Efter flera Ă„rs fruktbart arbete beslutades det att vĂ„r första produkt för klimatkontroll i smarta hem â en smart termostat för att styra golvvĂ€rme â nu skulle presenteras för allmĂ€nheten.
Vad Àr detta för en enhet?
Detta Àr en smart termostat för alla elektriska golvvÀrmesystem upp till 3 kW. Den styrs via en app, webbsida, HTTP, MQTT, vilket gör att den enkelt kan integreras i alla smarta hemsystem. För de mest populÀra har vi utvecklat plugins.
Det gÄr att styra inte bara elektrisk golvvÀrme, utan Àven termostatventiler för vattenburen golvvÀrme, pannor eller elbadstugor. Dessutom kan termostaten kommunicera med olika sensorer via nRF. Just nu Àr nÀstan alla sensorer kopplade till klimatkontroll under utveckling. Eftersom enheten Àr baserad pÄ ESP, ansÄg vi det olÀmpligt att ta bort anvÀndarnas anpassningsmöjligheter. DÀrför gör vi det möjligt för anvÀndaren att sÀtta enheten i utvecklarlÀge och installera en annan firmware, till exempel med stöd för HomeKit eller andra tredjepartsprojekt.
*Efter installation av tredjepartsfirmware med stöd för HomeKit eller andra populÀra projekt Àr det omöjligt att ÄtergÄ till originalet via OTA (Over-the-Air).
SvÄrigheter vi stötte pÄ
Att sÀga att det inte fanns nÄgra skulle vara dumt. Jag ska försöka beskriva de mest komplicerade problemen som uppstod och hur vi löste dem.
Höljet för enheten var en svÄr uppgift. BÄde vad gÀller resursförbrukning och tidsÄtgÄng (det tog ungefÀr ett Är att utveckla).
Det fanns mÄnga alternativ pÄ marknaden. Det mest populÀra var 3D-utskrift. LÄt oss rÀkna pÄ det:
Klassisk 3D-utskrift. Kvaliteten lÀmnar mycket att önska och produktionshastigheten Àr ocksÄ lÄg. Vi anvÀnde 3D-utskrift för prototyper, men för produktion var det inte anvÀndbart.
Fotopolymer 3D-skrivare. HĂ€r Ă€r kvaliteten mycket bĂ€ttre, men det kommer ocksĂ„ med en högre kostnad. Prototyper utskrivna pĂ„ en sĂ„dan skrivare kostade omkring 4000âœ, och det Ă€r bara en del av höljet av tvĂ„. Man kan köpa sin egen skrivare, vilket skulle sĂ€nka kostnaden, men priset kommer fortfarande att vara astronomiskt, och hastigheten otillfredsstĂ€llande.
Formgjutning i silikon. Vi ansÄg detta vara det optimala alternativet. Kvaliteten var pÄ en acceptabel nivÄ, kostnaden hög, men inte kritisk. En första partiledning bestÀlldes för 20 höljen för fÀlttester.
Men allt förÀndrades av en slump. En kvÀll publicerade jag av misstag i den interna chatten för utvecklare att det var fel pÄ lÄdorna, priset var för högt. Och nÀsta dag skrev en kollega till mig privat att en vÀn till hans vÀn har en TPA (termoplastautomat). Och vi kan i det första steget tillverka en formsprutningsform för den. Detta meddelande förÀndrade allt!
Innan dess hade jag ocksÄ övervÀgt att anvÀnda TPA, men jag avskrÀcktes inte ens av behovet av att bestÀlla en serie pÄ minst 5000 stycken (Àven om det gÄr att hitta fÀrre genom kineserna). Det som avskrÀckte mig var kostnaden för formsprutningsformen. Cirka $5000. Den summan var jag inte beredd att betala pÄ en gÄng. Men beloppet för formsprutningsformen genom vÄr nyanstÀllda kollega var inte astronomiskt, varierade runt $2000-$2500. Dessutom var han flexibla och vi kom överens om att betalningen skulle vara i avbetalningar. SÄ problemet med lÄdorna var löst.
Den andra och inte mindre viktiga svÄrigheten vi stötte pÄ var hÄrdvaran.
Det gÄr inte att rÀkna antalet versioner av hÄrdvaran. Enligt blygsamma uppskattningar Àr den presenterade varianten den sjunde, utan att rÀkna de mellanliggande. I den har vi försökt lösa alla brister som avslöjades under testerna.
Tidigare trodde jag att en hÄrdvaru "watchdog" inte var nödvÀndig. Nu gÄr enheten inte i produktion utan den: pÄ grund av den krÀvande plattform vi valt.
Dessutom en analog ingÄng pÄ ESP. Tidigare trodde jag att varje pin pÄ ESP var universell. Men pÄ ESP finns det bara en analog pin. Det fick jag lÀra mig i praktiken, vilket ledde till omarbetning och nybestÀllning av kretskort.
Första versionen av kretskorten
Andra versionen av kretskorten
NÀst sista versionen av kretskorten, dÀr vi snabbt fick lösa problem med den analoga pinnen
NÀr det gÀller programvaran fanns det ocksÄ en hel del fallgropar.
