กลายเป็นเทอร์โมสตัท: มันเกิดขึ้นได้อย่างไร

หลังจากทำงานประสบผลสำเร็จมาหลายปี ก็มีการตัดสินใจนำเสนอผลิตภัณฑ์แรกของเราสำหรับการควบคุมสภาพอากาศในบ้านอัจฉริยะ - เทอร์โมสตัทอัจฉริยะสำหรับควบคุมพื้นทำความร้อน

อุปกรณ์นี้คืออะไร

นี่คือเทอร์โมสตัทอัจฉริยะสำหรับพื้นทำความร้อนด้วยไฟฟ้าขนาดไม่เกิน 3kW ควบคุมผ่านแอปพลิเคชัน, หน้าเว็บ, HTTP, MQTT ดังนั้นจึงรวมเข้ากับระบบสมาร์ทโฮมทั้งหมดได้อย่างง่ายดาย เราจะพัฒนาปลั๊กอินสำหรับปลั๊กอินยอดนิยม

คุณสามารถควบคุมได้ไม่เพียงแต่พื้นอุ่นไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังสามารถควบคุมหัวระบายความร้อนสำหรับพื้นอุ่นน้ำ หม้อต้มน้ำ หรือซาวน่าไฟฟ้าได้อีกด้วย นอกจากนี้เมื่อใช้ nrf เทอร์โมสตัทจะสามารถสื่อสารกับเซ็นเซอร์ต่างๆ ได้ ปัจจุบันเซ็นเซอร์ที่เกี่ยวข้องกับสภาพอากาศเกือบทั้งหมดอยู่ในระหว่างการพัฒนา เนื่องจากอุปกรณ์ใช้ ESP เราจึงตัดสินใจว่าจะไม่เหมาะสมที่จะนำตัวเลือกการปรับแต่งไปจากผู้ใช้ ดังนั้นเราจะสร้างมันขึ้นมาเพื่อให้ผู้ใช้สามารถสลับอุปกรณ์ไปที่โหมดนักพัฒนาซอฟต์แวร์และติดตั้งเฟิร์มแวร์อื่น ๆ ได้ เช่น รองรับ HomeKit หรือโปรเจ็กต์ของบุคคลที่สาม

*หลังจากติดตั้งเฟิร์มแวร์ของบริษัทอื่นที่รองรับ HomeKit หรือโปรเจ็กต์ยอดนิยมอื่นๆ แล้ว การกลับไปใช้เฟิร์มแวร์เดิมจะไม่สามารถทำได้ผ่าน OTA (Over-the-Air)

ความยากลำบากที่เราพบเจอ

จะบอกว่าไม่มีใครก็โง่แล้ว ฉันจะพยายามอธิบายปัญหาที่ยากที่สุดที่เกิดขึ้นและวิธีที่เราจะแก้ไข

การใส่อุปกรณ์ถือเป็นเรื่องท้าทาย ทั้งต้นทุนทรัพยากรและต้นทุนเวลา (พัฒนามาประมาณหนึ่งปี)

มีตัวเลือกมากมายในตลาด และที่นิยมมากที่สุดคือการพิมพ์ 3 มิติ ลองคิดดู:
การพิมพ์ 3 มิติแบบคลาสสิก คุณภาพยังเป็นที่ต้องการอย่างมาก เช่นเดียวกับความเร็วในการผลิต เราใช้การพิมพ์ 3 มิติสำหรับต้นแบบ แต่ไม่เหมาะสำหรับการผลิต

เครื่องพิมพ์ 3 มิติ โฟโตโพลีเมอร์ คุณภาพดีขึ้นมากที่นี่ แต่ผลกระทบด้านราคาก็เข้ามามีบทบาท ต้นแบบที่พิมพ์บนเครื่องพิมพ์ที่คล้ายกันมีราคาประมาณ 4000 รูเบิลและนี่คือส่วนหนึ่งของร่างกายจากสองส่วน คุณสามารถซื้อเครื่องพิมพ์ของคุณเองซึ่งจะลดราคา แต่ราคาจะยังคงมหาศาลและความเร็วจะไม่เป็นที่น่าพอใจ

การหล่อซิลิโคน เราถือว่านี่เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุด คุณภาพดี ราคาสูง แต่ไม่สำคัญ โดยชุดแรกจำนวน 20 กล่องได้รับคำสั่งให้ทำการทดสอบภาคสนามด้วยซ้ำ

แต่โอกาสก็เปลี่ยนแปลงทุกสิ่ง เย็นวันหนึ่ง ฉันบังเอิญโพสต์ในแชทภายในสำหรับนักพัฒนาว่ามีปัญหากับเคส ราคาสูงเกินไป และวันรุ่งขึ้น เพื่อนร่วมงานคนหนึ่งเขียนข้อความส่วนตัวว่าเพื่อนของเพื่อนมี TPA (เครื่องเทอร์โมพลาสติก) และในขั้นตอนแรกคุณสามารถสร้างแม่พิมพ์ได้ ข้อความนี้เปลี่ยนแปลงทุกอย่าง!

