להיות תרמוסטט: איך זה קרה

לאחר מספר שנים של עבודה פורייה, הוחלט להביא לציבור את המוצר הראשון שלנו לבקרת אקלים בבית חכם - תרמוסטט חכם לשליטה על רצפות מחוממות.

מה זה המכשיר הזה?

זהו תרמוסטט חכם לכל רצפה מחוממת חשמלית עד 3kW. הוא נשלט באמצעות אפליקציה, דף אינטרנט, HTTP, MQTT, כך שהוא משולב בקלות בכל מערכות הבית החכם. נפתח תוספים עבור הפופולריים שבהם.

אתה יכול לשלוט לא רק ברצפה מחוממת חשמלית, אלא גם בראש תרמי לרצפה מחוממת מים, דוד או סאונה חשמלית. כמו כן, באמצעות nrf, התרמוסטט יוכל לתקשר עם חיישנים שונים. כמעט כל החיישנים הקשורים לאקלים נמצאים כעת בפיתוח. מכיוון שהמכשיר מבוסס על ESP, החלטנו שזה לא הולם לקחת מהמשתמשים אפשרויות התאמה אישית. לכן, אנו נדאג לכך שהמשתמש יוכל להעביר את המכשיר למצב מפתח ולהתקין קושחה אחרת, למשל, עם תמיכה ב-HomeKit או בפרויקטים של צד שלישי.

*לאחר התקנת קושחה של צד שלישי עם תמיכה ב-HomeKit או בפרויקטים פופולריים אחרים, לא ניתן לחזור למקור באמצעות OTA (Over-the-Air).

קשיים שנתקלנו בהם

להגיד שלא היו כאלה יהיה טיפשי. אנסה לתאר את הבעיות הקשות ביותר שעלו וכיצד פתרנו אותן.

שיכון המכשיר היה אתגר. הן מבחינת עלויות המשאבים והן מבחינת עלויות הזמן (הם פותחו במשך כשנה).

היו הרבה אפשרויות בשוק. והפופולרי ביותר הוא הדפסת תלת מימד. בואו נבין את זה:
הדפסת תלת מימד קלאסית. האיכות משאירה הרבה מה לרצות, וכך גם מהירות הייצור. השתמשנו בהדפסת תלת מימד עבור אבות טיפוס, אבל זה לא היה מתאים לייצור.

מדפסת תלת מימד פוטופולימר. כאן האיכות הרבה יותר טובה, אבל השפעת המחיר באה לידי ביטוי. אבות טיפוס המודפסים במדפסת דומה עולים כ-3 רובל, וזהו חלק אחד של הגוף מתוך שניים. אתה יכול לקנות מדפסת משלך, שתוזיל את המחיר, אבל עדיין המחיר יהיה אסטרונומי, והמהירות תהיה לא מספקת.

יציקת סיליקון. ראינו שזו האפשרות הטובה ביותר. האיכות הייתה טובה, המחיר היה גבוה, אבל לא קריטי. המנה הראשונה של 20 מקרים אף הוזמנה לבדיקות בשטח.

אבל המקרה שינה הכל. ערב אחד פרסמתי בטעות בצ'אט הפנימי למפתחים שיש בעיה עם המקרים, המחיר היה גבוה מדי. ולמחרת, עמית כתב בהודעה אישית שלחבר של חבר שלו יש TPA (מכונה תרמופלסטית). ובשלב הראשון אפשר להכין לה תבנית. ההודעה הזו שינתה הכל!

שקלתי להשתמש במכונות הזרקה בעבר, אבל מה שעצר אותי זה אפילו לא הצורך להזמין אצווה של לפחות 5000 חתיכות (אם כי אם תנסו, תוכלו למצוא פחות דרך הסינים). מחיר התבנית עצר אותי. בערך 5000 דולר. לא הייתי מוכן לשלם את הסכום הזה בבת אחת. הסכום עבור התבנית דרך עמיתנו שזה עתה הוטבע לא היה אסטרונומי, הוא השתנה בסביבות $2000-$2500. בנוסף הוא הסכים לפגוש אותנו וסיכמנו שהתשלום יתבצע בתשלומים. אז הבעיה עם הגופים נפתרה.

הקושי השני והלא פחות חשוב שנתקלנו בו היה חומרה.

לא ניתן לספור את מספר תיקוני החומרה. על פי הערכות שמרניות, האפשרות המוצגת היא השביעית, לא סופרת את הביניים. בו ניסינו לפתור את כל הליקויים שזוהו במהלך תהליך הבדיקה.

אז, בעבר האמנתי שאין צורך בכלב שמירה על חומרה. כעת, בלעדיו, המכשיר לא ייכנס לייצור: בשל קפריזיות הפלטפורמה שבחרנו.
קלט אנלוגי נוסף ל-ESP. בעבר חשבתי שכל סיכת ESP היא אוניברסלית. אבל ל-ESP יש רק פין אנלוגי אחד. למדתי זאת בפועל, מה שהוביל לעיבוד מחדש ולסדר מחדש של המעגלים המודפסים.

גרסה ראשונה של מעגלים מודפסים

גרסה שנייה של מעגלים מודפסים

הגרסה הלפני אחרונה של לוחות מעגלים מודפסים, שבה היינו צריכים לפתור בדחיפות בעיות עם הפין האנלוגי

לגבי תוכנה, היו גם הרבה מלכודות.

