Después de varios años de fructífero trabajo, se decidió llevar al público nuestro primer producto de control climático en un hogar inteligente: un termostato inteligente para controlar un piso cálido.
¿Qué es este dispositivo?
Este es un termostato inteligente para cualquier suelo radiante eléctrico de hasta 3kW. Se controla a través de la aplicación, página web, HTTP, MQTT, por lo que se integra fácilmente en todos los sistemas domésticos inteligentes. Para los más populares, desarrollaremos complementos.
Puede controlar no solo una calefacción eléctrica por suelo radiante, sino también un cabezal térmico en un piso calentado por agua, una caldera o una sauna eléctrica. Además, usando nrf, el termostato podrá comunicarse con varios sensores. Casi todos los sensores relacionados con el clima están actualmente en desarrollo. Dado que el dispositivo está basado en ESP, decidimos que sería inapropiado seleccionar las opciones de personalización de los usuarios. Por lo tanto, lo haremos para que el usuario pueda transferir el dispositivo al modo desarrollador e instalar otro firmware, por ejemplo, con soporte para HomeKit o proyectos de terceros.
* Después de instalar firmware de terceros con soporte para HomeKit u otros proyectos populares, no es posible volver al original a través de OTA (Over-the-Air).
Las dificultades que encontramos
Decir que no estaban allí sería una tontería. Trataré de describir los problemas más difíciles que aparecieron y cómo los resolvimos.
El recinto para el dispositivo fue un desafío. Y el costo de los recursos y el costo del tiempo (desarrollado alrededor de un año).
Había muchas opciones en el mercado. Y el más popular es la impresión 3D. Vamos a estimar:
Impresión 3D clásica. La calidad es pobre, la velocidad de producción también. Utilizamos la impresión 3D para prototipos, pero no era adecuada para la producción.
Impresora 3D de fotopolímero. Aquí la calidad es muchas veces mejor, pero entra el efecto del precio. Los prototipos impresos en una impresora similar, representaban unos 4000 rublos, y esta es una parte del cuerpo de dos. Puede comprar su impresora, lo que reducirá el precio, pero aún así el precio será el espacio, y la velocidad no es satisfactoria.
Fundición de silicona. Consideramos que esta es la mejor opción. La calidad estaba en el nivel, el precio es alto, pero no crítico. Incluso el primer lote se ordenó en 20 casos para ensayos de campo.
Pero todo cambió el caso. Una tarde, accidentalmente publiqué en un chat interno para desarrolladores que, con los casos como una jamba, el precio es alto. Y al día siguiente, un colega escribió en un mensaje personal que el amigo de su amigo tiene TPA (máquina de termoplástico). Y en la primera etapa, puedes hacer un molde para él. Este mensaje ha cambiado todo!
Ya había considerado el uso de TPA, pero ni siquiera me detuvo la necesidad de pedir un lote de 5000 unidades como mínimo (aunque si puede probarlo, puede encontrar menos a través de los chinos). Me detuvo el precio de un molde. Alrededor de $ 5000. No estaba listo para establecer esta cantidad de una vez. La cantidad del molde a través de nuestro colega recién acuñado no fue cósmica, varió entre $ 2000 y $ 2500. Además, fue a recibirnos y acordamos que el pago se realizará a plazos. Entonces se resolvió el problema con los casos.
La segunda e igualmente importante dificultad que encontramos es el hierro.
No cuente la cantidad de revisiones de hierro. Según estimaciones conservadoras, la opción presentada es la séptima, sin contar las intermedias. En él, intentamos resolver todas las deficiencias identificadas en el proceso de prueba.
Entonces, antes pensé que no había necesidad de un perro guardián de hardware. Ahora, sin él, el dispositivo no entrará en serie: debido al capricho de la plataforma que hemos elegido.
Otra entrada analógica al ESP. Anteriormente, pensaba que cada pin ESP es universal. Pero ESP solo tiene un pin analógico. Aprenda que esto sucedió en la práctica, lo que condujo a la alteración y el reordenamiento de las placas de circuito impreso.
La primera versión de placas de circuito impreso.
La segunda versión de placas de circuito impreso.
