Интерфейсы для устройства качания детской кроватки – от брелока до Web



    Прошло чуть больше года с момента написания моей первой статьи про устройство для качания детской кроватки. За это время мною был разработан новый пульт управления с экраном, а затем и web-интерфейс к этому устройству. Если интересно узнать подробности — добро пожаловать под кат.



    Вначале — пара слов о самом устройстве, небольшое краткое содержание предыдущих серий.

    Итак, устройство предназначено для качания детской кроватки с маятниковым механизмом. На неподвижную часть кроватки устанавливается приводной блок с электромагнитом и электроникой внутри. На подвижной части закрепляется неодимовый магнит. Пролетая над электромагнитом, постоянный магнит наводит ЭДС, по форме которой определяется момент подключения этого же электромагнита к источнику питания. Таким образом, электромагнит в нужные моменты времени подталкивает постоянный магнит и, следовательно, подвижную часть кроватки. В те же моменты времени, когда электромагнит не запитан, он играет роль датчика положения подвижной части кроватки.

    image

    Первый экземпляр устройства я сделал для себя. Потом оказалось, что такие устройства можно продавать, и уже три с небольшим года я и занимаюсь этим с разной степенью успеха. Сейчас небольшими партиями производятся четыре модели устройства и продаются через одного из крупных российских производителей детской мебели.

    В первой модели устройства для качания детской кроватки в качестве пульта управления используется вот такой пульт-брелок. На нем четыре кнопки, имеющие функциональность «Пуск», «Стоп», «Сильнее» и «Слабее». Соответственно, с помощью этого пульта можно запускать и останавливать качание, а также менять его интенсивность – выбирать один из шести возможных уровней. Брелок работает на частоте 433 МГц и никакой обратной связи не имеет.



    Через какое-то время был разработан упрощенный вариант устройства (модель 0), вообще без пульта управления. Качнули кроватку рукой – и она продолжает качаться неограниченно долго. Остановили – качание прекратилось.

    При разработке следующей, второй модели устройства качания (модель 2) основной задачей было добавить таймер укачивания и запуск качания от крика ребенка. И это оказалось проблемой.

    Дело в том, что время качания нужно как-то задавать, в часах и минутах. И чувствительность микрофона тоже как-то было бы неплохо устанавливать. А для всего этого нужен интерфейс, и «слепого» пульта с четырьмя кнопками здесь явно недостаточно.

    Конечно, первой мыслью было сделать на корпусе устройства какую-нибудь индикацию. Поставить там несколько светодиодов и/или небольшой дисплей. А управлять также, с помощью этого маленького пульта. Однако, ущербность этого решения заключается в том, что устройство в общем случае устанавливается в недоступном месте, где-нибудь на задней стенке кроватки у стены. И индикации на корпусе в этом случае просто не будет видно.

    Так было принято решение сделать пульт управления с дисплеем. Чуть меньше года разработки – и устройство с пультом готово!



    Внутри пульта – ATMega32A, в качестве дисплея – экран от Nokia 1202, приемопередатчик – NRF24L01+. Корпус – готовый стандартный, клавиатура – пленочная. С пульта можно задавать время укачивания, чувствительность микрофона, интенсивность качания, а также запускать и останавливать процесс. Для случая нахождения нескольких кроваток в одном помещении предусмотрена возможность смены канала управления, благо NRF24L01+ это легко позволяет.

    Пульт и устройство все время находятся в диалоге между собой. Сделано это для обратной связи – на экране отображается актуальное состояние устройства, а именно — идет ли процесс качания или нет (если идет — изображение кроватки на пульте тоже качается), сколько времени осталось качать, каковы текущие уставки интенсивности укачивания и чувствительности микрофона. Для того, чтобы батарейки в пульте управления не садились слишком быстро, предусмотрен режим сна – если на кнопки пульта никто не нажимает в течение получаса, пульт «засыпает».

    После разработки и запуска «Модели 2» пусть в скромное, но все же производство, я продолжал думать об усовершенствовании устройства качания. Вот было бы здорово, думал я, если бы можно было управлять устройством с сотового телефона! Или с планшета. Я вот, например, когда сплю, кладу рядом с собой сотовый телефон. Там и будильник, и почта, и почитать что-нибудь можно перед сном. И ведь наверняка многие молодые родители делают также. Зачем же использовать отдельный пульт управления устройством качания, когда вот она – универсальная вещь – смартфон или планшет! Пусть он и будет пультом управления, думал я.

