Po kilku latach owocnej pracy postanowiono przedstawić społeczeństwu nasz pierwszy produkt do kontroli klimatu w inteligentnym domu - inteligentny termostat do sterowania podgrzewanymi podłogami.
Co to za urządzenie?
Jest to inteligentny termostat do każdej podłogi ogrzewanej elektrycznie o mocy do 3 kW. Sterowanie odbywa się poprzez aplikację, stronę internetową, HTTP, MQTT, dzięki czemu można go łatwo zintegrować ze wszystkimi systemami inteligentnego domu. Opracujemy wtyczki do tych najpopularniejszych.
Można sterować nie tylko elektryczną podgrzewaną podłogą, ale także głowicą termiczną do podgrzewanej podłogi wodnej, bojlerem czy sauną elektryczną. Ponadto za pomocą nrf termostat będzie mógł komunikować się z różnymi czujnikami. Prawie wszystkie czujniki związane z klimatem są obecnie w fazie rozwoju. Ponieważ urządzenie bazuje na ESP, uznaliśmy, że niestosownym byłoby odbieranie użytkownikom możliwości personalizacji. Dlatego zrobimy to tak, aby użytkownik mógł przełączyć urządzenie w tryb programisty i zainstalować inny firmware, na przykład z obsługą HomeKit lub projektów innych firm.
*po zainstalowaniu oprogramowania firm trzecich obsługującego HomeKit lub inne popularne projekty, powrót do oryginalnego nie jest możliwy poprzez OTA (Over-the-Air).
Trudności, które napotkaliśmy
Twierdzenie, że ich nie było, byłoby głupotą. Postaram się opisać najtrudniejsze problemy jakie się pojawiły i jak je rozwiązaliśmy.
Obudowa urządzenia była wyzwaniem. Zarówno pod względem kosztów zasobów, jak i kosztów czasu (były opracowywane przez około rok).
Na rynku było mnóstwo opcji. A najbardziej popularny jest druk 3D. Rozwiążmy to:
Klasyczny druk 3D. Jakość pozostawia wiele do życzenia, podobnie jak szybkość produkcji. Do prototypów używaliśmy druku 3D, ale nie nadawał się on do produkcji.
Fotopolimerowa drukarka 3D. Tutaj jakość jest znacznie lepsza, ale w grę wchodzi efekt ceny. Prototypy wydrukowane na podobnej drukarce kosztują około 4000 rubli i jest to jedna część korpusu z dwóch. Można kupić własną drukarkę, co obniży cenę, ale i tak cena będzie astronomiczna, a prędkość niezadowalająca.
Odlew silikonowy. Uznaliśmy to za najlepszą opcję. Jakość była dobra, cena wysoka, ale nie krytyczna. Zamówiono nawet pierwszą partię 20 skrzynek do testów w terenie.
Ale przypadek zmienił wszystko. Któregoś wieczoru przez przypadek napisałam na wewnętrznym czacie dla programistów, że jest problem z obudowami, cena jest za wysoka. A następnego dnia kolega napisał w prywatnej wiadomości, że znajomy jego znajomego ma TPA (maszynę termoplastyczną). I na pierwszym etapie możesz zrobić do niego formę. Ta wiadomość zmieniła wszystko!
Już wcześniej zastanawiałem się nad użyciem wtryskarek, ale powstrzymała mnie nawet konieczność zamówienia partii co najmniej 5000 sztuk (choć jeśli spróbujesz, u Chińczyków znajdziesz mniej). Cena formy mnie powstrzymała. Około 5000 dolarów. Nie byłem gotowy zapłacić takiej kwoty od razu. Kwota za pleśń u naszego świeżo upieczonego kolegi nie była astronomiczna, wahała się w granicach 2000-2500 dolarów. Dodatkowo zgodził się na spotkanie i ustaliliśmy, że płatność będzie dokonywana w ratach. Zatem problem z kadłubami został rozwiązany.
Drugą i nie mniej ważną trudnością, jaką napotkaliśmy, był sprzęt.
Nie można policzyć liczby wersji sprzętu. Według ostrożnych szacunków prezentowana opcja jest siódmą, nie licząc opcji pośrednich. Próbowaliśmy w nim rozwiązać wszystkie niedociągnięcia zidentyfikowane podczas procesu testowania.
Dlatego wcześniej uważałem, że nie ma potrzeby stosowania watchdoga sprzętowego. Teraz bez tego urządzenie nie wejdzie do produkcji: ze względu na kapryśność platformy, którą wybraliśmy.
Kolejne wejście analogowe do ESP. Wcześniej myślałem, że każdy pin ESP jest uniwersalny. Ale ESP ma tylko jeden pin analogowy. Nauczyłem się tego w praktyce, co doprowadziło do przeróbek i zmiany kolejności płytek drukowanych.
