Écosystème complet pour les foyers intelligents

Un fabricant européen de foyers bien connu, Bef Home, a décidé de miser sur l'innovation en ajoutant un contrôle électronique à ses foyers, permettant un contrôle à distance depuis un appareil mobile. En collaboration avec leur fournisseur précédent, ils ont tenté de développer leurs propres unités de contrôle, mais les résultats se sont avérés peu satisfaisants en raison de dimensions importantes, d'une faible intuitivité et de coûts élevés de mise en œuvre du système.

Déçue par les tentatives infructueuses précédentes, la société Bef Home s’est mise en quête d’un nouveau partenaire capable de fournir une solution innovante et fiable offrant un avantage concurrentiel.

Cela a conduit Bef Home à nous contacter, chez ASN Plus, pour un redesign complet de leur solution existante. L’objectif était de créer un écosystème compact, moderne et convivial, permettant un contrôle intelligent et intuitif du foyer via une application mobile moderne avec un accès à distance via internet. Sachant que des milliers de ces foyers sont vendus chaque année, nous avons mis l'accent, dès le début, sur l'optimisation des coûts et l'efficacité de fabrication pour assurer une solution rentable tout en répondant à toutes les exigences de qualité industrielle et de fiabilité. Un autre objectif était de créer une version de base du produit pouvant facilement être enrichie de fonctions supplémentaires par le biais de modules d'extension. 

Au cœur de l’unité de contrôle principale se trouve le puissant microcontrôleur ESP32-S3, qui intègre des capacités de communication Bluetooth et Wi-Fi et exécute les fonctions clés de tout l'écosystème. Cette unité traite les signaux de divers capteurs analogiques et numériques, y compris les types courants tels que OneWire, PT100 et PT1000, ainsi que les logiques standard de type sink, source et push-pull. Ces signaux d'entrée sont ensuite utilisés pour une régulation efficace de la combustion. De plus, l'unité contrôle l'ouverture électronique de la porte du foyer et avertit l’utilisateur lorsque le niveau de combustible diminue.

Un autre élément essentiel du système de contrôle est le servo électronique pour le contrôle de l'arrivée d'air. Ce servo prend en charge une cohabitation avec le contrôle manuel, permettant au foyer de rester fonctionnel même en cas de panne de courant. Cette unité est basée sur le microcontrôleur STM32C0, une alternative abordable et disponible aux anciens microcontrôleurs 8 bits de ST. Pour le contrôle du moteur, nous avons utilisé des drivers Trinamic de haute qualité et un encodeur magnétique pour le contrôle en boucle fermée. La communication entre cette unité secondaire et l'unité de contrôle principale se fait via l'interface LIN.

Un module d'alimentation de secours (UPS) a également été créé pour maintenir le fonctionnement du foyer en cas de courte panne de courant.

Dans cette phase de développement, nous avons mis en œuvre des mises à jour OTA (Over-The-Air) du firmware, permettant des mises à jour simples et sans fil du firmware directement via l’application mobile, garantissant un support et des mises à jour à long terme de l’appareil sans nécessiter d'intervention physique. Un autre aspect clé de notre solution a été le développement d'une application mobile conviviale offrant un contrôle complet du foyer.

Les utilisateurs peuvent contrôler leur foyer à distance, même à des milliers de kilomètres de distance. Par exemple, l'application permet aux utilisateurs de programmer l'allumage du foyer avant leur arrivée à domicile, pour un retour dans une ambiance chaleureuse. Une autre fonction est une notification lorsque le feu commence à s'éteindre, rappelant à l'utilisateur de rajouter une bûche. Les utilisateurs peuvent également facilement ajuster l'intensité du feu, et l'électronique veille à maintenir la température souhaitée.

En suivant nos meilleures pratiques chez ASN Plus, nous avons choisi le framework Flutter pour le développement de l’application mobile, profitant de notre grande expérience avec cette plateforme. Cet outil moderne multiplateforme permet non seulement un développement efficace et rapide, mais apporte également des économies de coûts importantes pour nos clients.

Enfin, nous avons implémenté le protocole de communication Matter dans l'unité de contrôle principale, permettant l'intégration des foyers dans les systèmes d'automatisation domestique tels que Google Home, Apple HomeKit et Home Assistant. Nous avons également implémenté le protocole Modbus TCP pour une intégration avec des systèmes d'automatisation professionnelle de sociétés comme Siemens, ABB et Beckhoff.

Notre collaboration avec Bef Home se poursuit avec un soutien pour la production en série et l'adaptation des innovations en fonction des besoins de leurs clients.

Résumé: 

• ESP32-S3

• OneWire, PT100/1000 – mesure et régulation de température

• EEPROM, UPS, Modbus TCP

• BLE, Wi-Fi, HTTPS, Cloud

• Matter

• Mise à jour OTA du firmware

• Application mobile pour le contrôle à distance du foyer

• STM32C0 ARM® Cortex®-M

• Contrôle moteur

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