0,0
рейтинг
17 марта 2014 в 18:56

Как создать продукт в сфере бытовой электроники за пару недель с минимальным бюджетом

Не так давно я написал небольшой пост на Хабре о том, как организовать автополив комнатных растений на Ардуино. В комментариях к посту многие высказывали мнение, что реализовано слишком просто, что нет магии, так как торчат провода и выглядит все неэстетично. Также были весьма дельные замечания по функционалу устройства, связанные с необходимостью использования датчика влажности почвы и другие. В итоге я решил за достаточно короткий срок сделать устройство, которое как по внешнему виду, так и по начинке было бы сопоставимо с промышленным продуктом. Возможно, эта история вдохновит кого-то на создание собственных продуктов или поможет в плане распространения опыта.



После публикации я решил, что можно попробовать реализовать некоторые идеи, высказанные в комментариях. Прежде всего пресловутую магию — в виде приличного корпуса. Рассказал об идее проекта своему товарищу. Посовещавшись, мы пришли к следующим требованиям к устройству:

  • Устройство должно быть реализовано в виде подставки под горшок с комнатным растением и вмещать в себя не меньше двух литров воды
  • На панели управления необходимо установить дисплей, для того чтобы настройками полива было удобно управлять
  • Необходим контроль уровня воды в емкости, чтобы устройство могло вовремя напомнить нам о необходимости добавить воду
  • Также важно заложить дальнейшую расширяемость для связи с интернетом, чтобы получить возможность управлять устройством через веб-форму или мобильное приложение


У каждого из нас есть куча основных дел, поэтому уделить много времени побочному проекту, мы не могли и пришли к выводу, что нужно попробовать сделать устройство, потратив на него не больше недели. В итоге получилось дольше, но именно с такой концепцией мы начали работать.

В основу контроллера управления легли те детали, которые были под рукой. Изначально планировалось за основу взять микроконтроллер из 16 семейства MicroChip и часы реального времени DS1302. Но из «пиков» под рукой были или контроллеры с малым количеством выводов, или в больших корпусах – DIP40, а плату хотелось сделать компактной, тогда под руку попался 32 битный ARM микроконтроллер STM32F100C8T6. Из часов реального времени были только PCF8283. В качестве индикатора для контроллера рассматривались варианты: символьные дисплеи от WinStar, графический дисплей с разрешением 128х64 на контроллере ST7565R и ещё возможность применения дисплея от сотового телефона. Символьные дисплеи отпали сразу, т.к. они смотрелись бы очень громоздко в конструкции поливалки, среди оставшихся вариантов графических дисплеев, дисплей на контроллере ST7565R уступил дисплею от nokia1100 в связи с более простым монтажом и разводкой последнего



Итак, теперь необходимо сделать приятный внешний вид устройства. Для этого я связываюсь со знакомым промышленным дизайнером с просьбой помочь нам с формой. Через пару часов он присылает несколько картинок:



Выглядит красиво. Функциональные детали, конечно, можно обсуждать, но мы этого не делаем, так как наша задача уложиться в несколько дней, а иногда дизайн можно обсуждать неделями. Пара ночей на продумывание конструкторских решений и выбор материалов, которые будем использовать и перед нами небольшая стопочка чертежей и необходимость изготовить 10 типов деталей.



Начинаем с металла. Для этого идём в один из хакспейсов Екатеринбурга, в котором есть станки для металлообработки и возможность с ними работать за небольшую абонентскую плату. Из металла нам необходимо сделать, во-первых, кольцо-корпус, чтобы получить кастрюльку как на дизайне, во-вторых, выточить штуцер, который будет соединять шланги, и несколько стоек с внутренними резьбами, на которые будет установлена панель с электроникой.

Самое сложное — это сделать алюминиевое кольцо — корпус: сначала вырубаем на гильотине нужных размеров полосу из алюминиевого листа и высверливаем на ней отверстия в нужных местах. Затем прокатываем на вальцах и получаем уже кольцо, которое нужно аккуратно сварить. Специально для этого осваиваем сварку аргоном. (правда убили полдня на просмотр учебных пособий на youtube по сварке и поездку за аргоном на другой конец города). После нескольких тренировок получаем более менее годный шов.

