Nach mehreren Jahren fruchtbarer Arbeit wurde beschlossen, unser erstes Produkt zur Klimatisierung in einem Smart Home der Öffentlichkeit vor Gericht zu bringen - einen Smart Thermostat zur Steuerung eines warmen Bodens.
Was ist das für ein Gerät?
Dies ist ein intelligenter Thermostat für jede elektrische Fußbodenheizung bis zu 3 kW. Es wird über die Anwendung, die Webseite, HTTP und MQTT gesteuert, sodass es problemlos in alle Smart-Home-Systeme integriert werden kann. Für die beliebtesten werden wir Plugins entwickeln.
Sie können nicht nur eine elektrische Fußbodenheizung steuern, sondern auch einen Wärmekopf an einem wassergeheizten Boden, einem Heizkessel oder einer elektrischen Sauna. Mit nrf kann der Thermostat auch mit verschiedenen Sensoren kommunizieren. Nahezu alle klimarelevanten Sensoren befinden sich derzeit in der Entwicklung. Da das Gerät auf ESP basiert, haben wir entschieden, dass es unangemessen ist, Anpassungsoptionen von Benutzern auszuwählen. Daher werden wir dafür sorgen, dass der Benutzer das Gerät in den Entwicklermodus versetzen und eine andere Firmware installieren kann, beispielsweise mit Unterstützung für HomeKit oder Projekte von Drittanbietern.
* Nach der Installation der Firmware eines Drittanbieters mit Unterstützung für HomeKit oder andere beliebte Projekte ist die Rückkehr zum Original über OTA (Over-the-Air) nicht möglich.
Die Schwierigkeiten, denen wir begegnet sind
Zu sagen, dass sie nicht da waren, wäre dumm. Ich werde versuchen, die schwierigsten aufgetretenen Probleme zu beschreiben und wie wir sie gelöst haben.
Das Gehäuse für das Gerät war eine Herausforderung. Und die Kosten für Ressourcen und die Kosten für Zeit (entwickelt ungefähr ein Jahr).
Es gab viele Optionen auf dem Markt. Am beliebtesten ist der 3D-Druck. Lassen Sie uns schätzen:
Klassischer 3D-Druck. Qualität ist schlecht, Produktionsgeschwindigkeit auch. Wir haben 3D-Druck für Prototypen verwendet, aber er war nicht für die Produktion geeignet.
Photopolymer 3D-Drucker. Hier ist die Qualität um ein Vielfaches besser, aber der Preiseffekt kommt ins Spiel. Die Prototypen, die auf einem ähnlichen Drucker gedruckt wurden, hatten eine Größe von etwa 4000 Rubel, und dies ist ein Teil des Zweikörpers. Sie können Ihren Drucker kaufen, was den Preis senkt, aber der Preis ist immer noch Platz und die Geschwindigkeit ist unbefriedigend.
Silikonguss. Wir hielten dies für die beste Option. Die Qualität war auf dem Niveau, der Preis ist hoch, aber nicht kritisch. Bereits die erste Charge wurde in 20 Fällen für Feldversuche bestellt.
Aber alles hat den Fall geändert. Eines Abends habe ich versehentlich in einem internen Chat für Entwickler veröffentlicht, dass bei den Fällen ein Pfosten der Preis hoch ist. Und am nächsten Tag schrieb ein Kollege in einer persönlichen Nachricht, dass der Freund seines Freundes TPA (Thermoplast-Maschine) hat. Und in der ersten Phase können Sie eine Form für ihn machen. Diese Nachricht hat alles verändert!
Ich hatte bereits über die Verwendung von TPA nachgedacht, wurde aber nicht einmal von der Notwendigkeit aufgehalten, eine Charge von mindestens 5000 Stück zu bestellen (obwohl Sie, wenn Sie es versuchen können, bei den Chinesen weniger finden können). Ich wurde durch den Preis einer Form gestoppt. Über 5000 Dollar. Ich war nicht bereit, diesen Betrag sofort bereitzustellen. Die Menge für die Form durch unseren frisch geprägten Kollegen war nicht kosmisch, sie variierte zwischen 2000 und 2500 Dollar. Außerdem hat er uns besucht und wir haben uns darauf geeinigt, dass die Zahlung in Raten erfolgt. Damit war das Problem mit den Fällen gelöst.
Die zweite und ebenso wichtige Schwierigkeit, auf die wir gestoßen sind, ist Eisen.
Zählen Sie nicht die Anzahl der Revisionen von Eisen. Nach vorsichtigen Schätzungen ist die vorgestellte Option die siebte, ohne die Zwischenoptionen. Darin haben wir versucht, alle im Testprozess festgestellten Mängel zu beheben.
Vorhin dachte ich, dass kein Hardware-Watchdog erforderlich ist. Ohne sie wird das Gerät nicht mehr in Serie gehen: Aufgrund der Launenhaftigkeit der von uns gewählten Plattform.
Ein weiterer analoger Eingang zum ESP. Früher dachte ich, dass jeder ESP-Pin universell ist. ESP hat jedoch nur einen analogen Pin. Erfahren Sie, dass dies in der Praxis passiert ist, was zur Änderung und Neuordnung von Leiterplatten geführt hat.
