Setelah beberapa tahun bekerja dengan baik, diputuskan untuk memperkenalkan produk pertama kami untuk pengontrol suhu di rumah pintar - termostat pintar untuk mengontrol lantai berpemanas.
Apa perangkat ini?
Ini adalah termostat cerdas untuk lantai berpemanas listrik hingga 3kW. Itu dikontrol melalui aplikasi, halaman web, HTTP, MQTT, sehingga mudah diintegrasikan ke semua sistem rumah pintar. Kami akan mengembangkan plugin untuk yang paling populer.
Anda tidak hanya dapat mengontrol lantai berpemanas listrik, tetapi juga kepala termal untuk lantai berpemanas air, ketel, atau sauna listrik. Selain itu, dengan menggunakan nrf, termostat akan dapat berkomunikasi dengan berbagai sensor. Hampir semua sensor terkait iklim sedang dalam pengembangan. Karena perangkat ini didasarkan pada ESP, kami memutuskan bahwa tidak pantas untuk menghilangkan opsi penyesuaian dari pengguna. Oleh karena itu, kami akan membuatnya agar pengguna dapat mengalihkan perangkat ke mode pengembang dan menginstal firmware lain, misalnya, dengan dukungan untuk HomeKit atau proyek pihak ketiga.
*setelah menginstal firmware pihak ketiga dengan dukungan untuk HomeKit atau proyek populer lainnya, kembali ke versi asli tidak dapat dilakukan melalui OTA (Over-the-Air).
Kesulitan yang kami temui
Mengatakan bahwa tidak ada satu pun adalah tindakan bodoh. Saya akan mencoba menjelaskan masalah tersulit yang muncul dan bagaimana kami menyelesaikannya.
Menampung perangkat merupakan sebuah tantangan. Baik dari segi biaya sumber daya maupun biaya waktu (dikembangkan selama sekitar satu tahun).
Ada banyak pilihan di pasar. Dan yang paling populer adalah pencetakan 3D. Mari kita cari tahu:
Pencetakan 3D klasik. Kualitasnya masih buruk, begitu pula kecepatan produksinya. Kami menggunakan pencetakan 3D untuk prototipe, tetapi tidak cocok untuk produksi.
Printer 3D fotopolimer. Di sini kualitasnya jauh lebih baik, tetapi pengaruh harga ikut berperan. Prototipe yang dicetak pada printer serupa berharga sekitar 4000 rubel, dan ini adalah satu dari dua bagian tubuh. Anda dapat membeli printer Anda sendiri, yang akan menurunkan harganya, tetapi tetap saja harganya akan sangat mahal, dan kecepatannya tidak memuaskan.
Pengecoran silikon. Kami menganggap ini sebagai pilihan terbaik. Kualitasnya bagus, harganya tinggi, tapi tidak kritis. Gelombang pertama sebanyak 20 kasus bahkan dipesan untuk uji lapangan.
Namun kebetulan mengubah segalanya. Suatu malam, saya tidak sengaja memposting di chat internal pengembang bahwa ada masalah dengan kasingnya, harganya terlalu tinggi. Dan keesokan harinya, seorang rekan menulis di pesan pribadi bahwa teman temannya memiliki TPA (mesin termoplastik). Dan pada tahap pertama Anda bisa membuat cetakannya. Pesan ini mengubah segalanya!
Saya telah mempertimbangkan untuk menggunakan mesin cetak injeksi sebelumnya, tetapi yang menghentikan saya bukanlah kebutuhan untuk memesan setidaknya 5000 buah dalam jumlah banyak (walaupun jika Anda mencoba, Anda dapat menemukan lebih sedikit melalui Cina). Harga cetakan menghentikan saya. Sekitar $5000. Saya belum siap membayar jumlah ini sekaligus. Harga cetakan melalui rekan baru kami tidak terlalu mahal, bervariasi sekitar $2000-$2500. Selain itu, dia setuju untuk menemui kami dan kami sepakat bahwa pembayaran akan dilakukan secara mencicil. Jadi masalah lambung kapal sudah teratasi.
Kesulitan kedua dan tidak kalah pentingnya yang kami temui adalah perangkat keras.
Jumlah revisi perangkat keras tidak dapat dihitung. Menurut perkiraan konservatif, opsi yang disajikan adalah yang ketujuh, tidak termasuk opsi perantara. Di dalamnya kami mencoba menyelesaikan semua kekurangan yang diidentifikasi selama proses pengujian.
Jadi, sebelumnya saya percaya bahwa tidak diperlukan pengawas perangkat keras. Sekarang, tanpanya, perangkat tidak akan diproduksi: karena ketidakteraturan platform yang kami pilih.
Input analog lainnya ke ESP. Sebelumnya saya mengira setiap pin ESP bersifat universal. Namun ESP hanya mempunyai satu pin analog. Saya mempelajari hal ini dalam praktik, yang mengarah pada pengerjaan ulang dan penataan ulang papan sirkuit tercetak.
