Проект розетки, управляемой с телефона на Android

Приветствую! Это статья об истории (надеюсь) начала еще одного «инновационного» проекта.

Начну с истории (много букв), как я пришел к этому проекту, но кому это не очень интересно смогут перейти сразу к описанию проекта во второй части статьи.

Итак, история

Я работаю аналитиком в одной софтверно-телекомовской компании и имею хороший опыт формулирования, структуризации бизнес и системных требований. Однако, чистая аналитика пока не позволяет человеку получать готовые результаты даже несмотря на то, что позволяет вполне детально спроектировать решение какой-нибудь задачи. В прошлом году решил изучить прикладной язык программирования и начал с Java. Нашел давно заброшенный мною курс основ этого языка на intuit и дочитал. Был приятно удивлен, как быстро изучается язык, когда есть хорошая база UML.

Чтобы знания были не ради знаний я решил по окончанию курса лекций написать что-то полезное для общественности — начал с программы для андройд. Для этого изучил его фрэймворк и сделал простейшую программу PIN card для напоминания пин-кодов с помощью парольной карты (хороший реализаций на андройде не нашел — решил сделать). За пол года скачали 50 человек за доллар.

Потом случайно наткнулся на хабростатью про блутуз контроллеры и это тематика меня заинтересовала. Захотелось разобраться, но сначала — хотелось придумать «зачем» нужно этим заниматься — понадобилась идея «полезного продукта». Идея пришла почти сразу… но я был уверен, что что-то подобное уже давно сделали и запустили в промышленное производство!

Коротко идея звучала, как «недорогое управление светом и электроприборами с телефона». Я был сильно удивлен, когда не нашел готовых решений (исключая решения типа «умный дом», но это другая песня и другие деньги).

Далее понадобилось разработать прошивку блутуз контроллера. Открываю примеры исходных кодов, написанных на ANCI C, и ничего не понимаю, синтаксис незнакомый!.. Пришлось пройти еще один базовый курс лекции intuit, но уже по ANCI C (кстати, единственный и ужасный, по сравнению с базовым курсом по Java). Изучение документации и примеров исходного кода для CSR bluetooth контроллеров позволило двинуться дальше.
Была забавная промежуточная цель — запустить радио-управляемую машинку (сдохла радио-часть) по блутузу. Заодно — нужно было научиться держать в руках паяльник. Собственно, машинка была успешно реанимирована и до сих пор гоняет…

Ну и далее — разработка самой розетки. И тут уже родилась следующая идея — попробовать организовать какое-то «производство»… Ну а почему бы и не попробовать, собственно? Идею никто до сих пор не подхватил. Наверняка найдется, пусть небольшая, но достаточная для потребления продукта ниша.

Прикинул список комплектующих. Нашел поставщиков в Китае. Удивился, когда завод по производству релюшек в Китае ради меня выпустил мне партию 100 бистабильных реле с двумя обмотками на 3 вольта.

Представляю себе, как бы отреагировали на подобный заказ какие-нибудь наши заводы… Нашел производителя блока питания (готовых линейных блоков не нашел — поэтому для промежуточного решения использую импульсный) ну и, собственно, корпус.

Основная проблема была с корпусом. Те, кто занимается молдингом (производством корпусов) — готовых форм не имеют — нужно делать новую, а это 2-3 тыс долларов. А те, кто производят сами розетки — не хотят продавать корпуса отдельно. Но, через некоторое время нашелся нужный китаец, у которого были нормально выглядящие розетки и который согласился продать корпуса, правда, он установил минимальную партию достаточно большую в тысячу штук. Купил у него рабочие сэмплы (изначально его розетки работали от отдельного пульта), выкинул его электронику, вставил свою.

Также, совместно с моим другом — заядлым электронщиком, был подготовлен прототип сначала монтажной платы, а потом и печатной, чтобы устраивали по требованиям корпуса. Любопытные могут посмотреть. Собственно, в плате — ничего удивительного нет, все построено по базовым правилам схемотехники.

Тут началось мое альфа-тестирование. Расставил розетки по дому, подключил к вентилятору, муз.центру, чайник (залил воду, нажал на кнопку на чайнике — потом удаленно можно его стартануть).
Помимо удобства и вообще, потребности в управлении с телефона — проверять было чего.

Первая проблема, связанная с блутузом — это время установления блутуз соединения 2-4 секунды. Т.е. после нажатия на кнопку управления — прибор включается через некоторое время. После того, как соединение установилось и активно — управление идет без задержек. Побороть оказалось никак — это просто особенность блутуз контроллеров, где-то быстрее, где-то медленнее. Но даже самый медленный по установлению соединения аппарат (Galaxy Note) уверенно устанавливает соединение за 3-4 секунды, к которым я уже привык и не замечаю. Доработал программу так, чтобы после клика на устройства в телефоне, ее можно сразу закрыть — управление пойдет в фон.

Вторая проблема оказалась в разбросе параметров блутуз контроллеров в моделях андройд-телефонов.
Для меня, с точки зрения управления, важными являются две характеристики: 1. Максимальное число одновременно устанавливаемых сессий и 2. Число поддерживаемых установленных соединений.
Например, для телефона Nexus S эти параметры 2 и 3, соответственно, а для Galaxy Note 1 и 2, соответственно. Пришлось изрядно повозиться, чтобы написать адекватного менеджера по установлению и поддержанию блутуз соединений. Он был нужен в первую очередь для обработки групповых команд (включить все приборы, выключить все приборы и т.п.).