Мы рассматривали два способа сделать металлическую поверхность привлекательной:
  • анодирование
  • аккуратная шлифовка


Останавливаемся на шлифовке, так как на наш взгляд это более простой способ. При шлифовке крайне важно чтобы направление движения шлифовальной поверхности по детали всегда было постоянным, иначе шлифовка получится не аккуратной. Поэтому мастерим небольшую оснастку для сверлильного станка, в шпиндель которого зажимаем лепестковый шлифовальный круг.



Итак, с металлом закончили. Переходим в пластиковым деталям, которых у нас три: две крышки, которые закрывают наш корпус сверху и снизу, и панель для электроники с отверстиями под кнопки и окном для дисплея.

Крышки вырезаем на лазере — для этого приходится выбраться из хакспейса, так как лазерного станка здесь нет и обратиться в профильную компанию. Вот как происходит процесс резки по нашим чертежам:



Панель для электроники делаем из толстого оргстекла. Так как в макете есть глухие отверстия, то лазер не подходит — режем на фрезерном чпу станке



Осталось сделать верхнюю деревянную крышку, на которую будет ставиться горшок с растением. Здесь важно правильно выбрать сорт дерева — во-первых, необходимо, чтобы у дерева был красивый рисунок на срезе, во вторых — важно, чтобы дерево не вело в процессе использования. Поэтому мы покупаем буковый мебельный щит — его можно купить в любом профильном магазине. И режем заготовку на фрезерном станке



Так как заготовка была высотой 20 мм, а высота крышки по чертежам меньше 10, то приходится сначала спилить больше половины высоты нашего щита. Видя как переводится материал, остальные хакспейсовцы негодуют и пугают меня Лаврентием Павловичем Берией. Но установленные нами сроки для проекта горят и времени на то чтобы искать лист нужной высоты нет, поэтому дофрезеровываем и переходим к следующему этапу — сборке.

ЧПУ себя оправдывает и на сборке особых проблем не возникло — немного поработать напильником тем не менее пришлось.



Первые тесты показывают, что в целом все работает как надо. Вот как выглядит поливалка в работе:



В будущем планирую добавить управление настройками автополива через веб-интерфейс.

Надеюсь, что данная статья вдохновит кого-нибудь на воплощение в добротном железе своих наработок и задумок.
Василий Панкратов @varkasha
карма
27,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (70)

  • +4
    А что за хакспейс и какова «небольшая арендная плата»? Поделитесь, пожалуйста.

    Ну и ценником на ваш конечный девайс тоже поделитесь :)
    • +3
      Поддержу вопрос про ценник. И добавлю вопрос про энергопотребление. К примеру, у моей жены на окнах 14 горшков с цветами (специально пересчитал). Может быть, расширить устройство на несколько цветков?
      • 0
        Тогда и вместимость контейнера наверняка нужно поднять. А то для 14 горшков не на долго хватит двух литров, мне кажется.
        • +1
          У друга видел отличную штуку для использования, когда все уехали на неделю — помпа с примитивным таймером на включение раз в сутки, который кидается в ведро с водой и от него отходят 15-20 трубок, раз в день они «плюют» немного воды в каждый горшок. Итого так все цветы могут пережить отпуск хозяев.
    • 0
      Присоединяюсь к вопросу о ценнике…

      И будете ли вы поднимать производство?
    • +4
      Хакспейс на базе лаборатории робототехники мехфака УрФУ (вот их сайт вроде бы uralrobots.ru/). Рассказать подробней о том как стать участником могу в л.с.

