经过几年卓有成效的工作，我们决定向公众推出我们的第一个智能家居气候控制产品——用于控制加热地板的智能恒温器。
这个设备是什么？
这是一款智能恒温器，适用于功率不超过 3kW 的任何电加热地板。 它通过应用程序、网页、HTTP、MQTT 进行控制，因此可以轻松集成到所有智能家居系统中。 我们将为最流行的插件开发插件。
您不仅可以控制电加热地板，还可以控制水加热地板、锅炉或电桑拿的热头。 此外，使用 nrf，恒温器将能够与各种传感器进行通信。 几乎所有与气候相关的传感器目前都在开发中。 由于该设备基于 ESP，因此我们认为剥夺用户的自定义选项是不合适的。 因此，我们将让用户可以将设备切换到开发者模式并安装其他固件，例如支持 HomeKit 或第三方项目。
*安装支持 HomeKit 或其他流行项目的第三方固件后，无法通过 OTA（无线）返回到原始固件。
我们遇到的困难
说没有是愚蠢的。 我将尝试描述出现的最困难的问题以及我们如何解决这些问题。
容纳该设备是一个挑战。 无论是资源成本还是时间成本（它们开发了大约一年）。
市场上有很多选择。 其中最受欢迎的是3D打印。 我们来算一下：
经典3D打印。 质量和生产速度都不尽如人意。 我们使用 3D 打印制作原型，但它不适合生产。
光聚合物 3D 打印机。 这里的质量要好得多，但价格效应也发挥了作用。 在类似打印机上打印的原型成本约为 4000 卢布，这只是身体两部分中的一部分。 你可以自己购买打印机，这样价格会降低，但价格仍然是天文数字，而且速度也不尽如人意。
硅胶铸造。 我们认为这是最好的选择。 质量好，价格高，但不是关键。 首批20箱甚至被订购进行现场测试。
但机遇改变了一切。 一天晚上，我无意中在开发者内部聊天中发帖称，案例有问题，价格太高。 而第二天，一位同事在私人留言中写道，他朋友的一个朋友有一台TPA（热塑性塑料机）。 在第一阶段，您可以为其制作模具。 这条消息改变了一切！
我之前曾考虑过使用注塑机，但阻止我的是甚至不需要订购一批至少 5000 件（尽管如果你尝试，你可以通过中文找到更少）。 模具的价格阻止了我。 大约5000美元。 我还没准备好立即支付这笔金额。 通过我们新来的同事购买模具的金额并不是天文数字，大约在 2000 美元至 2500 美元之间。 此外，他同意与我们见面，我们同意分期付款。 这样，船体的问题就解决了。
我们遇到的第二个也是同样重要的困难是硬件。
硬件版本的数量无法计算。 根据保守估计，所提出的选项是第七个，不包括中间选项。 在其中我们试图解决测试过程中发现的所有缺点。
所以，之前我认为不需要硬件看门狗。 现在，如果没有它，该设备将无法投入生产：由于我们选择的平台的反复无常。
ESP 的另一个模拟输入。 以前我以为每个ESP引脚都是通用的。 但ESP只有一个模拟引脚。 我在实践中学到了这一点，这导致了印刷电路板的返工和重新排序。
第一个版本的印刷电路板
第二版印刷电路板
印刷电路板的倒数第二个版本，我们必须紧急解决模拟引脚的问题
至于软件，也有很多陷阱。
例如，ESP周期性脱落。 即使 ping 通了，页面也打不开。 只有一种解决方案——重写库。 可能还有其他的，但我们尝试过的所有方法都不起作用。
奇怪的是，第二个重要问题是打开页面时对 ESP 的请求数量。 使用 GET 或 ajax，我们面临着请求数量变得非常大的事实。 因此，ESP 的行为无法预测，它可能会简单地重新启动或处理请求几秒钟。 解决方案是切换到网络套接字。 此后，请求数量显着减少。
第三个问题是网络界面。 有关它的更多信息将在稍后发布的另一篇文章中提供。
现在我只想说目前最好的选择是使用 VUE.JS。
这个框架是我们测试过的所有框架中最合适的。
界面选项可以在下面的链接中查看。
成为恒温器
克服了所有的困难，我们得到了这样的结果：
设计
恒温器由三块板（模块）组成：
- 经理;
- 管理;
- 显示板。
经理 – ESP12、硬件“看门狗”和 nRF24 位于板上，用于与未来的传感器配合使用。 该器件在发布时支持 DS18B20 数字传感器。 但我们提供了连接第三方制造商的模拟传感器的能力。 在未来的设备软件更新之一中，我们将添加使用第三方恒温器附带的传感器的功能。
管理 – 电源和负载控制板。 他们在那里放置了一个 750mA 电源、用于连接温度传感器的端子和用于控制负载的 16A 继电器。
显示 – 在开发阶段我们选择 2.4英寸
您可以在互联网上轻松找到有关它的信息。 我想补充一点，除了价格之外，它对几乎所有人来说都很方便。 2.4英寸的显示器价格在1200₽左右，这对最终价格的影响并不是最好的。
因此，我们决定制造一种类似物来满足我们的需求，但价格较低。 确实，您必须以经典方式对其进行编程，而不是从 Nextion Editor 环境中进行编程。 这更困难，但我们已经做好了准备。
模拟将是一个带有触摸屏的 2.4 英寸矩阵和一个带有 STM32 的板，用于控制它并减少 ESP12 上的负载。 所有控制都与通过 UART 的 Nextion 类似，以及 32 MB 内存和用于记录日志的成熟闪存卡。
模块化设计可以轻松更换其中一个模块，并且输出是完全不同的设备。
例如，多个版本中已经有“board 2”的选项：
- 选项1 - 用于加热地板。 电源220V。 继电器控制其自身之后的任何负载。
- 选项2 – 用于水加热地板或电池阀。 由 24V 交流电源供电。 24V 阀门控制。
- 选项3 – 220V 电源。 控制单独的线路，例如锅炉或电桑拿。
后记
我不是专业开发人员。 我成功地将人们团结在同一个目标上。 大多数情况下，每个人都为这个想法而努力。 为了做一些真正有价值的事情； 对最终用户有用的东西。
我确信有些人不会喜欢这个外壳的设计； 对于某些人来说——页面的外观。 这是你的权利！ 但我们自己一路走来，不断批评我们正在做的事情，最重要的是，为什么这样做。 如果您没有上述问题，我们很乐意在评论中讨论。
建设性的批评是好的，我们对此表示感谢。
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是的，我们喜欢我们所做的事情。
来源： habr.com