Die erste Version von Leiterplatten
Die zweite Version von Leiterplatten
Die vorletzte Version von Leiterplatten, bei der ich dringend Probleme mit dem analogen Pin lösen musste
Was die Software betrifft, gab es auch eine Reihe von Fallstricken.
Zum Beispiel periodisches Roll-off von ESP. Trotz der Tatsache, dass Ping dazu geht, wird die Seite nicht geöffnet. Es gibt nur eine Lösung: Schreiben Sie die Bibliothek neu. Vielleicht gibt es noch andere, aber wir alle haben versucht, kein Ergebnis zu erzielen.
Das zweite wichtige Problem ist seltsamerweise die Anzahl der Anfragen an ESP beim Öffnen einer Seite. Mit GET oder Ajax wurden wir mit der Tatsache konfrontiert, dass die Anzahl der Anfragen unangemessen groß wurde. Aus diesem Grund verhielt sich das ESP unvorhersehbar. Es konnte die Anforderung nur einige Sekunden lang neu starten oder verarbeiten. Die Lösung bestand darin, auf Web-Sockets umzusteigen. Danach hat sich die Anzahl der Anfragen erheblich verringert.
Das dritte Problem ist die Weboberfläche. Weitere Informationen über ihn finden Sie in einem separaten Artikel, der später veröffentlicht wird.
Im Moment möchte ich nur sagen, dass die derzeit beste Option die Verwendung von VUE.JS ist.
Dieses Framework ist das am besten geeignete von allen, die wir getestet haben.
Schnittstellenoptionen können unter den folgenden Links eingesehen werden.
adaptive.lytko.commobile.lytko.comThermostatbildung
Nachdem wir alle Schwierigkeiten überwunden hatten, kamen wir zu folgendem Ergebnis:
BauDer Thermostat besteht aus drei Platinen (Modulen):
- Manager;
- Verwaltet
- Anzeigetafel
Die Steuerkarte ist die Karte, auf der sich ESP12, Hardware Watchdog und nRF24 befinden, um mit zukünftigen Sensoren zu arbeiten. Beim Start unterstützt das Gerät den digitalen Sensor DS18B20. Wir haben jedoch die Möglichkeit bereitgestellt, analoge Sensoren von Drittherstellern anzuschließen. In einem der zukünftigen Geräte-Software-Updates werden wir die Möglichkeit hinzufügen, Sensoren zu verwenden, die mit Thermostaten von Drittanbietern geliefert werden.
Verwaltet - Stromversorgungs- und Lastmanagementkarte. Sie platzierten ein 750-mA-Netzteil, Anschlüsse zum Anschließen von Temperatursensoren und 16-A-Relais zur Steuerung der Last.
Display - In der Entwicklungsphase haben wir
das 2,4-Zoll-
Display von Nextion ausgewählt.
Über ihn können Sie leicht Informationen im Internet finden. Ich werde selbst hinzufügen, dass es für fast alle praktisch ist, außer für den Preis. Ein 2,4-Zoll-Display kostet rund 1.200 Rubel, was den Endpreis nicht optimal beeinflusst.
Daher wurde beschlossen, ein Analogon zu unseren Bedürfnissen zu erstellen, jedoch zu einem niedrigeren Preis. Es stimmt, es muss auf klassische Weise programmiert werden und nicht aus der Nextion Editor-Umgebung. Es ist schwieriger, aber wir sind bereit dafür.
Ein Analogon ist eine 2,4-Zoll-Matrix mit einem Touchscreen und einer Karte mit STM32 an Bord, um diese zu steuern und die Belastung des ESP12 zu verringern. Alle Steuerelemente ähneln denen von Nextion by UART sowie 32 MB Speicher und eine vollständige Flash-Karte zum Aufzeichnen von Protokollen.
Der modulare Aufbau erleichtert das Wechseln eines der Module und der Ausgang ist ein völlig anderes Gerät.
Zum Beispiel gibt es bereits Optionen für "Board 2" in mehreren Versionen:
- Option 1 - für Fußbodenheizung. Stromversorgung von 220V. Das Relais steuert jede Last nach sich selbst.
- Option 2 - für Fußbodenheizung oder Batterieventil. Stromversorgung über 24V AC. 24V Ventilsteuerung.
- Option 3 - mit 220 V betrieben. Steuerung einer separaten Leitung, z. B. eines Heizkessels oder einer elektrischen Sauna.
Nachwort
Ich bin kein professioneller Entwickler. Ich habe es geschafft, Menschen mit einem Ziel zu vereinen. Zum größten Teil arbeitet jeder für die Idee; um etwas wirklich Wertvolles zu machen; Was wird für den Endbenutzer nützlich sein.
Ich bin sicher, dass jemand das Design des Gehäuses nicht mögen wird; jemand - das Aussehen der Seite. Das ist dein Recht! Aber wir sind den ganzen Weg selbst gegangen, durch ständige Kritik an dem, was wir tun, und vor allem - warum. Wenn es keine der oben genannten Fragen gibt, werden wir uns gerne in den Kommentaren unterhalten.
Konstruktive Kritik ist gut und wir sind dafür dankbar.Die Geschichte der Idee
hier . Für Interessierte:
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Und ja, wir wissen genau, was wir tun.