      Ценника пока нет, потому что это пока не промышленное всё-таки устройство :)
      • +4
        А есть себестоимость? «Минимальный бюджет» все ж таки у всех разный.
        • –8
          Меня всегда поражает простота некоторых людей. Вот скажите, зачем им вам себестоимость раскрывать? Смысл какой? :)
          • +11
            Поскольку конструкция относится к самоделкам, производство и продажа не планируется, а в заголовке указан «минимальный бюджет» — не вижу смысла скрывать размер этого самого бюджета.
            • +4
              лист бука самое дорогое, что пришлось купить: чуть больше 1000 рублей (но он остался, по сути от него нужна была только восьмая часть), электронные компоненты не больше чем на 500р,, кусочек алюминия достался бесплатно, резка на лазере — 500р вроде, ну и аренда в хакспейсе месячная
    • 0
      habrahabr.ru/company/coolrf/blog/197708/ еще один хакспейс в екатеринбурге.
      • +5
        Это вы мне на мой же пост ссылку подсказываете? Спасибо конечно :)
  • +14
    Очень здорово у Вас получилось, спасибо за статью.
    Мне кажется пост будет неполным без картинки
    было - стало
    image
    • +2
      Даже цветы радуются: один грустный другой радостный :)
    • 0
      спасибо)
  • 0
    Выглядит отлично. Только я не понял, или пропустил, как туда наливать воду и что будет если вода из горшка протечёт на устройство?
    • 0
      Круглое отверстие в центре, под ним внутри прячется прозрачная емкость. Лишняя вода предположительно стечет обратно в емкость.
      • 0
        да — задумано было именно так — чтобы лишняя вода стекала внутрь
  • 0
    Осталось еще сделать автонаполнение девайса из водопроводной трубы и «спи-отдыхай». :)
    • 0
      Если водопроводная труба, то чего мелочится — можно же прямо оттуда, зачем какие-то емкости. От водопроводной трубы опасно запитываться — если вдруг клапан заклинит в открытом состоянии… за 2 недели столько воды может натечь! А для этого нужны датчики, защитные клапаны которые тоже могут отказать и т.д. и т.п. вобщем, из мухи вырисовывается целый слон. Но для теплицы такая схема имеет больше смысла чем для отдельного цветка, и слон может прокатить.
  • 0
    По картинка могу судить что резервуар всегда остается в открытом состоянии? (шланг и отсутствие каких-либо креплений для крышки)
    А если домашние животные, дети?
    • 0
      Все очень просто. Есть смартпот (который белый, click & grow), стоял на стеллаже, кошка его уронила. Нас дома не было. Он упал на ламинат, там где были швы немного вздулось. Вот. Надеюсь авторы предусмотрят такое развитие событий, т.к под горшком, на полу, могут быть удлинители-пилоты, бесперебойники и т.д.
      • 0
        Да — действительно неприятно было бы. Нужно придумать какое-то решение для герметичности. Спасибо за идею!
    • +2
      По опыту кошки обычно не переворачивают горшки. Хотя вопрос в том как помыть ёмкость с водой, ведь в ней гарантированно заведётся свой микрозоопарк с микрофлорой открыт.
      • +3
        По опыту кошки обычно не переворачивают горшки.

        Рассказали бы вы это моему коту, пришлось отказаться в доме от комнатных растений полностью, так-как все что ему нравились он сожрал, а те что не нравились систематически переворачивал, с намеком чтоб принесли вкусные. Установка более крупных и тяжелых горшков особо не помогла от 5 килограммовой пушистой скотины.
        • 0
          Есть простое решение — переходите на кактусы. :-) Нам оставляли кота как-то, когда у нас было много кактусов. Как-то он попробовал полежать на них. Это был первый и последний раз, так же были поставлены рекорды по скорости бега и высоте прыжков. Кстати, кактусы отлично цветут — ярко и огромно!
          Например так
          image
          • 0
            Он их не «мордой в цветок» а «лапами об горшок» опрокидывает, колючесть кактуса мало влияет, при этом колючий алоэ был сожран вместе с корнем, вот такой
            кот-садовод.