    Какие более-менее подходящие радиоинтерфейсы есть в современном смартфоне? Bluetooth и Wi-Fi. Поначалу я рассматривал возможность управления устройством качания по Bluetooth. Из плюсов – легко реализовать со стороны устройства. Можно применить модуль – «мост» Bluetooth-UART, вот задача и решена.

    Правда, со стороны смартфона – сплошные проблемы.

    Начать с того, что держать постоянно включенный Bluetooth на телефоне – плохая идея. Далее, под каждую ОС придется писать собственный софт, это как минимум, два приложения – под Android и под iPhone. А ведь есть еще и телефоны под Windows Phone… Немного углубившись в тему, я обнаружил, что c iPhone вообще может ничего не получиться, там вроде бы есть какие-то ограничения. Ну и даже если все получится. Приложения нужно сначала написать. Потом опубликовать в соответствующих магазинах. Потом их нужно поддерживать в работоспособном состоянии, исправлять ошибки, реагировать на замечания пользователей. Проблема в том, что я никогда ничего из этого не делал, для меня это «темный лес с партизанами» и по-хорошему для этой части работы нужно нанимать знающего человека. И нанимать не разово, а постоянно с ним потом сотрудничать в плане поддержки программ. Ну или учиться всему самому. Получается как-то дорого, да и технически некрасиво. Поэтому Bluetooth отпадает.

    А потом я узнал о существовании ESP8266.

    Да, об этих модулях уже очень много здесь писали, кроме того, есть отличнейший русскоязычный форум по ним. Чуть меньше года назад, начав рассматривать этот модуль для своего применения, я долго не мог составить мнение о его возможностях. Да и сейчас, судя по вопросам новичков на том же форуме, я вижу, что многие не представляют, на что способен этот модуль (чип).

    Здесь надо сказать важную вещь – изначально ESP8266 «комплектовался» очень «сырой» и «глючной» китайской SDK, в связи с чем чип нельзя было использовать для решения настоящих «боевых» задач. Так, поиграть, поморгать светодиодом, конечно, можно было, но сделать что-то стабильно работающее было невозможно.

    За последний год, однако, ситуация коренным образом изменилась. На русскоязычном форуме, посвященном этому чипу, одним из его участников был реализован проект – «Разработка ‘библиотеки’ малого webсервера на ESP8266». Удивительный человек-инкогнито, скрывающийся под ником pvvx, практически в одиночку создал прошивку для ESP8266, которая позволяет в полной мере раскрыть возможности этого чипа. Исходники проекта выложены в открытый доступ, автор разрешает их использовать как угодно, в том числе и в коммерческих целях. Более того, pvvx продолжает дополнять сборку новыми возможностями, а также, что очень важно, активно присутствует на форуме и не устает (ну, наверное) консультировать новичков (и не новичков тоже).

    В результате этой, не побоюсь пафоса, выдающейся работы, стало возможно (помимо многого другого) снабдить какое-либо устройство полноценным стабильно работающим web-интерфейсом. Этим применением возможности чипа и прошивки не ограничиваются, но мне нужно было решить именно эту задачу.

    Преимущества использования ESP8266 очевидны, и более того, каких-то других вариантов, сравнимых по цене и функционалу, на данный момент нет.

    Действительно, при цене около 170 рублей на модуле ESP8266 можно организовать web-сервер с интерфейсом управления устройством, что позволяет не писать вообще никаких программ ни под какие операционные системы, только один раз сделать web-интерфейс. Модуль может работать как точка доступа и как станция, а также одновременно в двух этих режимах. Например, подключившись к модулю как к точке доступа, можно настроить его параметры связи, а потом, при желании, подключить модуль как станцию к своей домашней Wi-Fi сети. Сборка («свалка», как почтительно называет ее автор) имеет множество настроек (больше 250), доступных из web-интерфейса.

    Конечно, существуют и другие прошивки для ESP8266, но ни одна из них не обладает такими возможностями, такой стабильностью и качеством работы, как сборка от pvvx (это мое субъективное мнение, применительно к моей задаче).

