Po niekoľkých rokoch plodnej práce sme sa rozhodli uviesť na trh náš prvý produkt pre inteligentnú domácu klimatizáciu – inteligentný termostat pre podlahové kúrenie.
Čo je toto zariadenie?
Toto je inteligentný termostat pre akýkoľvek systém elektrického podlahového vykurovania do 3 kW. Ovláda sa cez aplikáciu, webovú stránku, HTTP a MQTT a ľahko sa integruje so všetkými systémami inteligentnej domácnosti. Pre tie najpopulárnejšie vyvinieme pluginy.
Ovládať môžete nielen elektrické podlahové kúrenie, ale aj termostatickú hlavicu pre hydronické podlahové kúrenie, kotol alebo elektrickú saunu. Termostat dokáže komunikovať aj s rôznymi senzormi pomocou NRF. Takmer všetky senzory súvisiace s klímou sú momentálne vo vývoji. Keďže zariadenie je založené na ESP, rozhodli sme sa, že zbavenie používateľov možností prispôsobenia by bolo nevhodné. Preto používateľom umožníme prepnúť zariadenie do vývojárskeho režimu a nainštalovať si rôzny firmvér, napríklad s podporou HomeKitu alebo projektov tretích strán.
*Po nainštalovaní firmvéru tretej strany s podporou HomeKitu alebo iných populárnych projektov nie je návrat k pôvodnému nastaveniu možný prostredníctvom OTA (Over-the-Air).
Ťažkosti, s ktorými sme sa stretli
Bolo by hlúpe tvrdiť, že žiadne neboli. Pokúsim sa opísať najnáročnejšie problémy, ktoré sa vyskytli, a ako sme ich vyriešili.
Kryt zariadenia bol zložitou úlohou, a to ako z hľadiska zdrojov, tak aj času (vývoj trval približne rok).
Na trhu bolo množstvo možností. A najobľúbenejšou bola 3D tlač. Pozrime sa na to:
Tradičná 3D tlač. Kvalita je stále veľmi nedostatočná, rovnako ako rýchlosť výroby. Použili sme 3D tlač na prototypy, ale nebola vhodná na výrobu.
Fotopolymérová 3D tlačiareň. Kvalita je tu výrazne lepšia, ale cena zohráva úlohu. Prototypy vytlačené na takejto tlačiarni stoja okolo 4 000 rubľov a to je pre jeden záber z dvoch. Kúpa vlastnej tlačiarne by znížila náklady, ale stále by bola neúnosne drahá a rýchlosť neuspokojivá.
Silikónový odliatok. Považovali sme to za najlepšiu možnosť. Kvalita bola slušná, cena vysoká, ale nie prehnane. Dokonca sme si objednali prvú várku 20 krytov na testovanie v teréne.
Ale náhoda všetko zmenila. Jedného večera som omylom napísal do interného chatu pre vývojárov, že kryty sú trochu drahé. Na druhý deň mi kolega súkromne napísal, že kamarát kamaráta má vstrekovací lis (IMM). Povedal, že by naň mohol ako prvý krok vyrobiť formu. Táto správa všetko zmenila!
Už predtým som zvažoval použitie vstrekovacieho lisu, ale ani len nutnosť objednať si minimálne 5 000 kusov ma neodradila (hoci ak sa pokúsite, u čínskych dodávateľov ich nájdete menej). Bola to cena formy. Okolo 5 000 dolárov. Nebol som pripravený minúť toľko naraz. Cena za získanie formy od nášho nového kolegu nebola premrštená, pohybovala sa od 2 000 do 2 500 dolárov. Bol tiež ústretový a dohodli sme sa na platbe na splátky. Tým bol problém s bývaním vyriešený.
Druhou a nemenej dôležitou ťažkosťou, s ktorou sme sa stretli, bol hardvér.
Počet hardvérových revízií je nespočetný. Podľa konzervatívneho odhadu je prezentovaná verzia siedmou v poradí, nepočítajúc priebežné revízie. V nej sme sa pokúsili vyriešiť všetky nedostatky zistené počas testovania.
Takže predtým som si myslel, že hardvérový watchdog nie je potrebný. Teraz sa bez neho zariadenie nedostane do výroby kvôli vrtošivosti platformy, ktorú sme si vybrali.
Na ESP je aj analógový vstup. Predtým som si myslel, že každý pin ESP je univerzálny. Ale ESP má iba jeden analógový pin. Zistil som to v praxi, čo viedlo k prepracovaniu a zmene poradia dosiek plošných spojov.
Prvá verzia dosiek plošných spojov
Druhá verzia dosiek plošných spojov
Predposledná verzia dosiek plošných spojov, kde sme museli urgentne riešiť problémy s analógovým pinom
Čo sa týka softvéru, aj tu bolo veľa úskalí.