La penúltima versión de placas de circuito impreso, donde tuve que resolver urgentemente problemas con el pin analógico
En cuanto al software, también hubo un montón de trampas.
Por ejemplo, roll-off periódico de ESP. A pesar del hecho de que ping va a ella, la página no se abre. Solo hay una solución: reescribir la biblioteca. Quizás hay otros, pero todos los que intentamos no dieron resultado.
El segundo problema importante, por extraño que parezca, es la cantidad de solicitudes a ESP al abrir una página. Al usar GET o ajax, nos enfrentamos al hecho de que el número de solicitudes se volvió indecentemente grande. Debido a esto, el ESP se comportó de manera impredecible, podría reiniciar o procesar la solicitud durante unos segundos. La solución fue cambiar a sockets web. Después de eso, el número de solicitudes ha disminuido significativamente.
El tercer problema es la interfaz web. Más información sobre él estará en un artículo separado, que se publicará más adelante.
Por ahora, solo diré que la mejor opción en este momento es usar VUE.JS.
Este marco es el más adecuado de todos los que hemos probado.
Las opciones de interfaz se pueden ver en los enlaces a continuación.
adaptive.lytko.commobile.lytko.comLa formación del termostato
Una vez superadas todas las dificultades, llegamos al siguiente resultado:
ConstrucciónEl termostato consta de tres tableros (módulos):
- Gerente;
- Gestionado
- Tablero de la exhibición
La placa de
control es la placa en la que se encuentran ESP12, Hardware watchdog y nRF24 para trabajar con sensores futuros. Al inicio, el dispositivo admite el sensor digital DS18B20. Pero proporcionamos la capacidad de conectar sensores analógicos de fabricantes externos. Y en una de las futuras actualizaciones de software del dispositivo, agregaremos la capacidad de usar sensores que vienen con termostatos de terceros.
Gestionado : placa de administración de energía y carga. Colocaron una fuente de alimentación de 750 mA, terminales para conectar sensores de temperatura y relés de 16 A para controlar la carga.
Pantalla : en la etapa de desarrollo, seleccionamos
la pantalla Nextion de 2.4 pulgadas.
Sobre él, puede encontrar fácilmente información en Internet. Agregaré por mi cuenta que es conveniente para casi todos, excepto el precio. Una pantalla de 2.4 pulgadas cuesta alrededor de 1,200 rublos, lo que no afecta el precio final de la mejor manera.
Entonces se decidió hacer un análogo a nuestras necesidades, pero con un precio más bajo. Es cierto que tendrá que programarse de la manera clásica, y no desde el entorno del Editor de Nextion. Es más difícil, pero estamos listos para ello.
Un análogo será una matriz de 2.4 pulgadas con una pantalla táctil y una placa con STM32 a bordo para controlarlo y reducir la carga en el ESP12. Todo el control será similar a Nextion by UART, así como memoria de 32 MB y una tarjeta flash completa para grabar registros.
El diseño modular facilita el cambio de uno de los módulos y la salida es un dispositivo completamente diferente.
Por ejemplo, ya hay opciones para el "tablero 2" en varias versiones:
- Opción 1 - para calefacción por suelo radiante. Fuente de alimentación de 220v. El relé controla cualquier carga después de sí mismo.
- Opción 2 : para calefacción de piso de agua o válvula de batería. Alimentado por 24V AC. Control de válvula 24v.
- Opción 3 - alimentado por 220v. Controlar una línea separada, como una caldera o sauna eléctrica.
Epílogo
No soy un desarrollador profesional. Logré unir a las personas con un objetivo. En su mayor parte, todos trabajan para la idea; para hacer algo realmente valioso; lo que será útil para el usuario final.
Estoy seguro de que a alguien no le gustará el diseño del caso; alguien: la apariencia de la página. Este es tu derecho! Pero nosotros mismos hicimos todo este camino, a través de críticas constantes de lo que estamos haciendo, y lo más importante: por qué. Si no hay preguntas como las anteriores, estaremos encantados de hablar en los comentarios.
La crítica constructiva es buena, y estamos agradecidos por ello.La historia de la idea
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Y sí, nos drogamos con lo que hacemos.