ฉันเคยพิจารณาใช้เครื่องฉีดพลาสติกมาก่อน แต่สิ่งที่ทำให้ฉันหยุดไม่ได้คือไม่จำเป็นต้องสั่งชุดอย่างน้อย 5000 ชิ้นด้วยซ้ำ (แม้ว่าคุณจะลองแล้วก็ตาม คุณจะพบว่าใช้ภาษาจีนน้อยลงก็ตาม) ราคาของแม่พิมพ์หยุดฉัน ประมาณ 5000 ดอลลาร์ ฉันไม่พร้อมที่จะจ่ายเงินจำนวนนี้ทันที จำนวนเงินสำหรับแม่พิมพ์ที่ส่งผ่านเพื่อนร่วมงานที่เพิ่งสร้างเสร็จใหม่ของเรานั้นไม่ได้แพงมาก โดยแตกต่างกันไปประมาณ 2000-2500 ดอลลาร์ นอกจากนี้เขาตกลงที่จะพบกับเราและเราตกลงกันว่าจะผ่อนชำระ ดังนั้นปัญหาเกี่ยวกับตัวถังจึงได้รับการแก้ไข

ปัญหาที่สองและสำคัญไม่น้อยที่เราพบคือฮาร์ดแวร์

ไม่สามารถนับจำนวนการแก้ไขฮาร์ดแวร์ได้ ตามการประมาณการแบบอนุรักษ์นิยม ตัวเลือกที่นำเสนอคือตัวเลือกที่เจ็ด ไม่นับตัวเลือกระดับกลาง ในนั้นเราพยายามแก้ไขข้อบกพร่องทั้งหมดที่ระบุในระหว่างกระบวนการทดสอบ

ดังนั้น ก่อนหน้านี้ฉันเชื่อว่าไม่จำเป็นต้องมีผู้ดูแลฮาร์ดแวร์ ตอนนี้หากไม่มีอุปกรณ์จะไม่เข้าสู่การผลิต: เนื่องจากความไม่แน่นอนของแพลตฟอร์มที่เราเลือก
อินพุตแบบอะนาล็อกอื่นไปยัง ESP ก่อนหน้านี้ฉันคิดว่า ESP แต่ละพินนั้นเป็นสากล แต่ ESP มีพินอะนาล็อกเพียงอันเดียว ฉันได้เรียนรู้สิ่งนี้ในทางปฏิบัติ ซึ่งนำไปสู่การทำงานใหม่และจัดเรียงแผงวงจรพิมพ์ใหม่

แผงวงจรพิมพ์รุ่นแรก

แผงวงจรพิมพ์รุ่นที่สอง

แผงวงจรพิมพ์รุ่นสุดท้ายซึ่งเราต้องแก้ไขปัญหาเกี่ยวกับพินอะนาล็อกอย่างเร่งด่วน

ในส่วนของซอฟต์แวร์ก็มีข้อผิดพลาดอยู่มากเช่นกัน

เช่น ESP หลุดเป็นระยะๆ แม้ว่า ping จะไปถึง แต่เพจก็ไม่เปิดขึ้น มีทางเดียวเท่านั้นคือการเขียนไลบรารีใหม่ อาจมีอย่างอื่นอีก แต่สิ่งที่เราพยายามทั้งหมดไม่ได้ผล

ปัญหาสำคัญประการที่สองที่น่าแปลกคือจำนวนคำขอไปยัง ESP เมื่อเปิดเพจ เมื่อใช้ GET หรือ ajax เราต้องเผชิญกับความจริงที่ว่าจำนวนคำขอมีมากเกินไปอย่างไม่เหมาะสม ด้วยเหตุนี้ ESP จึงทำงานคาดเดาไม่ได้ จึงสามารถรีบูตหรือประมวลผลคำขอได้เป็นเวลาหลายวินาที วิธีแก้ไขคือเปลี่ยนไปใช้ซ็อกเก็ตเว็บ หลังจากนั้น จำนวนคำขอก็ลดลงอย่างมาก

ปัญหาที่สามคือเว็บอินเตอร์เฟส ข้อมูลเพิ่มเติมจะอยู่ในบทความแยกต่างหากซึ่งจะเผยแพร่ในภายหลัง

สำหรับตอนนี้ ผมจะบอกว่าตัวเลือกที่ดีที่สุดในขณะนี้คือการใช้ VUE.JS

กรอบการทำงานนี้เหมาะสมที่สุดจากทั้งหมดที่เราทดสอบ

ตัวเลือกอินเทอร์เฟซสามารถดูได้ที่ลิงค์ด้านล่าง

Adaptive.lytko.com
mobile.lytko.com

กลายเป็นเทอร์โมสตัท

หลังจากเอาชนะความยากลำบากทั้งหมดแล้ว เราก็ได้ผลลัพธ์ดังนี้:

ออกแบบ

เทอร์โมสตัทประกอบด้วยสามบอร์ด (โมดูล):

1. ผู้จัดการ;
2. จัดการ;
3. บอร์ดแสดงผล.