Napríklad ESP pravidelne vypadá. Aj keď sa dá pingnúť, stránka sa neotvorí. Existuje len jedno riešenie: prepísať knižnicu. Možno existujú aj iné, ale žiadne z tých, ktoré sme vyskúšali, nefungovalo.
Druhým významným problémom, dosť zvláštne, bol počet požiadaviek na ESP pri otváraní stránky. Pri použití GET alebo AJAX sme narazili na neúmerne vysoký počet požiadaviek. To spôsobovalo nepredvídateľné správanie ESP, niekedy jednoducho reštartovanie alebo spracovanie požiadavky niekoľko sekúnd. Riešením bolo prepnutie na webové sockety. Potom sa počet požiadaviek výrazne znížil.
Tretím problémom je webové rozhranie. Viac informácií o ňom bude v samostatnom článku, ktorý bude publikovaný neskôr.
Zatiaľ len poviem, že najlepšou možnosťou je momentálne použiť VUE.JS.
Tento rámec je najvhodnejší zo všetkých, ktoré sme vyskúšali.
Možnosti rozhrania si môžete pozrieť na nižšie uvedených odkazoch.
Vytvorenie termostatu
Po prekonaní všetkých ťažkostí sme dospeli k nasledujúcemu výsledku:
dizajn
Termostat sa skladá z troch dosiek (modulov):
- Manažér;
- Kontrolované;
- Zobrazovacia tabuľa.
manažér – doska obsahujúca ESP12, hardvérový watchdog a nRF24 na prácu s budúcimi senzormi. Zariadenie spočiatku podporuje digitálny senzor DS18B20. Pridali sme však aj možnosť pripojenia analógových senzorov tretích strán. V budúcej aktualizácii firmvéru pridáme možnosť používať senzory dodávané s termostatmi tretích strán.
Spravované – Doska riadenia napájania a záťaže. Obsahuje 750mA napájací zdroj, svorky na pripojenie teplotných senzorov a 16A relé na riadenie záťaže.
zobraziť – vo fáze vývoja, ktorú sme si vybrali 2.4 palcov.
Informácie o ňom sa dajú ľahko nájsť online. Dodal by som, že je vhodný takmer vo všetkom, okrem ceny. 2.4-palcový displej stojí okolo 1 200 rubľov, čo nemusí nevyhnutne ovplyvniť konečnú cenu.
Rozhodli sme sa teda vytvoriť podobný produkt prispôsobený našim potrebám, ale za nižšie náklady. Budeme ho však musieť naprogramovať tradičnou metódou, nie v prostredí Nextion Editor. Je to zložitejšie, ale zvládneme to.
Analóg bude 2.4-palcová matica s dotykovou obrazovkou a doskou s integrovaným STM32 na jej ovládanie a zníženie zaťaženia ESP12. Všetky ovládacie prvky budú podobné ako v Nextion cez UART, ako aj 32 MB pamäte a plnohodnotná flash karta na zaznamenávanie protokolov.
Modulárny dizajn umožňuje jednoduchú výmenu jedného z modulov, čím vznikne úplne iné zariadenie.
Napríklad už existuje niekoľko verzií „dosky 2“:
- Možnosť 1 – pre podlahové kúrenie. Napájanie 220 V. Relé ovláda akúkoľvek záťaž zapojených v sieti.
- Možnosť 2 – pre hydronické podlahové kúrenie alebo radiátorový ventil. Napájanie 24 V AC. Ovládanie ventilu pri 24 V.
- Možnosť 3 – Napájanie 220 V. Ovládanie samostatnej linky, napríklad kotla alebo elektrickej sauny.
Doslov
Nie som profesionálny vývojár. Podarilo sa mi zjednotiť ľudí okolo spoločného cieľa. Väčšinou všetci pracujú na rovnakej myšlienke; vytvoriť niečo skutočne hodnotné; niečo, čo bude užitočné pre koncového používateľa.
Som si istý, že niektorým ľuďom sa nebude páčiť dizajn puzdra; iným sa nebude páčiť rozloženie stránky. To je vaše právo! Ale my sme si celým týmto procesom prešli sami a čelili sme neustálej kritike toho, čo robíme, a čo je najdôležitejšie, prečo to robíme. Ak nemáte žiadne otázky, ako sú tie vyššie uvedené, radi ich s vami preberieme v komentároch.
Konštruktívna kritika je dobrá a sme za ňu vďační.
História myšlienky Pre záujemcov:
- Pre všetky otázky: Telegramová skupina
- Sledujte novinky: Telegramový spravodajský kanál
A áno, to, čo robíme, nás baví.
Zdroj: hab.com
