemenet az ESP-hez. Korábban úgy gondoltam, hogy minden ESP lap egy univerzális láb. De az ESP-nek csak egy analóg lába van. Ezt gyakorlat során tudtam meg, ami a nyomtatott áramkörök átírásához és újrarendeléséhez vezetett.
Az első nyomtatott áramkör verzió
A második nyomtatott áramkör verzió
A második utolsó nyomtatott áramkör verzió, ahol sürgősen kellett megoldanunk az analóg láb problémáit
Ami a szoftvert illeti, itt is rengeteg buktató volt.
Például az ESP időnként megszakad. A ping elérhető, de az oldal nem nyílik meg. A megoldás egy – a könyvtár újraírása. Valószínűleg vannak más megoldások is, de minden általunk kipróbált nem hozott eredményt.
A második jelentős probléma, meglepő módon, a kérdések száma az ESP-hez az oldal megnyitásakor. A GET vagy ajax használatával szembesültünk azzal, hogy a kérdések száma elképesztően nagy volt. Emiatt az ESP kiszámíthatatlanul viselkedett, egyszerűen újraindult vagy több másodpercig feldolgozta a kérdést. A megoldás az volt, hogy átváltottunk a web socketekre. Ezután a kérdések száma drámaian csökkent.
A harmadik probléma a webes felület. További információ erről egy külön cikkben lesz, amelyet később publikálunk.
Egyelőre annyit mondok, hogy a legoptimálisabb megoldás jelenleg a VUE.JS használata.
Ez a keretrendszer a legmegfelelőbb az összes közül, amit kipróbáltunk.
A felület lehetőségeit az alábbi linkeken tekintheti meg.
A termosztát felépítése
Minden nehézségen felülkerekedve, a következő eredményre jutottunk:
Konstrukció
A termosztát három panelből (modulból) áll:
- Irányító;
- Irányított;
- Kijelzőpanel.
Irányító – az a panel, amelyen az ESP12, a hardveres „watchdog” és az nRF24 található, hogy a jövőbeli érzékelőkkel működjön. Az eszköz a startnál támogatja a digitális DS18B20 érzékelőt. De lehetőséget biztosítottunk harmadik féltől származó analóg érzékelők csatlakoztatására is. És az eszköz szoftverének egyik jövőbeli frissítésében hozzáadjuk az úgynevezett gyártók által szállított érzékelők használatának lehetőségét a termosztátokkal.
Irányított – tápellátó és terheléskezelő panel. Egy 750mA-es tápegységet, a hőmérséklet-érzékelők csatlakoztatására szolgáló terminálokat és egy 16A-es relét helyeztünk el a terhelés irányítására.
Kijelző – a fejlesztési szakaszban úgy döntöttünk, hogy 2.4 hüvelyk.
Egyénileg könnyen találhat információt róla az interneten. Én csak annyit tennék hozzá, hogy szinte mindenki számára kényelmes, kivéve az árát. A 2.4 hüvelykes kijelző körülbelül 1200₽-ba kerül, ami nem a legjobban hat a végső áron.
Ezért úgy döntöttünk, hogy készítünk egy analógot a szükségleteinkhez, de alacsonyabb áron. Igaz, programoznia kell a klasszikus módon, nem a Nextion Editor környezetből. Ez bonyolultabb, de készen állunk rá.
Az analóg megoldása egy 2.4 hüvelykes érintőképernyős mátrix lesz, és egy STM32 panel az irányításhoz, valamint a terhelés csökkentéséhez az ESP12-n. Minden kezelés hasonlóan történik a Nextion-hoz UART-on, szintén 32MB memóriával és teljes értékű flash kártyával a naplók rögzítésére.
A moduláris felépítés lehetővé teszi egy modul könnyű cseréjét, így teljesen más eszközt kapunk a végén.
Például már vannak "2-es táblák" többféle kivitelben:
- 1. lehetőség - padlófűtéshez. 220V tápellátás. A relé bármilyen terhelést vezérel utána.
- 2. lehetőség - vízpadlófűtéshez vagy radiátor szelephez. 24V váltakozó áram tápellátás. Szelep vezérlése 24V-ról.
- 3. lehetőség - 220V tápellátás. Külön vonal vezérlése, például kazánhoz vagy elektromos szaunához.
Utószó
Én nem vagyok profi fejlesztő. Sikerült összehozni az embereket egy közös cél érdekében. Többségük saját elv miatt dolgozik; azért, hogy valami igazán értékeset hozzanak létre; ami hasznos lesz a végfelhasználónak.
Biztos vagyok benne, hogy valakinek nem tetszik a ház dizájnja; valakinek – az oldal kinézete. Ez a jogotok! De mi végigjártuk ezt az utat saját magunk, a folyamatos kritikák közepette, és a legfontosabb — miért csináljuk. Ha nincsenek ilyen kérdések, szívesen beszélgetünk a hozzászólásokban.
A konstruktív kritika jó, és ezért hálásak vagyunk.
Az ötlet megszületésének története . Az érdeklődőknek:
- Minden kérdéssel: Telegram csoport
- Hírek követése: Telegram információs csatorna
És igen, élvezzük, amit csinálunk.
Forrás: habr.com