    На основе этой прошивки и был разработан web-интерфейс для устройства качания детской кроватки. Непосредственно сама веб-часть была написана таким образом, чтобы сайт корректно отображался на различных экранах с разными размерами и разрешениями.

    imageimageimage

    Конечно, аппаратную часть устройства пришлось здорово переделать (по факту – сделать заново). Алгоритм качания теперь реализован на микроконтроллере Attiny441, взаимодействие с ESP8266 посредством UART. Питание 3.3 вольта выполнено с помощью ST1S10. Вариант платы с ошибкой (исправлена навесным монтажом):



    Таким образом, сейчас стало как никогда просто «прикрутить» Wi-Fi и web-интерфейс к чему угодно. При этом система будет работать вполне стабильно, а стоимость компонентов составит всего-навсего около 250 рублей (если подсчитать всю обвязку, не только сам модуль ESP8266).

    Так и появился web-интерфейс у устройства для качания детской кроватки.
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 53
      0
      А какова итоговая «розничная» цена получившегося устройства? И, собственно, где заказать? )))
        +4
        Не знаю, можно ли здесь публиковать ссылки, не будет ли это несанкционированной рекламой. Ну попробую:
        купить можно здесь. Версии с web-интерфейсом пока в наличии нет, всего несколько штук сделано. Наверное, в начале следующего года уже можно будет купить. Цена ожидается ниже, чем на «Модель 2».
          0
          Спасибо
            +2
            ТЫ ПАМЯТНИК ВОЗДВИГ СЕБЕ НЕРУКОТВОРНЫЙ!!!
          0
          У меня возникла не здоровая профессиональная ассоциация
            +3
            «Основной заказчик» устройства за год-то уже вырос, и реализованный функционал ему уже не совсем по возрасту. Нужно либо начинать проектировать что-то типа электрического беговела, либо планировать следующего «основного заказчика» ;)
              0
              всё ничего, если бы такие кроватки продавались продавались где-то кроме России.
              не погу понять почему, но запад, как рынок для качалок мёртв.
                0
                У них детей не укачивают вообще?
                  0
                  Укачивают, но, видимо не очень. Единственное, что можно найти — это вот такие//>
                  девайсы, но цены на них очень завышены да и ТТХ у них никакие
                    0
                    Ссылка не проставилась.
                    Но если там подобные устройства продают и на них есть хоть какой-то спрос, при этом они хуже и стоят дороже, то на такой рынок можно попробовать выйти, как мне кажется.
                      0
                      http://picture.yatego.com/images/4188d27245bfc1.0/W-201005-543a-kqh/christiane-wegner-kathi-baby-wiege--dessin-543-beach--antik.jpg
                  0
                  Кроватки такого типа продаются как минимум в России, Белоруссии, Украине, Казахстане. В Европе как-то они не прижились, хотя бывают какие-то вроде как итальянские модели с маятником: Baby Italia Gioco Lux, Baby Italia Didi.
                    0
                    «Такого типа» — слишком общее понятие. для данного устройсва нужны очень хорошие характеристики по затуханию колебаний. В Украине за вменяемые деньги я таких кроваток не нашёл. Очень хотел купить эту «качалку» для первого ребёнка, но цена 400 уе за короватку-маятник соместимую с ней меня разубедила.
                    для второго ребёнка всё решилось само собой. Купить в Берлине такую кроватку невозможно даже за 400.
                      0
                      Да никаких «особо хороших» характеристик не требуется. Если кроватка плохо качается (количество свободных колебаний меньше 40), то, скорее всего, проблема в перетянутых подшипниках. Или в не очень правильных втулках. Вот тут я писал о переделке своей кроватки, тоже плохо качалась после покупки. Цена вопроса — 16 гаек M6.

                      Еще, конечно, качающаяся часть должна быть достаточно жесткой, иначе энергия «качалки» будет расходоваться не на собственно качание, а на деформирование подвижной части кроватки. Разболтанная кроватка качается плохо.