            • 0
              Бедняга… Алоэ обладает слабительным эффектом, может у него проблемы были? А тут такое лекарство на окне…
              • 0
                Похоже просто вкус и запах нравились, как и еще ряда растений. Про реакцию на растения из семейства Nepetoideae даже рассказывать не хочу, а вот фиалки и гибискусы почти моментально спихивались на пол, восковник просто ободран и выкопан, в общем проще без растений, другой пакости от кота вроди как нет, а вот с домашней флорой не в ладах.
            • 0
              Сейчас задумался как обмануть кота — закрепить горшки, установить в углубления или на стенах) А вы ему траву не даёте, может ему не хватает чего-то?
              • 0
                И траву и витаминки и спец питание, член семьи как-никак при этом породистый. Если проблему подраной мебели решили достаточно просто, наклеив на когти протекторы, то с интересом к растениям беда. На стены — пока не готовы менять интерьер, хотя может что и придумаем, изначально мой ответ был к тому, что не все коты игнорируют домашние растения.
                • 0
                  Ах вот что жёлтое у него на лапах! Спасибо за наводку! И как они ему, не раздражают?
                  • 0
                    Да вот такие протекторы Сразу после наклейки пытался содрать, привык за пару часов, там главное подобрать правильно размер, один раз взяли слишком большие — они раздражали, слишком маленькие тяжело клеить, правильный размер не вызывает дискомфорта, ну кроме того что стал хуже тормозить при разгоне первое время влетал в мебель, но приспособился достаточно быстро. Также с котом стало проще играть, не оставляет царапин на руках если заиграется, в общем отличное изобретение и клеить просто: кусачками отрезается конец когтя, в протектор капля клея (идет в комплекте) и на коготь, держится в среднем около месяца, потом сами слетают с пленкой из старого когтя, просто доклеивать по мере слетания и все. Единственное, если кот свободно гуляющий, то клеить их не советуют, т.к. не сможет защищаться от других котов на улице.
                    • 0
                      И на дерево от собак не сможет забраться.
            • 0
              <Бихевиоризм mode>Я бы приклеил горшок (один) эпоксидкой к подоконнику и обмотал снаружи колючей проволокой. Пусть кот перебесится</бихевиоризм mode>
              • 0
                Пустые горшки интереса не вызывают совершенно, кот очень чувствителен к запахам (обычная чистка апельсина заставляет сбежать из комнаты или спрятаться, т.к. не любит цитрусовые) и, похоже, именно запах растений вызывает такую реакцию на них, искусственные цветы игнорируются.
                • 0
                  Я про горшок с «невкусным» цветком.
                  • 0
                    Пожалуй не стану так над животным издеваться, ну раз не нравятся ему домашние растения, имеет право голоса. Да и живем на первом этаже, растений на посмотреть под окном хватает (когда, особо умные соседи с верхних этажей мусор не выбрасывают)
            • 0
              а что у котэ с когтями?
              • 0
                Выше ответил уже, протекторы, чтоб мебель не царапал.
                • 0
                  А-а! Вы же выше говорили, что за котиком, кроме садоводства, грехов не было. )
                  • 0
                    Ну так остальное решилось техническими средствами, протекторы также защищают руки котовладельца если котик заиграется, так что для не гуляющих по улице животинок одни плюсы.
  • +1
    Покажите пожалуйста скриншоты дисплея, что на нем отображается и что означают 4 лампочки?
    • +1
      Лампочки индицируют уровень воды. А на дисплее отображается информация по настройкам полива и можно войти в меню для изменения параметров полива: например поменять период полива или требуемый объём полива.
      image
  • –6
    Ничего себе, «DIY»! Скорее, «PfIY» == pay for it yourself!
    • +2
      DIY = сделать своими руками.
      По определению совпадает.
      • –1
        Думаю, человек хотел сказать «Shut up and take my money» :)
      • –5
        > По определению совпадает
        Я уж не знаю, кто такие определения дает, но DIY == «сделай сам». А «сделай сам» подразумевает, что это сможет и деревенский школьник забульбенить. А не олигарх, имеющий доступ к 3D-принтерам, станкам с ЧПУ и лазерной резке!