ผู้จัดการ – บอร์ดที่มี ESP12, ฮาร์ดแวร์ "watchdog" และ nRF24 ไว้สำหรับการทำงานกับเซ็นเซอร์ในอนาคต เมื่อเปิดตัว อุปกรณ์จะรองรับเซ็นเซอร์ดิจิทัล DS18B20 แต่เราให้ความสามารถในการเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อะนาล็อกจากผู้ผลิตบุคคลที่สาม และหนึ่งในการอัปเดตซอฟต์แวร์อุปกรณ์ในอนาคต เราจะเพิ่มความสามารถในการใช้เซ็นเซอร์ที่มาพร้อมกับเทอร์โมสตัทของบริษัทอื่น

จัดการ – แผงควบคุมแหล่งจ่ายไฟและโหลด ที่นั่นพวกเขาวางแหล่งจ่ายไฟ 750mA ขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อเซ็นเซอร์อุณหภูมิ และรีเลย์ 16A สำหรับควบคุมโหลด

แสดงผล – ในขั้นตอนการพัฒนาที่เราเลือก การแสดงผลเน็กซ์ชั่น 2.4 นิ้ว.

คุณสามารถค้นหาข้อมูลเกี่ยวกับเรื่องนี้ได้อย่างง่ายดายบนอินเทอร์เน็ต ขอเสริมว่าสะดวกเกือบทุกคนยกเว้นเรื่องราคา จอแสดงผลขนาด 2.4 นิ้วมีราคาประมาณ 1200₽ ซึ่งไม่ได้ให้ผลดีที่สุดกับราคาสุดท้าย

ดังนั้นจึงตัดสินใจสร้างอะนาล็อกให้เหมาะกับความต้องการของเรา แต่ในราคาที่ต่ำกว่า จริงอยู่ที่คุณจะต้องเขียนโปรแกรมด้วยวิธีคลาสสิก ไม่ใช่จากสภาพแวดล้อม Nextion Editor ยากกว่าแต่เราก็พร้อมรับมือ

อะนาล็อกจะเป็นเมทริกซ์ขนาด 2.4 นิ้วพร้อมหน้าจอสัมผัสและบอร์ดที่มี STM32 อยู่บนบอร์ดเพื่อควบคุมและลดภาระบน ESP12 การควบคุมทั้งหมดจะคล้ายกับ Nextion ผ่าน UART รวมถึงหน่วยความจำ 32 MB และแฟลชการ์ดที่มีคุณสมบัติครบถ้วนสำหรับบันทึกบันทึก

การออกแบบโมดูลาร์ทำให้ง่ายต่อการเปลี่ยนโมดูลใดโมดูลหนึ่งและเอาต์พุตเป็นอุปกรณ์ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

ตัวอย่างเช่นมีตัวเลือกสำหรับ "บอร์ด 2" อยู่แล้วในหลายเวอร์ชัน:

• ตัวเลือก 1 - สำหรับพื้นอุ่น แหล่งจ่ายไฟจาก 220V. รีเลย์จะควบคุมโหลดใดๆ หลังจากนั้นเอง
• ตัวเลือก 2 – สำหรับพื้นทำน้ำอุ่นหรือวาล์วแบตเตอรี่ ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ 24V ควบคุมวาล์วสำหรับ 24V.
• ตัวเลือก 3 – จ่ายไฟตั้งแต่ 220V. ควบคุมสายแยก เช่น หม้อต้มน้ำ หรือซาวน่าไฟฟ้า

เล่ม

ฉันไม่ใช่นักพัฒนามืออาชีพ ฉันจัดการเพื่อรวมผู้คนเข้าด้วยกันโดยมีเป้าหมายเดียว โดยส่วนใหญ่แล้ว ทุกคนทำงานเพื่อแนวคิดนี้ เพื่อทำสิ่งที่คุ้มค่าจริงๆ สิ่งที่จะเป็นประโยชน์ต่อผู้ใช้ปลายทาง

ฉันแน่ใจว่าบางคนจะไม่ชอบดีไซน์ของเคส สำหรับบางคน – รูปลักษณ์ของหน้า มันเป็นสิทธิของคุณ! แต่ตัวเราเองก็ดำเนินไปในทางนี้ผ่านการวิพากษ์วิจารณ์อย่างต่อเนื่องถึงสิ่งที่เรากำลังทำอยู่ และที่สำคัญที่สุดคือทำไม หากคุณไม่มีคำถามตามที่กล่าวไว้ข้างต้น เรายินดีที่จะพูดคุยในความคิดเห็น

การวิจารณ์อย่างสร้างสรรค์เป็นสิ่งที่ดี และเรารู้สึกขอบคุณอย่างยิ่ง

ประวัติความเป็นมาของความคิด ที่นี่. สำหรับผู้ที่สนใจ:

1. สำหรับคำถามทั้งหมด: กลุ่มโทรเลข ลิทโก้จี
2. ติดตามข่าวสาร : ช่องทางข้อมูลโทรเลข ข่าวลิทโก้

และใช่ เราสนุกกับสิ่งที่เราทำ

ที่มา: will.com