Till exempel, periodiska avbrott av ESP. Ăven om pingen gĂ„r till den, öppnas sidan inte. Lösningen Ă€r att skriva om biblioteket. Kanske finns det andra, men alla vi har testat har inte gett resultat.
Det andra betydande problemet Àr, konstigt nog, antalet förfrÄgningar till ESP vid öppning av sidan. NÀr vi anvÀnde GET eller ajax, stötte vi pÄ att antalet förfrÄgningar blev orimligt stort. PÄ grund av detta beter sig ESP oförutsÀgbart, kan helt enkelt starta om eller bearbeta en förfrÄgan i flera sekunder. Lösningen blev att gÄ över till webbsockets. Efter detta minskade antalet förfrÄgningar avsevÀrt.
Det tredje problemet Àr webbgrÀnssnittet. Mer information om detta kommer att publiceras i en separat artikel senare.
Jag sÀger endast nu att det mest optimala alternativet för tillfÀllet Àr att anvÀnda VUE.JS.
Denna ramverk Àr den mest lÀmpliga av alla som vi har testat.
Alternativen i grÀnssnittet kan ses via lÀnkarna nedan
Utvecklingen av termostaten
Efter att ha övervunnit alla svÄrigheter har vi kommit fram till följande resultat:
Konstruktion
Termostaten bestÄr av tre kort (moduler):
- Styrkort;
- Kontrollerat kort;
- Visningskort.
Styrkortet Àr kortet dÀr ESP12, hÄrdvaru "watchdog" och nRF24 finns för att arbeta med framtida sensorer. Vid start stöder enheten den digitala sensorn DS18B20. Men vi har förberett möjligheten att ansluta analoga sensorer frÄn tredjepartsleverantörer. I en av de kommande programuppdateringarna kommer vi att lÀgga till möjligheten att anvÀnda sensorer som levereras med termostater frÄn andra tillverkare.
Kontrollerat kort Àr ström- och laststyrningskortet. DÀr placerade vi en nÀtadapter pÄ 750 mA, terminaler för att ansluta temperaturgivare och relÀer pÄ 16 A för att styra lasten.
SkÀrm I utvecklingsfasen valde vi 2,4 tum.
Det Ă€r lĂ€tt att hitta information om den pĂ„ internet. Jag kan tillĂ€gga att den Ă€r praktisk nĂ€stan för alla, förutom priset. En 2,4-tums skĂ€rm kostar runt 1200âœ, vilket pĂ„verkar det slutliga priset negativt.
SĂ„ beslutet togs att göra en analog för vĂ„ra behov, men till ett lĂ€gre pris. Ăven om det kommer att innebĂ€ra att programmera det pĂ„ det klassiska sĂ€ttet, och inte frĂ„n Nextion Editor. Det Ă€r mer komplicerat, men vi Ă€r redo för det.
En analog kommer att vara en 2,4-tums matris med pekskÀrm och ett kort med STM32 ombord för att styra den och minska belastningen pÄ ESP12. All styrning kommer att vara liknande Nextion via UART, Àven med 32 MB minne och ett fullstÀndigt flashminne för loggning.
Den modulÀra konstruktionen gör det enkelt att byta ut en av modulerna och resultatet blir en helt annan enhet.
Till exempel finns det redan alternativ för "kort 2" i flera utföranden:
- Alternativ 1 â för golvvĂ€rme. Strömförsörjning frĂ„n 220v. RelĂ€et styr vilken belastning som helst efter sig.
- Alternativ 2 â för vattenburen golvvĂ€rme eller radiatorventil. Strömförsörjning frĂ„n 24v vĂ€xelström. Styrning av ventilen pĂ„ 24v.
- Alternativ 3 â strömförsörjning frĂ„n 220v. Styrning av en separat linje, exempelvis en panna eller elbastu.
Epilog
Jag Àr inte en professionell utvecklare. Jag lyckades samla mÀnniskor med ett gemensamt mÄl. För det mesta arbetar alla för idén; för att skapa nÄgot som verkligen Àr vÀrt nÄgot; nÄgot som kommer att vara anvÀndbart för slutanvÀndaren.
Jag Ă€r sĂ€ker pĂ„ att nĂ„gon inte kommer att gilla designen av chassit; nĂ„gon annan kommer att ogilla utseendet pĂ„ sidan. Det Ă€r er rĂ€tt! Men vi har gĂ„tt hela denna vĂ€g sjĂ€lva, genom stĂ€ndig kritik av vad vi gör, och det viktigaste â varför. Om det inte finns nĂ„gra frĂ„gor som de ovan i texten, sĂ„ ser vi fram emot att diskutera i kommentarsfĂ€ltet.
Konstruktiv kritik Àr bra, och vi Àr tacksamma för den.
Historien om idéens ursprung . För de intresserade:
- För alla frÄgor: gruppen pÄ Telegram
- HÄll dig uppdaterad: informationskanal pÄ Telegram
Och ja, vi njuter av det vi gör.
KĂ€lla: habr.com