                      А про цены… конечно в Европе все дороже, но, наверное, тут в абсолютных величинах некорректно цены сравнивать.
                        0
                        (количество свободных колебаний меньше 40),

                        Лучшее, что я смог найти в Украине давало 20 колебаний.
                        А в «Европе» их просто нет. А доставка из России мягко говоря кусается.
                        В КИтае не делают. В общем обошлись.
                          0
                          Возможно, достаточно было просто ослабить винты у подшипников.
                        0
                        Жестоко. Я в Краснодаре брал прекрасную буковую кровать с продольным маятником за 100€. Только сборка ни фига не икеевская. Негуманоидная инструкция.
                      0
                      Там пошли другим путем:
                      www.4moms.ru/mamaroo
                        0
                        Ну это другое, типа качелей для младенцев, только более продвинутый вариант. Это не кроватка, ночью там спать не будешь.

                        Ну и управление тоже возможно с мобильного устройства, но через приложение. И еще дан список «совместимых устройств». Т.е. не универсальное решение, совсем.
                      +1
                      Как папа могу сказать, что девайс совершенно не нужен. :) У нас тоже была маятниковая кроватка, дитяко совершенно этого не оценило, так что уже в 3 месяца её заблокировали и больше качанием не пользовались.
                        0
                        кому как. нас маятник очень спасал так как дитё засыпало с пол-пинка. Можно было не вставая с кровати ногой пнуть и спать дальше)
                          0
                          Все дети разные. И родители тоже. Кому-то действительно кроватка с маятником оказывается не нужна. А кому-то нужна.
                            0
                            Мне кажется, что это нужно только родителям. Дети будут спать так, как их приучили. Если приучили не укачивать, то будут засыпать так без особых проблем.
                            Ведь взрослым не обязательно укачиваться для засыпания.
                              0
                              Точно. Пока ребенок ещё не понимает, что его мама качает или кроватка, это месяца три-четыре, а потом уже ничего не поможет, если на ручки хочет. Так что девайс если и полезен, то на очень ограниченный срок. Как собственно, почти всё до года :)
                                0
                                На самом деле очень много детских причендалов придумано исключительно для родителей — чтобы они не волновались, не паниковали и не рвали волосы в очередном приступе «я не знаю, что делать но ведь НАДО ЖЕ ЧТО-ТО ДЕЛАТЬ».
                                А уж споконый родитель — спокойный малыш.
                                  0
                                  Это верно. Спокойный родитель — это залог спокойствия в семье.
                                  Правда, при крайностях тут можеть получиться другая проблема — простое решение проблемы сейчас может грозить большими проблемами потом.

                                  Часто такое вижу вокруг.
                                  Например, постоянные укачивания потенциально грозят тому, что ребёнку будет сложнее заснуть самому когда будет взрослее.
                                  Или говорить шёпотом (даже в другой комнате) и ходить на цыпочках, а потом сложнее заснут даже при мелком шуме.
                                  Вот ещё более популярное — когда ребёнок орёт, то купить ему игрушку или сладость. Но потом он будет орать когда просто будет хотеть новую игрушку.

                                  Важно находить правильный баланс, что бы не впадать в такие крайности и потом что бы не отзывалось чем-то более крупным потом.
                              +2
                              качалка будущего гика :)
                              0
                              Кстати, насчет прошивки под ESP8266 и поддержки ее облачным IoT-окружением — здесь и здесь
                                +4
                                  0
                                  Лучше рук матери пока ничего не придумали.
                                    +2
                                    Матери еще надо иногда есть, мыться, что то приготовить еще over дохрена других дел. А иные дети вообще не спят просто так. У моей так три режима. Либо она сосет сиську, либо спит на руках, либо орет как резаная. Режим «на руках» неплохо заменяется покачиваниями, но качать надо непрерывно. Прервался хоть на минуту — просыпается и орет. Я Даже на светофоре когда стою то играю тормозом, чтобы делать небольшие рывки которы укачиывают дите в люльке. Жену спасает только то, что я большую часть времени дома и могу и пожрать приготовить или еще какие дела сделать.