לדוגמה, ESP נופל מעת לעת. למרות שהפינג עובר אליו, הדף לא נפתח. יש רק פתרון אחד - שכתוב הספרייה. אולי יש אחרים, אבל כל אלה שניסינו לא עבדו.

הבעיה המשמעותית השנייה, באופן מוזר, היא מספר הבקשות ל-ESP בעת פתיחת עמוד. באמצעות GET או ajax, עמדנו בפני העובדה שמספר הבקשות הפך לגדול בצורה מגונה. בגלל זה, ה-ESP התנהג בצורה בלתי צפויה, הוא יכול פשוט לאתחל או לעבד את הבקשה למשך מספר שניות. הפתרון היה לעבור לשקעי אינטרנט. לאחר מכן, מספר הבקשות ירד משמעותית.

הבעיה השלישית היא ממשק האינטרנט. מידע נוסף עליו יהיה במאמר נפרד שיפורסם בהמשך.

לעת עתה אני רק אגיד שהאפשרות הטובה ביותר כרגע היא להשתמש ב-VUE.JS.

המסגרת הזו היא המתאימה ביותר מכל מה שבדקנו.

ניתן לראות אפשרויות ממשק בקישורים למטה.

adaptive.lytko.com
mobile.lytko.com

הופך לתרמוסטט

לאחר שהתגברנו על כל הקשיים, הגענו לתוצאה הזו:

בנייה

התרמוסטט מורכב משלושה לוחות (מודולים):

1. מנהל;
2. מנוהל;
3. לוח תצוגה.

מנהל – לוח שעליו ממוקמים ESP12, חומרה "watchdog" ו-nRF24 לעבודה עם חיישנים עתידיים. בעת ההשקה, המכשיר תומך בחיישן הדיגיטלי DS18B20. אבל סיפקנו את היכולת לחבר חיישנים אנלוגיים מיצרני צד שלישי. ובאחד מעדכוני התוכנה העתידיים של המכשיר נוסיף את היכולת להשתמש בחיישנים המגיעים עם תרמוסטטים של צד שלישי.

מנוהל - אספקת חשמל ולוח בקרת עומסים. שם הם הציבו ספק כוח 750mA, מסופים לחיבור חיישני טמפרטורה וממסר 16A לשליטה בעומס.

תצוגה – בשלב הפיתוח שבחרנו תצוגת Nextion 2.4 פנימה.

אתה יכול למצוא מידע על זה בקלות באינטרנט. אני רוצה להוסיף שזה נוח כמעט לכולם, חוץ מהמחיר. צג בגודל 2.4 אינץ' עולה בסביבות 1200₽, מה שלא משפיע בצורה הטובה ביותר על המחיר הסופי.

אז הוחלט לעשות אנלוגי שיתאים לצרכים שלנו, אבל במחיר נמוך יותר. נכון, תצטרכו לתכנת אותו בצורה הקלאסית, ולא מסביבת Nextion Editor. זה יותר קשה, אבל אנחנו מוכנים לזה.

אנלוגי יהיה מטריצה ​​בגודל 2.4 אינץ' עם מסך מגע ולוח עם STM32 על הלוח כדי לשלוט בו ולהפחית את העומס על ה-ESP12. כל השליטה תהיה דומה ל-Nextion דרך UART, כמו גם זיכרון של 32MB וכרטיס פלאש מלא להקלטת יומנים.

העיצוב המודולרי מקל על החלפת אחד מהמודולים והפלט הוא מכשיר שונה לחלוטין.

לדוגמה, יש כבר אפשרויות עבור "לוח 2" במספר גרסאות:

• אפשרות 1 - עבור רצפות מחוממות. ספק כוח מ-220V. הממסר שולט בכל עומס שאחרי עצמו.
• אפשרות 2 - לרצפה מחוממת מים או שסתום סוללה. מופעל על ידי 24V AC. בקרת שסתומים עבור 24V.
• אפשרות 3 – ספק כוח מ-220V. שליטה בקו נפרד, כגון דוד או סאונה חשמלית.

אחרית דבר

אני לא מפתח מקצועי. הצלחתי לאחד אנשים במטרה אחת. לרוב, כולם פועלים למען הרעיון; על מנת לעשות משהו באמת שווה; משהו שיהיה שימושי למשתמש הקצה.

אני בטוח שחלק מהאנשים לא יאהבו את העיצוב של המארז; עבור חלקם - מראה הדף. זו זכותך! אבל הלכנו את כל הדרך הזו בעצמנו, דרך ביקורת מתמדת על מה שאנחנו עושים, והכי חשוב, למה. אם אין לך שאלות כמו אלה שהוזכרו לעיל, נשמח לשוחח בתגובות.

ביקורת בונה זה טוב, ואנחנו אסירי תודה על כך.

היסטוריה של הרעיון כאן. למעוניינים:

1. לכל השאלות: קבוצת טלגרם LytkoG
2. עקבו אחר החדשות: ערוץ מידע טלגרם חדשות ליטקו

וכן, אנחנו נהנים ממה שאנחנו עושים.

מקור: www.habr.com