Pierwsza wersja płytek drukowanych
Druga wersja płytek drukowanych
Przedostatnia wersja płytek drukowanych, w której musieliśmy pilnie rozwiązać problemy z pinem analogowym
Jeśli chodzi o oprogramowanie, również było wiele pułapek.
Na przykład ESP okresowo spada. Mimo że ping idzie do niego, strona nie otwiera się. Rozwiązanie jest tylko jedno – przepisanie biblioteki. Mogą być inne, ale wszystkie, które wypróbowaliśmy, nie zadziałały.
Drugim istotnym problemem, co dziwne, jest liczba żądań do ESP podczas otwierania strony. Używając GET lub ajax, stanęliśmy przed faktem, że liczba żądań stała się nieprzyzwoicie duża. Z tego powodu ESP zachował się nieprzewidywalnie, mógł po prostu zrestartować się lub przetworzyć żądanie przez kilka sekund. Rozwiązaniem było przejście na gniazda sieciowe. Następnie liczba żądań znacznie spadła.
Trzecim problemem jest interfejs sieciowy. Więcej informacji na ten temat znajdziecie w osobnym artykule, który opublikujemy później.
Na razie powiem tylko, że najlepszą opcją w tej chwili jest użycie VUE.JS.
Ten framework jest najbardziej odpowiedni ze wszystkich, które przetestowaliśmy.
Opcje interfejsu można wyświetlić pod poniższymi linkami.
Zostać termostatem
Pokonawszy wszystkie trudności, doszliśmy do takiego rezultatu:
projekt
Termostat składa się z trzech płytek (modułów):
- Menedżer;
- Zarządzany;
- Wyświetlacz.
Menedżer – płytka, na której umieszczono ESP12, sprzętowy „watchdog” i nRF24 do współpracy z przyszłymi czujnikami. W momencie premiery urządzenie obsługuje czujnik cyfrowy DS18B20. Zapewniliśmy jednak możliwość podłączenia czujników analogowych innych producentów. W jednej z przyszłych aktualizacji oprogramowania urządzenia dodamy możliwość korzystania z czujników dostarczanych z termostatami innych firm.
Zarządzany – tablica zasilania i sterowania obciążeniem. Tam umieścili zasilacz 750mA, zaciski do podłączenia czujników temperatury i przekaźnik 16A do sterowania obciążeniem.
pokaz – na etapie rozwoju wybraliśmy 2.4 cale.
Informacje na ten temat można łatwo znaleźć w Internecie. Dodam, że jest to wygodne niemal dla każdego, poza ceną. Wyświetlacz o przekątnej 2.4 cala kosztuje około 1200₽, co nie ma najlepszego wpływu na ostateczną cenę.
Postanowiono więc stworzyć analog odpowiadający naszym potrzebom, ale za niższą cenę. Co prawda trzeba będzie go zaprogramować w klasyczny sposób, a nie ze środowiska Nextion Editor. Jest trudniej, ale jesteśmy na to gotowi.
Analogiem będzie 2.4-calowa matryca z ekranem dotykowym i płytką z STM32 na pokładzie do sterowania nią i odciążania ESP12. Całe sterowanie będzie podobne do Nextion poprzez UART, a także 32 MB pamięci i pełnoprawna karta flash do zapisywania logów.
Modułowa konstrukcja sprawia, że łatwo jest zmienić jeden z modułów, a wyjściem jest zupełnie inne urządzenie.
Na przykład istnieją już opcje „płyty 2” w kilku wersjach:
- opcja 1 – do podłóg ogrzewanych. Zasilanie z 220V. Przekaźnik steruje po sobie dowolnym obciążeniem.
- opcja 2 – do podgrzewanej podłogi lub zaworu akumulatorowego. Zasilany napięciem 24V AC. Sterowanie zaworami na 24V.
- opcja 3 – zasilanie od 220V. Sterowanie wydzieloną linią np. bojlerem lub sauną elektryczną.
Posłowie
Nie jestem zawodowym programistą. Udało mi się zjednoczyć ludzi w jednym celu. W większości wszyscy pracują nad pomysłem; aby zrobić coś naprawdę wartościowego; coś, co będzie przydatne dla użytkownika końcowego.
Jestem pewien, że niektórym osobom nie spodoba się projekt obudowy; dla niektórych – wygląd strony. To Twoje prawo! Ale sami przeszliśmy całą tę drogę, nieustannie krytykując to, co robimy i, co najważniejsze, dlaczego. Jeśli nie masz pytań takich jak te wymienione powyżej, chętnie porozmawiamy w komentarzach.
Konstruktywna krytyka jest dobra i jesteśmy za nią wdzięczni.
Historia pomysłu . Dla zainteresowanych:
- W przypadku wszystkich pytań: grupa telegramów
- Śledź wiadomości: kanał informacyjny Telegramu
I tak, lubimy to, co robimy.
Źródło: www.habr.com