Formação do termostato: como aconteceu

Após vários anos de trabalho frutífero, decidiu-se levar ao tribunal nosso primeiro produto para controle do clima em uma casa inteligente - um termostato inteligente para controlar um piso quente.

O que é este dispositivo?

Este é um termostato inteligente para qualquer piso radiante elétrico de até 3kW. Ele é controlado através do aplicativo, página da web, HTTP, MQTT, para ser facilmente integrado a todos os sistemas domésticos inteligentes. Para os mais populares, desenvolveremos plugins.

Você pode controlar não apenas um piso radiante elétrico, mas também uma cabeça térmica em um piso aquecido a água, uma caldeira ou uma sauna elétrica. Além disso, usando o nrf, o termostato poderá se comunicar com vários sensores. Quase todos os sensores relacionados ao clima estão atualmente em desenvolvimento. Como o dispositivo é baseado no ESP, decidimos que seria inadequado selecionar opções de personalização dos usuários. Portanto, faremos isso para que o usuário possa transferir o dispositivo para o modo de desenvolvedor e instalar outro firmware, por exemplo, com suporte para projetos HomeKit ou de terceiros.

* Depois de instalar o firmware de terceiros com suporte para o HomeKit ou outros projetos populares, o retorno ao original não é possível através do OTA (Over-the-Air).

As dificuldades que encontramos

Dizer que eles não estavam lá seria tolice. Vou tentar descrever os problemas mais difíceis que surgiram e como os resolvemos.

O gabinete para o dispositivo foi um desafio. E o custo dos recursos e o custo do tempo (desenvolvido cerca de um ano).

Havia muitas opções no mercado. E o mais popular é a impressão 3D. Vamos estimar:
Impressão 3D clássica. A qualidade é ruim, a velocidade de produção também. Usamos impressão 3D para protótipos, mas ela não era adequada para produção.

Impressora fotopolímero 3D. Aqui a qualidade é muitas vezes melhor, mas o efeito do preço entra. Os protótipos impressos em uma impressora semelhante tinham cerca de 4000 rublos, e essa é uma parte do corpo de dois. Você pode comprar sua impressora, o que reduzirá o preço, mas ainda assim o preço será espaço e a velocidade é insatisfatória.

Fundição de silicone. Consideramos essa a melhor opção. A qualidade estava no nível, o preço é alto, mas não crítico. Até o primeiro lote foi encomendado em 20 casos para testes de campo.

Mas tudo mudou o caso. Uma noite, publiquei acidentalmente em um bate-papo interno para desenvolvedores que, com os casos em um batente, o preço é alto. E no dia seguinte, um colega escreveu em uma mensagem pessoal que o amigo de seu amigo tem TPA (termoplástico). E na primeira fase, você pode fazer um molde para ele. Esta mensagem mudou tudo!

Eu já havia considerado o uso do TPA, mas nem fui interrompido pela necessidade de encomendar um lote de 5000 peças no mínimo (embora, se você puder experimentá-lo, poderá encontrar menos nos chineses). Fui parado pelo preço de um molde. Cerca de US $ 5000. Eu não estava pronto para distribuir esse valor de uma vez. O valor do molde através de nosso colega recém-formado não era cósmico, variava entre US $ 2000 e US $ 2500. Além disso, ele foi nos encontrar e concordamos que o pagamento seria parcelado. Portanto, o problema com os casos foi resolvido.

A segunda e igualmente importante dificuldade que encontramos é o ferro.

Não conte o número de revisões de ferro. Segundo estimativas conservadoras, a opção apresentada é a sétima, sem contar as intermediárias. Nele, tentamos resolver todas as deficiências identificadas no processo de teste.

Então, antes eu pensava que não havia necessidade de um cão de guarda de hardware. Agora, sem ele, o dispositivo não entrará em série: devido ao capricho da plataforma que escolhemos.
Outra entrada analógica para o ESP. Anteriormente, eu pensava que todos os pinos do ESP são universais. Mas o ESP tem apenas um pino analógico. Aprenda isso na prática, o que levou à alteração e reordenação das placas de circuito impresso.