                                    Так что дети бывают разные.
                                      0
                                      Благо эта проблема всего на полгода-год. Или до следующего ребенка )
                                        0
                                        Ну пол года-год это ни разу не всего. В этот период тоже надо как то жить.
                                        0
                                        Все дети спят в любых условиях, просто множество родителей потакает прихоти дитя засыпать «чтоб в кайф». Сон — потребность естественная, в дополнительной стимуляции не нуждается.
                                          +2
                                          А кто не соответствует этому утверждению — подлежит сбрасыванию со скалы.
                                            0
                                            Какому? Что любой ребенок заснет, когда устанет?
                                              +2
                                              Любой сферических ребенок в вакууме из палаты мер и весов, конечно, заснет, когда устанет, вне зависимости от внешних условий и обстоятельств.

                                              А настоящий ребенок может заснуть, а может, перевозбудившись, как раз орать, пока его на руки не возьмешь/не покачаешь/песенку не споешь/рядом не ляжешь/книжку не почитаешь/любимую игрушку не положишь/свет не погасишь/ночник не включишь и еще очень и очень много вариантов.

                                              А идеальный ребенок — он да, по третьему зеленому свистку сразу спит как подкошенный.
                                                +1
                                                Вот не факт ни разу. Все разные. Я засыпал везде, где хотел. Хоть на полу во время игры. Мои дети так не будут. Физиологически они уже засыпают, но сопротивляются изо всех сил. Вести неадекватно начинают. Младший (годик) будет кричать так, что мама не горюй. Конечно, возможно, просто мы, родители, слабаки и не можем выдержать час ора ребёнка.
                                              +1
                                              Это вы теоретизируете или у вас богатый практический опыт?

                                              А практика показывает, что ребенок может орать как будто его режут от того что… хочет спать. И сам он уснет только тогда, когда горло сорвет, проорав часа три к ряду. Просто окончательно обессилев. Ну, а вопрос поспать самому или делать какие то дела когда у тебя под ухом такая сирена (которая, кстати, на мать действует просто магически, у ней мозг просто вырубается) остается открытым.
                                                0
                                                Опыта пока немного, пока только второму ребенку как раз год будет. Но я уверяю, Вас способность орать «часами» — это достаточно сильное преувеличение, так как сипнет чадо достаточно быстро. Поэтому, часто они орут с перерывами, что бы отдохнуть и посмотреть не готов ли уже кто-нибудь покачать.
                                                Тут собственно надо решить, либо качать ребенка каждый день по часу и ходить на цыпочках весь вечер, чтоб не дай бог. Или потерпеть некоторое количество истерик, пока ему самому эти концерты не станут надоедать (техника приучения может разниться, но терпеть скорее всего придется). Ну или купить вышеозначенный девайс, кстати с инженерной точки зрения, очень интересный.
                                                А мать это да, подрывается на писк мгновенно, забороть это — самая сложная задача.

                                                  0
                                                  del
                                                    +1
                                                    Так-то это так. Работает даже до первой серьёзной болезни или проблем с грудным кормлением. А дальше уже снежный ком почти невозможно остановить.
                                                      0
                                                      Про это речь и не идет, речь об «убаюкивании» в нормальных условиях. Уложить голодного ребенка спать (если я правильно понимаю «проблемы с грудным кормлением») вообще за гранью добра и зла :).
                                                  +1
                                                  Знакомые перед родами начитались умных книжек о том, что гармония с природой и другая фигня. Наш «маятник» чуть ли не сатанинской техниой считали. Но жизнь решила за них. Малый просто не засыпал без укачивания. Мог часами орать. Начали укачивать на руках — помогло. Но вот в процессе перекладывания в кроватку он часто просыпался и всё сначала. Бывало часами по очереди прыгали с ним на гимнастическом шаре.
                                                  В общем потом ещё долго от рук отучивали.
                                                  не всё то золото, что в теории хорошо.
                                              0
                                              Всегда есть к чему придраться, но когда видишь уже готовое устройство — то хочется только похвалить.

                                              Не прорабатывали ли вопрос с сертификацией?
                                              Насколько знаю, все что связанно с детьми требует всяких «бумажек». Всякие соответствия излучениям, заключения медиков, исследования…
                                              Без этого в розничные магазины не реально попасть, соответственно приличных серий не выпустить.
                                                0
                                                Партнер, через которого продается устройство, получил вот такой документ: «протокол испытаний, выданный ООО «Центр стандартизации и метрологии», г. Ижевск, Удмуртская Республика». Этой бумаги достаточно, чтобы продавать устройство в розницу без вопросов.

