온도 조절기 제작 과정: 어떻게 만들어졌는가

수년간의 성과 있는 작업 끝에, 스마트 홈의 기후 제어를 위한 최초의 제품을 대중에게 선보이기로 결정했습니다. 바로 바닥 난방을 제어하는 ​​스마트 온도 조절기입니다.

이 장치는 무엇입니까?

최대 3kW의 모든 전기 바닥 난방에 적합한 스마트 온도 조절기입니다. 애플리케이션, 웹페이지, HTTP, MQTT를 통해 제어되므로 모든 스마트 홈 시스템에 쉽게 통합할 수 있습니다. 가장 많이 사용되는 시스템에 대해서는 플러그인을 개발할 예정입니다.

전기 바닥 난방뿐만 아니라 온수 바닥, 보일러, 전기 사우나의 열 헤드도 제어할 수 있습니다. 또한 NRF를 사용하여 다양한 센서와 통신할 수 있습니다. 거의 모든 기후 관련 센서는 현재 개발 중입니다. 이 기기는 ESP 기반이므로 사용자의 맞춤 설정 옵션을 제한하는 것은 적절하지 않다고 판단했습니다. 따라서 사용자가 기기를 개발자 모드로 전환하여 HomeKit 또는 타사 프로젝트를 지원하는 다른 펌웨어를 설치할 수 있도록 할 것입니다.

*HomeKit을 지원하는 타사 펌웨어나 다른 인기 프로젝트를 설치한 후에는 OTA(Over-the-Air)를 통해 원래 버전으로 돌아갈 수 없습니다.

우리가 겪은 어려움

전혀 없었다고 말하는 건 어리석은 짓입니다. 가장 어려웠던 문제들과 우리가 어떻게 해결했는지 설명하려고 노력하겠습니다.

이 장치의 개발은 자원 비용과 시간 측면에서 모두 복잡한 작업이었습니다(개발하는 데 약 1년이 걸렸습니다).

시중에는 다양한 옵션이 있었습니다. 그중에서도 가장 인기 있는 것은 3D 프린팅입니다. 한번 알아볼까요?
클래식 3D 프린팅입니다. 품질이 많이 부족하고 생산 속도도 느립니다. 시제품 제작에는 3D 프린팅을 사용했지만, 양산에는 적합하지 않았습니다.

포토폴리머 3D 프린터입니다. 품질은 훨씬 좋지만 가격적인 측면이 있습니다. 이러한 프린터로 출력한 프로토타입은 약 4000루피(약 XNUMX원)이며, 이는 두 가지 사례 중 일부에 불과합니다. 프린터를 직접 구매하면 가격은 낮아지지만, 여전히 가격이 천문학적이고 속도는 만족스럽지 않습니다.

실리콘 캐스팅. 저희는 이것이 최선의 선택이라고 생각했습니다. 품질은 괜찮았고 가격도 높았지만, 그렇게 큰 문제는 아니었습니다. 심지어 현장 테스트를 위해 첫 번째 배치 20개를 주문하기도 했습니다.

하지만 모든 것이 우연히 바뀌었습니다. 어느 날 저녁, 개발자들을 위한 내부 채팅방에 실수로 케이스에 문제가 있고 가격이 너무 비싸다는 글을 올렸습니다. 그리고 다음 날, 한 동료가 개인 메시지로 친구의 친구가 사출 성형기(ITM)를 가지고 있다고 했습니다. 그리고 그 기계의 초기 단계에서 프레스 금형을 제작할 수 있다고 했습니다. 이 메시지는 모든 것을 바꿔놓았습니다!

이전에도 사출 성형기 사용을 고려해 봤지만, 최소 5000개는 주문해야 한다는 사실에도 전혀 개의치 않았습니다 (물론 중국 쪽에서는 더 적은 수량도 구할 수 있습니다). 그런데 금형 가격이 너무 높아서 망설였습니다. 약 5000달러 정도였는데, 한 번에 이 정도 금액을 지불할 준비가 되어 있지 않았습니다. 새로 고용된 동료가 제시한 금형 가격은 2000달러에서 2500달러 사이로 천문학적인 금액은 아니었습니다. 게다가, 그가 저희를 만나서 할부로 지불하기로 합의했습니다. 그렇게 케이스 문제는 해결되었습니다.

두 번째로 중요한 어려움은 하드웨어였습니다.

하드웨어 개정 횟수는 셀 수 없이 많습니다. 간략하게 추산해 보면, 제시된 버전은 중간 버전을 제외하고 일곱 번째 버전입니다. 이 버전에서는 테스트 과정에서 드러난 모든 단점을 해결하고자 노력했습니다.

그래서 전에는 하드웨어 "감시 장치"가 필요 없다고 생각했습니다. 하지만 이제 이 장치는 감시 장치 없이는 생산되지 않을 것입니다. 우리가 선택한 플랫폼의 변덕스러움 때문입니다.
ESP에 또 다른 아날로그 입력이 있습니다. 이전에는 각 ESP 핀이 범용이라고 생각했습니다. 하지만 ESP에는 아날로그 핀이 하나뿐입니다. 실제로 이 사실을 알게 되었고, 인쇄 회로 기판을 재작업하고 순서를 변경하게 되었습니다.

인쇄 회로 기판의 첫 번째 버전

인쇄 회로 기판의 두 번째 버전

아날로그 핀 문제를 긴급히 해결해야 했던 인쇄 회로 기판의 마지막 두 번째 버전

소프트웨어 측면에서도 함정이 많았습니다.