Через пару недель тестирования я уже так привык к удаленному управлению приборами, что самому понравилось. Телефон, как правило, всегда под рукой, т.к. на него в любой момент могут позвонить — соответственно отключить музыку при выходе или включить вентилятор и чайник не разуваясь при входе оказалось очень полезными вариантами использования.

Что дальше?

Хочется найти заинтересованных в идее людей, готовых приобрести подобный продукт. И тут попадается статейка на хабре про крайдфайдинг то, что нужно, но в России с этой концепцией пока плохи дела. Краудфандинг площадки решают технический и организационный вопрос по сбору средств, однако готовность «бекеров» (вкладывающих деньги в проект) у нас пока низкая.
Тем не менее, думается, что на какую-то обозримую сумму собрать удастся, а если нет — то, наверное, продукт оказался не особо нужным и востребованным.

Коммерческое описание проекта пока еще не готово, но альфа версия его доступна тут.

Чтобы не загромождать статью я процитирую в статье только информацию о самом интересном: стоимости и ключевых характеристиках.

Стоимость

Стоимость продукта 900 рублей. За эти деньги Вы получаете один экземпляр android-розетки почтой россии (возможна отправка ЕМС, см. ниже). Программное обеспечение для android телефона — бесплатное.
Стоимость розетки я установлена на уровне, близком к себестоимости ее мелкосерийного производства «железной» составляющей продукта без программного обеспечения, которое по сути и заняло 80% работы в проекте. У меня нет цели «заработать» и будет достаточно, если я не уйду в минус.
Укрупненная смета производства единицы продукта:
200 р — контроллер bluetooth
150 р — блок питания
100 р — пластиковый корпус
100 р — печатная плата
100 р — бистабильное реле
50 р — мелкие электронные компоненты
50 р — упаковка
50 р — отправка Почтой России
+ организация доставки из Китая и другие накладные расходы

Основные возможности и ТТХ андройд-розетки:

Основные функциональные возможности блутуз-розетки

• Удаленное управление состоянием электроприборов, подключенных к розетке в радиусе действия bluetooth (в пределах квартиры);
• Возможность управления группой электроприборов;
• Возможность управления электроприбором с разных телефонов;
• Индикация состояния розетки на корпусе розетки и экране телефона;
• Ручного управления состоянием розетки с кнопки на корпусе устройства;
• Включаемый по запросу режим обнаружения bluetooth розетки (для подключения к новому телефону).

Преимущества данного решения по сравнению с конкурирующими технологиями (ИК пульт, радио пульт)

• Телефон, в отличии от пульта почти всегда под рукой. Это особенно удобно при входе и выходе с квартиры, при нахождении на рабочем месте, на кухне или за диваном;
• Наличие обратной связи. Не видя прибор можно узнать в каком состоянии он находится по соответствующей индикации на экране телефона;
• Не требуется прямая видимость (со сравнению с ИК пультом);
• Достаточный для квартирного использования радиус действия. Зависит от модели телефона, но в общем случае сигнал проходит через одну несущую монолитную стену 160мм;
• На телефон-пульт можно позвонить

Характеристики и требования продукта

• Операционная система телефона Андройд 2.2+. Совместимость с андройд-планшетами;
• Коммутируемая мощность до 3кВт (Коммутируемый реле ток 220 В, 16А);
• Время установления соединения к розетке от 2 до 4 секунд (зависит от модели телефона). При установленном соединении управления осуществляется практически мгновенно;
• Поддержка режима работы «нажал и забыл», когда после клика на иконку устройства программу можно закрыть, не дожидаясь обработки команды.

Дальнейшее функциональное развитие идеи

Управление светом. Конечно же эта идея более перспективная, чем управление электроприборами, подключаемыми к розетке, но есть схемотехническая сложность организации блока питания в наших российских коробках под выключатели — нет нейтрали. А значит управлять по хорошему можно только лампами накаливания (потребляемый микросхемой ток ~40mA).
Если данный проект с розеткой будет успешен — то следующее, что стоит на очереди это свет. Думаю, придется сделать два варианта блоков питания для случая, когда нейтраль в коробке есть (тогда управлять можно любой лампочкой) и когда нет (тогда только лампы накаливания).

Управление с телефонов на базе windows 7-8. Здесь вопрос стоит только во времени и в спросе.

Управление с телефонов на базе iOS. Проблема в том, что сертифицированный apple bluetooth чип стоит 20 евро, а не 6 долларов (как используемый сейчас). Т.е. устройство с поддержкой iOS будет на 600 рублей дороже (>60% себестоимости всего остального).

Какие у меня есть вопросы — можете поделиться ответами и мнениями в комментариях к статье

Неясно мнение общественности насчет самой идеи с блутуз розеткой. В интернете нашел ресурсы, где люди можно сказать «желают» получить такой девайс, но готового промышленного образца в природе нет. Что думаете на этот счет?

Почему никто до сих пор не вывел эту идею на промышленный уровень? Ближайший функциональный «конкурент», которого я нашел это www.zsmartcompany.com, но реализация продукта мягко говоря сильно смущает (хотя и кросплатформенная).

Цена устройства. Смущает итоговая стоимость 900 рублей за экземпляр. Вероятно, это может оттолкнуть основную часть заинтересованных. Розетки с пультом стоят порядка 500 рублей (но четно говоря, на этот пульт страшно смотреть). Но цена у ближайшего «конкурента» 40$.

Стоит ли серьезно заморачиваться на тему аппаратной защиты устройства от «клонирования»?
Юридической защиты? (патенты?)

Буду рад услышать любые комментарии, предложения и отзывы о моем проекте! Спасибо за уделенное чтению время!

Автор: sizreaper