A primeira versão das placas de circuito impresso





A segunda versão das placas de circuito impresso





A penúltima versão das placas de circuito impresso, onde eu tive que resolver urgentemente problemas com o pino analógico





Quanto ao software, também houve várias armadilhas.

Por exemplo, lançamento periódico de ESP. Apesar do fato de o ping ser usado, a página não abre. Existe apenas uma solução - reescreva a biblioteca. Talvez existam outros, mas todos nós tentamos não deu resultado.

O segundo problema significativo, curiosamente, é o número de solicitações ao ESP ao abrir uma página. Usando GET ou ajax, fomos confrontados com o fato de que o número de solicitações se tornou indecentemente grande. Por esse motivo, o ESP se comportou de maneira imprevisível, podendo apenas reiniciar ou processar a solicitação por alguns segundos. A solução foi mudar para os soquetes da web. Depois disso, o número de solicitações diminuiu significativamente.

O terceiro problema é a interface da web. Mais informações sobre ele estarão em um artigo separado, que será publicado posteriormente.

Por enquanto, vou apenas dizer que a melhor opção no momento é usar o VUE.JS.

Essa estrutura é a mais adequada de todas as que testamos.

As opções de interface podem ser visualizadas nos links abaixo.

adaptive.lytko.com
mobile.lytko.com

Formação de termostato

Superando todas as dificuldades, chegamos ao seguinte resultado:





Construção civil

O termostato consiste em três placas (módulos):

1. Gerente;
2. Gerenciado
3. Placa de exposição

A placa de controle é a placa na qual o ESP12, o watchdog de Hardware e o nRF24 estão localizados para trabalhar com futuros sensores. Na inicialização, o dispositivo suporta o sensor digital DS18B20. Mas fornecemos a capacidade de conectar sensores analógicos de fabricantes de terceiros. E em uma das futuras atualizações de software do dispositivo, adicionaremos a capacidade de usar sensores que acompanham termostatos de terceiros.



Gerenciado - placa de gerenciamento de energia e carga. Eles colocaram uma fonte de alimentação de 750mA, terminais para conectar sensores de temperatura e relés de 16A para controlar a carga.



Tela - na fase de desenvolvimento, selecionamos a tela Nextion de 2,4 polegadas.

Sobre ele, você pode encontrar facilmente informações na Internet. Acrescentarei por conta própria que é conveniente para quase todos, exceto o preço. Uma tela de 2,4 polegadas custa cerca de 1.200 rublos, o que não afeta o preço final da melhor maneira.

Por isso, foi decidido fazer um análogo às nossas necessidades, mas com um preço mais baixo. É verdade que terá que ser programado da maneira clássica, e não no ambiente do Nextion Editor. É mais difícil, mas estamos prontos para isso.

Um analógico será uma matriz de 2,4 polegadas com uma tela sensível ao toque e uma placa com STM32 a bordo para controlá-la e reduzir a carga no ESP12. Todo o controle será semelhante ao Nextion by UART, além de 32 MB de memória e um cartão flash completo para gravação de logs.

O design modular facilita a troca de um dos módulos e a saída é um dispositivo completamente diferente.

Por exemplo, já existem opções para o "quadro 2" em várias versões:

• Opção 1 - para aquecimento de piso. Fonte de alimentação de 220v. O relé controla qualquer carga após ela mesma.
• Opção 2 - para aquecimento do piso de água ou válvula da bateria. Alimentado por 24V AC. Controle de válvula 24v.
• Opção 3 - alimentada por 220v. Controlando uma linha separada, como uma caldeira ou sauna elétrica.

Posfácio

Eu não sou um desenvolvedor profissional. Consegui unir pessoas com um objetivo. Na maioria das vezes, todos trabalham para a ideia; para fazer algo realmente valer a pena; o que será útil para o usuário final.

Estou certo de que alguém não gostará do design do caso; alguém - a aparência da página. Este é o seu direito! Mas nós fomos por todo esse caminho, através de críticas constantes ao que estamos fazendo e, o mais importante - por quê. Se não houver perguntas acima, teremos prazer em conversar nos comentários.

A crítica construtiva é boa, e somos gratos por isso.

A história da ideia aqui . Para os interessados:

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