예를 들어, 주기적인 ESP 오류입니다. ping을 보내도 페이지가 열리지 않습니다. 해결책은 하나뿐입니다. 라이브러리를 다시 작성하는 것입니다. 다른 방법도 있을 수 있지만, 시도해 본 모든 방법은 결과를 얻지 못했습니다.

두 번째 심각한 문제는, 이상하게도 페이지를 열 때 ESP에 요청되는 횟수가 너무 많다는 것입니다. GET이나 Ajax를 사용할 때 요청 수가 지나치게 많아지는 문제가 발생했습니다. 이로 인해 ESP가 예측할 수 없이 작동하여 재부팅되거나 몇 초 동안 요청을 처리할 수 있었습니다. 해결책은 웹 소켓으로 전환하는 것이었습니다. 그 후 요청 수가 몇 배나 감소했습니다.

세 번째 문제는 웹 인터페이스입니다. 이에 대한 자세한 내용은 추후 게시될 별도 기사에서 다루겠습니다.

지금으로서는 VUE.JS를 사용하는 것이 가장 좋은 옵션이라고만 말씀드리겠습니다.

이 프레임워크는 우리가 시도해 본 모든 프레임워크 중 가장 적합합니다.

인터페이스 옵션은 아래 링크에서 볼 수 있습니다.

adaptive.lytko.com
모바일.lytko.com

온도 조절 장치의 형성

모든 어려움을 극복한 결과, 우리는 다음과 같은 결과를 얻었습니다.

디자인

온도 조절 장치는 3개의 보드(모듈)로 구성됩니다.

1. 관리자;
2. 통제된;
3. 디스플레이 보드.

관리자 – 향후 센서와 연동하기 위한 ESP12, 하드웨어 워치독, nRF24를 내장한 보드입니다. 출시 시점에는 DS18B20 디지털 센서를 지원하지만, 타사 아날로그 센서도 연결할 수 있도록 지원해 왔습니다. 또한, 향후 소프트웨어 업데이트를 통해 타사 온도 조절기와 함께 제공되는 센서를 사용할 수 있는 기능도 추가할 예정입니다.

관리 - 전원 공급 장치 및 부하 제어 보드. 750mA 전원 공급 장치, 온도 센서 연결 단자, 부하 제어용 16A 릴레이가 있습니다.

디스플레이 – 개발 단계에서 우리는 선택했습니다 넥스티온 디스플레이 2.4 인치.

인터넷에서 관련 정보를 쉽게 찾을 수 있습니다. 가격만 빼면 거의 모든 면에서 편리하다는 점을 덧붙이고 싶습니다. 2.4인치 디스플레이는 약 1200루피(약 XNUMX만 원)인데, 이는 최종 가격에 큰 영향을 미치지 않습니다.

그래서 저희 필요에 맞춰 아날로그 제품을 더 저렴한 가격으로 만들기로 했습니다. 물론 Nextion Editor 환경이 아닌 기존 방식으로 프로그래밍해야 하겠지만요. 더 어렵겠지만, 저희는 그럴 준비가 되어 있습니다.

아날로그는 터치스크린이 장착된 2.4인치 매트릭스와 이를 제어하고 ESP32의 부하를 줄이기 위한 STM12 온보드 보드로 구성됩니다. 모든 제어는 UART를 통한 Nextion과 유사하며, 32MB 메모리와 로그 기록을 위한 완전한 플래시 카드가 포함됩니다.

모듈식 설계 덕분에 모듈 중 하나를 쉽게 교체할 수 있으며, 그 결과 완전히 다른 장치가 탄생합니다.

예를 들어, "보드 2"에는 이미 여러 버전이 있습니다.

• 옵션 1 - 바닥 난방용. 220V 전원 공급. 릴레이가 자체 부하를 제어합니다.
• 옵션 2 - 온수 바닥 난방 또는 라디에이터 밸브용. 전원은 24V AC입니다. 밸브 제어는 24V입니다.
• 옵션 3 – 220V 전원 공급. 보일러나 전기 사우나 등 별도 회선 제어.

사후

저는 전문 개발자는 아니지만, 하나의 목표를 위해 사람들을 하나로 모았습니다. 대부분의 사람들은 아이디어를 위해, 정말 가치 있는 무언가를 만들고 최종 사용자에게 유용한 무언가를 만들기 위해 노력합니다.

누군가는 케이스 디자인이 마음에 들지 않을 수도 있고, 누군가는 페이지의 모양이 마음에 들지 않을 수도 있습니다. 물론 그럴 권리는 있습니다! 하지만 저희는 저희가 하는 일, 그리고 무엇보다 중요한 이유에 대한 끊임없는 비판을 통해 이 모든 과정을 직접 경험해 왔습니다. 본문에 위와 같은 질문이 없으시다면 댓글로 문의해 주시면 감사하겠습니다.

건설적인 비판은 좋으며, 우리는 그것을 감사히 여깁니다.

아이디어의 역사 여기에관심 있는 분들을 위해:

1. 모든 문의사항: 텔레그램 그룹 리트코G
2. 뉴스를 팔로우하세요: 텔레그램 정보 채널 리트코 뉴스

그렇습니다. 우리는 우리가 하는 일을 즐깁니다.

출처 : habr.com