Versi pertama dari papan sirkuit tercetak
Versi kedua dari papan sirkuit tercetak
Versi kedua dari belakang papan sirkuit tercetak, di mana kami harus segera menyelesaikan masalah dengan pin analog
Sedangkan untuk perangkat lunak, ada juga banyak kendala.
Misalnya, ESP turun secara berkala. Meskipun ping masuk ke sana, halamannya tidak terbuka. Hanya ada satu solusi - menulis ulang perpustakaan. Mungkin ada yang lain, tetapi semua yang kami coba tidak berhasil.
Masalah signifikan kedua, anehnya, adalah banyaknya permintaan ke ESP saat membuka halaman. Menggunakan GET atau ajax, kami dihadapkan pada kenyataan bahwa jumlah permintaan menjadi sangat besar. Oleh karena itu, ESP berperilaku tidak terduga, ia dapat dengan mudah melakukan boot ulang atau memproses permintaan selama beberapa detik. Solusinya adalah beralih ke soket web. Setelah itu, jumlah permintaan menurun secara signifikan.
Masalah ketiga adalah antarmuka web. Informasi lebih lanjut mengenai hal tersebut akan terdapat pada artikel tersendiri yang akan dipublikasikan selanjutnya.
Untuk saat ini saya hanya akan mengatakan bahwa opsi terbaik saat ini adalah menggunakan VUE.JS.
Kerangka kerja ini adalah yang paling cocok dari semua kerangka kerja yang telah kami uji.
Opsi antarmuka dapat dilihat pada tautan di bawah ini.
Menjadi termostat
Setelah mengatasi semua kesulitan, kami sampai pada hasil berikut:
Konstruksi
Termostat terdiri dari tiga papan (modul):
- Pengelola;
- Dikelola;
- Papan pajangan.
Pengelola – papan tempat ESP12, “pengawas” perangkat keras, dan nRF24 ditempatkan untuk bekerja dengan sensor masa depan. Saat diluncurkan, perangkat tersebut mendukung sensor digital DS18B20. Namun kami menyediakan kemampuan untuk menghubungkan sensor analog dari produsen pihak ketiga. Dan dalam salah satu pembaruan perangkat lunak perangkat di masa mendatang, kami akan menambahkan kemampuan untuk menggunakan sensor yang disertakan dengan termostat pihak ketiga.
Dikelola – catu daya dan papan kendali beban. Di sana mereka menempatkan catu daya 750mA, terminal untuk menghubungkan sensor suhu dan relai 16A untuk mengendalikan beban.
Tampilan – pada tahap pengembangan yang kami pilih 2.4 inci.
Anda dapat dengan mudah menemukan informasi tentangnya di Internet. Saya ingin menambahkan bahwa ini nyaman bagi hampir semua orang, kecuali harganya. Layar 2.4 inci berharga sekitar 1200₽, yang tidak memberikan pengaruh terbaik pada harga akhir.
Jadi diputuskan untuk membuat analog sesuai kebutuhan kita, tapi dengan harga lebih murah. Benar, Anda harus memprogramnya dengan cara klasik, dan bukan dari lingkungan Nextion Editor. Ini lebih sulit, tapi kami siap menghadapinya.
Analognya adalah matriks 2.4 inci dengan layar sentuh dan papan dengan STM32 untuk mengontrolnya dan mengurangi beban pada ESP12. Semua kontrol akan serupa dengan Nextion melalui UART, serta memori 32 MB dan kartu flash lengkap untuk merekam log.
Desain modular memudahkan untuk mengubah salah satu modul dan outputnya adalah perangkat yang sama sekali berbeda.
Misalnya, sudah ada opsi untuk “board 2” dalam beberapa versi:
- Opsi 1 - untuk lantai berpemanas. Catu daya dari 220V. Relai mengontrol beban apa pun setelahnya.
- Opsi 2 – untuk lantai berpemanas air atau katup baterai. Didukung oleh 24V AC. Kontrol katup untuk 24V.
- Opsi 3 – catu daya dari 220V. Kontrol jalur terpisah, seperti ketel atau sauna listrik.
penutup
Saya bukan pengembang profesional. Saya berhasil menyatukan orang dengan satu tujuan. Umumnya, setiap orang bekerja untuk ide tersebut; untuk melakukan sesuatu yang benar-benar bermanfaat; sesuatu yang akan berguna bagi pengguna akhir.
Saya yakin beberapa orang tidak akan menyukai desain casingnya; bagi sebagian orang – tampilan halaman. Itu hak kamu! Namun kami sendiri yang melakukan hal ini, melalui kritik terus-menerus terhadap apa yang kami lakukan, dan yang paling penting, alasannya. Jika Anda tidak memiliki pertanyaan seperti yang disebutkan di atas, kami akan dengan senang hati mengobrol di komentar.
Kritik yang membangun itu baik, dan kami berterima kasih karenanya.
Sejarah ide . Bagi yang berminat:
- Untuk semua pertanyaan: Grup Telegram
- Ikuti beritanya: saluran informasi Telegram
Dan ya, kami menikmati apa yang kami lakukan.
Sumber: www.habr.com