Etter flere år med fruktbart arbeid ble det besluttet å offentliggjøre vårt første produkt for klimakontroll i et smarthus - en smart termostat for styring av varme gulv.
Hva er denne enheten?
Dette er en smart termostat for alle elektriske varmegulv opp til 3kW. Den styres via en applikasjon, en nettside, HTTP, MQTT, så den integreres enkelt i alle smarthussystemer. Vi vil utvikle plugins for de mest populære.
Du kan kontrollere ikke bare et elektrisk oppvarmet gulv, men også et termisk hode for et vannoppvarmet gulv, en kjele eller en elektrisk badstue. Ved hjelp av nrf vil termostaten også kunne kommunisere med ulike sensorer. Nesten alle klimarelaterte sensorer er for tiden under utvikling. Siden enheten er basert på ESP, bestemte vi oss for at det ville være upassende å ta bort tilpasningsmuligheter fra brukerne. Derfor vil vi gjøre det slik at brukeren kan bytte enheten til utviklermodus og installere annen fastvare, for eksempel med støtte for HomeKit eller tredjepartsprosjekter.
*etter å ha installert tredjeparts fastvare med støtte for HomeKit eller andre populære prosjekter, er det ikke mulig å gå tilbake til den originale via OTA (Over-the-Air).
Vanskeligheter vi møtte
Å si at det ikke var noen ville være dumt. Jeg skal prøve å beskrive de vanskeligste problemene som oppsto og hvordan vi løste dem.
Å huse enheten var en utfordring. Både når det gjelder ressurskostnader og tidskostnader (de ble utviklet i ca. ett år).
Det var mange alternativer på markedet. Og det mest populære er 3D-utskrift. La oss finne ut av det:
Klassisk 3D-utskrift. Kvaliteten etterlater mye å være ønsket, det samme gjør produksjonshastigheten. Vi brukte 3D-printing for prototyper, men det var ikke egnet for produksjon.
Fotopolymer 3D-skriver. Her er kvaliteten mye bedre, men priseffekten spiller inn. Prototyper skrevet ut på en lignende skriver koster omtrent 4000 rubler, og dette er en del av kroppen av to. Du kan kjøpe din egen skriver, som vil redusere prisen, men likevel vil prisen være astronomisk, og hastigheten vil være utilfredsstillende.
Silikonstøping. Vi vurderte dette som det beste alternativet. Kvaliteten var god, prisen var høy, men ikke kritisk. Det første partiet på 20 saker ble til og med bestilt for felttesting.
Men tilfeldighetene forandret alt. En kveld postet jeg ved et uhell i den interne chatten for utviklere at det var et problem med sakene, prisen var for høy. Og dagen etter skrev en kollega i en personlig melding at en venn av vennen hans hadde en TPA (termoplastmaskin). Og på det første stadiet kan du lage en form for den. Denne meldingen endret alt!
Jeg hadde vurdert å bruke sprøytestøpemaskiner før, men det som stoppet meg var ikke engang behovet for å bestille et parti på minst 5000 stykker (selv om du prøver, kan du finne mindre gjennom kineserne). Prisen på formen stoppet meg. Omtrent $5000. Jeg var ikke klar til å betale dette beløpet med en gang. Beløpet for formen gjennom vår nylig pregede kollega var ikke astronomisk, det varierte rundt $2000-$2500. I tillegg sa han ja til å møte oss og vi ble enige om at betalingen skulle skje på avdrag. Så problemet med skrogene var løst.
Den andre og ikke mindre viktige vanskeligheten vi møtte var maskinvare.
Antallet maskinvarerevisjoner kan ikke telles. I følge konservative estimater er det presenterte alternativet det syvende, uten å telle de mellomliggende. I den prøvde vi å løse alle manglene som ble identifisert under testprosessen.
Så tidligere trodde jeg at det ikke var behov for en maskinvarevakthund. Nå, uten den, vil enheten ikke gå i produksjon: på grunn av lunefullheten til plattformen vi har valgt.
Nok en analog inngang til ESP. Tidligere trodde jeg at hver ESP-pinne var universell. Men ESP har bare én analog pinne. Dette lærte jeg i praksis, noe som førte til omarbeiding og ombestilling av kretskortene.