        В общем, пердеж в лужу!
        • +1
          А «сделай сам» подразумевает, что это сможет и деревенский школьник забульбенить.
          Ну, это уж вы загнули. «Сделай сам» означает, что вещь делает для себя сам её будущий пользователь, а не профессионал в этом деле.
          • 0
            А профессионал для себя уже не может ничего сделать?
          • –1
            Т.е. «непрофессионал» имеет в своем распоряжении 3D-принтеры, CNC, лазерные резаки, дорогущее оборудование и т.п.?

            Батенька, DIY == то, что можно сделать, обладая обычным бюджетом, а не бюджетом крупной фирмы!
            • 0
              Там выше приведен бюджет — меньше 50 долларов на все про все, и это в условиях «сделать за неделю», когда особенно планировать и экономить было сложно.
        • +3
          Первый раз слышу про обязательное требование деревенского школьника. Это заблуждение.
          Так же сомневаюсь, что олигархи пользуются 3D-принтерами и станками с ЧПУ. Не барское это дело, поэтому к делу тоже не имеет отношения.
  • +1
    Специально для этого осваиваем сварку аргоном. (правда убили полдня на просмотр учебных пособий на youtube по сварке и поездку за аргоном на другой конец города). После нескольких тренировок получаем более менее годный шов.

    Весьма основательный подход!
    Отличная реализация и выглядит о-о-очень приятно.
    Присоединяюсь к вопросам по поводу диодов впереди (предполагаю, что они означают уровень воды) и финальной стоимости.
  • +1
    В контроллере STM32F100C8T6 есть же свой RTC, зачем нужен внешний?
  • 0
    А можно еще встроить в днище защиту от протечки.
  • +1
    Красивая вещь получилась!
  • +1
    держите плюс — быстрота реализации от идеи до девайса потрясает

    сам с недавних пор пользую такие морковки для автополива (по 2$ за штуку)
    маракуйе нравится =)
    картинка
    image

    • 0
      Морковки имеют тенденцию внезапно пересыхать, причем вода в резервуаре при этом есть. Сильно неприятное явление.
    • +1
      Не могли бы рассказать подробнее, что это, с чем его едят и где купить.
      И кстати как успехи с маракуйей и где ее купили?
  • +4
    Всё очень круто. Но меня смущают два момента:
    1. Горшки очень разные и дисплей сильно углублен. Не лучше б было срезать под 45° верхний угол и вставить туда?
    2. Горшки бывают и очень тяжёлыми — неудобно воду доливать (кроме как залить горшок «с верхом», чтоб остатки слились).
    • 0
      Спасибо.
      Оба вопроса годные. Поробуем в следующей версии (если она будет) учесть в дизайне эти вещи.
  • 0
    Теперь поднимайте selfstarter selfstarter.us/
    Собирайте предзаказы и запускайте серию :)
  • +4
    по картинке сначала подумал, что это весы. хороший дизайн!
    • 0
      Можно было бы и весы встроить, потом строить графики прироста за год и эффективности полива.
  • 0
    Я бы купил, а то кактусы сохнут.
  • 0
    Может быть Вы в курсе, как выходят на рынок проекты такой степени готовности в России?
    Вот, допустим, есть опытный (или даже почти серийный) образец, но как понять нужен ли он? По сути Ваш проект примерно в такой стадии находится, как я понимаю.
    Есть ли у нас живые аналоги кикстертера?
  • +1
    Да простит меня автор поста, но поделюсь неайтишным способом решения проблемы — банка с водой, стоящая рядом с горшком и выше него (!), из банки к почве в горшке тянется мокрая тряпка. Капиллярный эффект и графитация на службе цветолюба.
    • 0
      тут недавно где-то в ЖЖ кто-то задавал вопрос, почему у нашего брата всегда получаются функционально работающие, но такие убогие в плане удобства вещи… у вас — ответ :)
  • +1
    upd: мы решили превратить проект в продукт. Создали корпоративный блог и сайт habrahabr.ru/company/anky/profile

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.