小型设备的大配置问题

第1部分。


没有大量的电子和电气助手,现代世界是不可想象的。 从计算机和智能手机开始,到厨房的简单电灯开关和输入保护断路器结束。 一种或另一种方式,您必须与所有设备进行交互。 例如,使用智能手机的人越来越多,有些人根本不会失控,而使用公寓的自动进入保护装置却很少,甚至有些人甚至不知道。

对于第一类设备,那里的一切都很简单。 实际上,该界面是图形的,由设计人员和程序员确定。 对于第二种设备,就交互性而不是重要性而言,该计划要复杂得多。 当他们完成工作时,我们认为它们是相同的电灯开关,或者交给母亲,就像输入机器已经超负荷工作一样。

对于非常简单的设备,该接口是原始的。 按钮或拨动开关,例如用于恒温器的多个按钮。 特性由制造商设置,而不由消费者更改。 跳闸电流10A,16A,25A ...切换到6A 230V ...但是,当设备复杂一点时,一切都会变得很糟糕。

有点分心,我将仅由于硬件接口来谈论我的失败。 私有房屋的负载平衡任务。 实际上-一个多通道可编程时间继电器。 我实际上是在晚上制作了一个原型,并交付给客户,客户(一个室友)很满意,我决定尝试建立小规模生产,在乡村规模上组织一个小型电子创业公司,因为缺乏投入能力的问题与私营部门有关。 一个设计问题仍然存在-设备的配置。 在原型中,如果可以调用200条汇编程序指令,则将间隔简单地打包到固件中。 我不得不调整设置几次,只需组装一个新固件并通过编程器进行更新即可完成。 显然,对于串行甚至小型设备,此方法都不适用。

在这里,我遇到了开发硬件用户界面的所有``魅力''...简单的方法,例如写下16个设置选项和设置滑动开关并没有提供所需的灵活性,使任何用于与PC或智能手机通信的严肃接口都是不合理的复杂性,价格上涨。 另外,立即出现了开发简单但跨平台的应用程序(Win / Linux / Android / iOs)的需求。 但这不是主要的事情。 实际上,用户将在安装过程中对设备进行一次配置,理想情况下,不再调用它。

与原型相反,该设备的前面板上有一个4位LED指示灯,按钮和LED。 还增加了功能,停电后延迟接通负载的功能,从输电线路或备用发电机供电的其他模式,保持冷冻温度...

这是这个科学怪人怪物的质量尺寸布局



(控制接触器,内部小电流线圈开关电路)

只要仅存在可编程继电器的功能,设置就不难;所创建的硬件接口将获得回报。 但是到了某个时候,配置指令开始超出固件代码的大小。 最初的想法:用户扫描仪表板上的QR码,转到带有说明的页面-失败。 要么制作一个非常简单的设备,要么寻找与该设备进行通信的另一种方法。 潜在的购买者(有勇气的测试人员)很长一段时间都根据说明了解配置。

最可悲的是,我有几台设备的原型,这些设备一旦配置好,就可以在配电盘中生活。 配置-其他十几个字节。 仍然需要找到合适的接口。

我们今天有什么? “经典”配置方法的比较:

  • 现成配置的选择。 优点:易于实施的软件和硬件。 其他硬件改进很少。 用户不需要特殊的设备,没有足够的说明。 缺点:没有灵活性,没有直观的要求。
  • 一连串的点击,并通过简单的显示提供反馈(类似于设置常规电子时钟)。 优点:它很容易通过编程实现,用户不需要专用设备,也不需要足够的说明。 缺点:不直观,很难配置大量参数,无法克隆设置,这对安装公司至关重要。
  • 使用标准有线接口进行配置。 优点:凭直觉,如果应用程序编写正确,易于克隆设置,相对简单的实现,也许不是很昂贵的硬件改进,具有更新固件的能力。 缺点:如果您的设备提供的不是USB或以太网,则用户应该拥有设备,至少是带USB端口的计算机或膝上型计算机,接口转换器。 需要开发一个应用程序。
  • WiFi + WEB-用大炮射击麻雀和特里ardurinshchina。 但是这个主意还不错。 PROS:类似于有线连接,无需通过提供配置器的内置WEB界面来开发跨平台应用程序,对于用户而言,拥有具有WiFi支持和浏览器的任何设备就足够了。 甚至不需要访问全球网络。 也许这种设计会比硬件按钮/指示器便宜,外壳也得到了简化。 缺点:从技术上讲,这是一个极其丑陋的解决方案,可将产品转移到完全不同的设备类别中。 由于固件的复杂性和对EMF的敏感性增加,可靠性降低了。

我总结说,从用户的角度来看,最漂亮的解决方案之一就是后者。 但是从工程师的角度来看,它也是最可怕的之一。 我几乎停下来了,但是...
技术曲折困扰。 为了在EEPROM中写入几个字节,用如此广泛的协议栈围起来是不合理的。 但看来我找到了解决问题的方法,这是此方法的特点:

优点:

  • 硬件组件价格的上涨可与“从现成的配置中选择”的决定相提并论,为10-15卢布,而拒绝额外按钮,指示器等的能力则可以提供更便宜的价格。
  • 软件实施不是问题。
  • 它不需要开发特殊的应用程序。 如果需要,可以提供该应用程序。
  • 直观性取决于WEB配置器或应用程序的开发质量。
  • 与设备电隔离。

缺点:

  • 与有线或无线电接口相比,数据传输率低。
  • 需要与设备进行物理接触。
  • 您需要至少一个访问网络的权限。

另外,这种传输信息的方法实际上非常普遍。 这是声波。

现在,也许每个人都有智能手机。 没有智能手机-任何播放声音的设备,甚至是卡带播放器都适用。 如我所见,该界面正在运行:

  1. 用户根据说明安装设备。
  2. 创建所需的设备配置,注册所需的模式和设置。
  3. 用户例如通过特殊的按键顺序将设备置于配置模式,设备将显示就绪状态,例如通过闪烁5 Hz频率的LED。
  4. 在配置器中,单击“传输参数”图标,然后开始播放编码的声音序列(以及谁在90年代从盒式磁带中加载了它们?)。
  5. 用户等待将数据加载到设备中(例如,LED一直亮着),然后单击“停止传输”图标。

一切,新参数都将传输到设备。 您认为这种配置方法是否足够方便?

而不是后记

我专门没有涉及实施的技术部分。 每种情况都可以是单独的,该方法是一个总体思路。 如果这篇文章引起人们的兴趣,我将发表第二部分。 实用。 尽管破坏者:这个想法成功了,但8位PIC16 +“学生”版C编译器的模型却没有进行优化,包括手册,但该固件却安静地适合内存(约1KB)和性能。 最难的数学运算是sint8_t和sint16_t的加法。 根据初步计算,用Assembler重写的声音配置器的内核将适合512公斤以下的应用,而PIC16F819应具有2MIPS性能。

一切顺利
康斯坦丁。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN468951/


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