                                                А до того я пытался сам получить сертификат. Опуская подробности, выводы такие:

                                                1. Никто точно не знает, какие именно «сертификаты» или «разрешения» или «дозволения» или «боярские милости» нужны в моем случае.

                                                2. Никто не может ответить на вопрос, какой орган будет, если что, наличие этого сертификата будет проверять.

                                                3. Официальных норм на низкочастотные (несколько Гц) и на постоянные магнитные поля вообще нет. Методик проверки тоже нет.

                                                4. Могут дать сертификат безопасности (тогда предлагали за 30 т.р.). В моем случает дают автоматически, без испытаний, т.к. устройство питается от низкого напряжения 12 В через сертифицированный блок питания. Других опасностей в принципе быть не может с их точки зрения.

                                                5. «Сертифицированный блок питания», Карл :)

                                                В общем, вся эта «сертификация» — одна большая профанация, я считаю. Может я, конечно, чего-то сакрального не понял, но пока так.
                                                +1
                                                Когда применять девайс? Родители первого ребенка, сначала вообще не понимают, что происходит, не до девайса. Потом когда начинают понимать, ребенок требует мать, а не просто неких абстрактных колебаний. Хотя наверное дети разные бывают.
                                                А со вторым уже проще, кладешь в люльку и даешь сделать первый выбор в жизни — или орать или уже начать спать.
                                                  0
                                                  Правильно ли понимать, что девайс не использует при раскачке инерционные силы?
                                                  Если да, то как обстоят дела с затуханием и др. критериями «естественной качки»?
                                                    0
                                                    Что вы имеете ввиду?

                                                    Электромагнит подталкивает кроватку в нужные моменты времени. С каждым колебанием устройство «закачивает» в кроватку энергию, все больше и больше. Амплитуда качания увеличивается. Через какое-то время наступает баланс — сколько энергии закачивается, столько и расходуется на трение. Амплитуда перестает увеличиваться. В установившемся режиме качания устройство восполняет энергию, израсходованную на трение.

                                                    Кроватка качается с частотой собственных колебаний. С той же частотой, как если бы просто качнуть кроватку рукой. Для малых колебаний частота не зависит от амплитуды колебаний, как у математического маятника.
                                                    +1
                                                    Года два назад по телевизору на крупном государственном канале (Казахстан) показывали изобретателя-патентовладельца устройства для качения детской кровати.
                                                    При демонстрации работы устройство издавало жуткий треск и создавалось впечатление работы небольшого двигателя внутреннего сгорания.
                                                    Я прям не знал: смеяться или плакать.
                                                    По сравнения с тем, ваше устройство — гений инженерной мысли.
                                                      0

                                                      Извиняюсь, за некропостинг, не смог удержаться.
                                                      Сам озадачился подобным устройством, возможно покупкой, но стоимость отбила всякое желание приобретать. В статье приводится стоимость электроники в 200-300, конечное же устройство стремится к 7т.р…
                                                      Даже при всех возможных накладных расходах стоимость явно завышена в несколько раз. Полагаю, это один из основных факторов низкой популярности устройства.

                                                        0
                                                        Да уж действительно, некропостинг :)

                                                        По сути — себестоимость никак не 200-300 рублей, один только блок питания в оптовой закупке 325 рублей.
                                                        Накрутка от себестоимости (суммарная стоимость деталей+работа) до конечного покупателя меньше 100%. Два промежуточных звена должны на этом заработать, плюс реклама, плюс налоги, плюс офис в Москве и т.д. Остается не так уж и много.

                                                        Я тут недавно узнал — знаете, какая накрутка в fashion development (торговля одеждой по-нашему)? От себестоимости до конечного покупателя — 8-10 раз. Покупаете джинсы за 3000 рублей? Вот знайте — их себестоимость — 300 рублей, плюс-минус.

                                                        А здесь — всего в два раза (чуть меньше даже).

                                                        Про низкую популярность — это не так… не буду хвастаться, но это далеко не так.

                                                        Так что смело приобретайте — цена обоснованная.

                                                      Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                      Самое читаемое