Første versjon av trykte kretskort
Andre versjon av trykte kretskort
Den nest siste versjonen av trykte kretskort, hvor vi raskt måtte løse problemer med den analoge pinnen
Når det gjelder programvare, var det også mange fallgruver.
For eksempel faller ESP periodisk av. Selv om ping går til den, åpnes ikke siden. Det er bare én løsning - å skrive om biblioteket. Det kan være andre, men alle de vi prøvde fungerte ikke.
Det andre betydelige problemet, merkelig nok, er antall forespørsler til ESP når du åpner en side. Ved å bruke GET eller ajax ble vi møtt med at antallet forespørsler ble uanstendig stort. På grunn av dette oppførte ESP seg uforutsigbart, den kunne ganske enkelt starte på nytt eller behandle forespørselen i flere sekunder. Løsningen ble å bytte til web-sockets. Etter dette gikk antallet forespørsler betydelig ned.
Det tredje problemet er webgrensesnittet. Mer informasjon om det kommer i en egen artikkel som publiseres senere.
For nå vil jeg bare si at det beste alternativet for øyeblikket er å bruke VUE.JS.
Dette rammeverket er det best egnede av alt vi har testet.
Grensesnittalternativer kan sees på lenkene nedenfor.
Å bli en termostat
Etter å ha overvunnet alle vanskelighetene, kom vi til dette resultatet:
utforming
Termostaten består av tre tavler (moduler):
- Sjef;
- Fikk til;
- Utstillingstavle.
sjef – et brett hvor ESP12, hardware "watchdog" og nRF24 er plassert for å arbeide med fremtidige sensorer. Ved lansering støtter enheten den digitale sensoren DS18B20. Men vi ga muligheten til å koble til analoge sensorer fra tredjepartsprodusenter. Og i en av de fremtidige enhetsprogramvareoppdateringene vil vi legge til muligheten til å bruke sensorer som følger med tredjepartstermostater.
Fikk til – strømforsyning og lastkontrollkort. Der plasserte de en 750mA strømforsyning, terminaler for tilkobling av temperatursensorer og et 16A relé for styring av belastningen.
utstilling – på utviklingsstadiet vi valgte 2.4 tommer.
Du kan enkelt finne informasjon om det på Internett. Jeg vil legge til at det er praktisk for nesten alle, bortsett fra prisen. En 2.4-tommers skjerm koster rundt 1200₽, noe som ikke har den beste effekten på sluttprisen.
Så det ble besluttet å lage en analog for å passe våre behov, men til en lavere pris. Riktignok må du programmere det på den klassiske måten, og ikke fra Nextion Editor-miljøet. Det er vanskeligere, men vi er klare for det.
En analog vil være en 2.4-tommers matrise med berøringsskjerm og et brett med STM32 ombord for å kontrollere den og redusere belastningen på ESP12. All kontroll vil være lik Nextion via UART, samt 32 MB minne og et fullverdig flash-kort for opptak av logger.
Den modulære designen gjør det enkelt å endre en av modulene og utgangen er en helt annen enhet.
For eksempel er det allerede alternativer for "brett 2" i flere versjoner:
- Alternativ 1 - for gulvvarme. Strømforsyning fra 220V. Reléet styrer eventuell belastning etter seg.
- Alternativ 2 – for vannoppvarmet gulv eller batteriventil. Drives av 24V AC. Ventilstyring for 24V.
- Alternativ 3 – strømforsyning fra 220V. Styring av en egen linje, for eksempel en kjele eller elektrisk badstue.
etterord
Jeg er ikke en profesjonell utvikler. Jeg klarte å forene folk med ett mål. For det meste jobber alle for ideen; for å gjøre noe virkelig verdt; noe som vil være nyttig for sluttbrukeren.
Jeg er sikker på at noen mennesker ikke vil like utformingen av saken; for noen – utseendet til siden. Det er din rett! Men vi gikk hele denne veien selv, gjennom konstant kritikk av det vi gjør, og viktigst av alt, hvorfor. Hvis du ikke har spørsmål som de som er nevnt ovenfor, chatter vi gjerne i kommentarene.
Konstruktiv kritikk er bra, og det er vi takknemlige for.
Historien om ideen . For de som er interessert:
- For alle spørsmål: Telegram-gruppe
- Følg med på nyhetene: Telegram informasjonskanal
Og ja, vi liker det vi gjør.
Kilde: www.habr.com