Настоящий прорыв случился благодаря Джозефине Гарис Кохрэн, светской даме из Иллинойса. Ее мотивация была очень жизненной: она просто устала от того, что прислуга постоянно бьет ее дорогой фарфор во время мытья. "Если никто другой не собирается изобретать посудомоечную машину, я сделаю это сама!" -- заявила она и взялась за дело. Несмотря на отсутствие инженерного образования, она подошла к задаче с поразительной смекалкой. Вместе с механиком Джорджем Баттерсом она построила в сарае прототип, который работал совершенно по-другому. Внутри медного бака вращалось колесо с проволочными корзинами, сделанными под тарелки, чашки и блюдца. Но главное -- вместо щеток и скребков она использовала давление горячей мыльной воды. Вода под напором подавалась снизу и смывала всю грязь. Этот принцип -- очистка давлением воды -- лежит в основе всех современных посудомоек.

Свой патент Кохрэн получила в 1886 году, хотя та первая версия все еще была с ручным приводом. Полностью электрическую модель она запатентовала уже в 1917 году. Поняв, что для обычного дома ее машина слишком большая и дорогая (стоила она от 350 до 800 долларов, что сегодня равносильно десяткам тысяч), она сделала ставку на коммерческий сектор -- отели, рестораны и больницы. И не прогадала. Настоящим триумфом стала Всемирная выставка в Чикаго в 1893 году, где ее машина получила высшую награду. Это принесло ей заказы и славу. Так что, хоть при ее жизни посудомойка и не стала домашним прибором, именно ее изобретение заложило фундамент для всей индустрии. Позже ее компания стала частью KitchenAid, и дело ее живет до сих пор.

Но несмотря на успех Кохрэн, в домах посудомойки появились далеко не сразу. Переход от кухонь ресторанов к обычным квартирам стал возможен только в первой половине XX века, когда изменилось само общество. Повсеместно проводили электричество, строилось стандартное жилье с нормальной канализацией и горячей водой, а послевоенная экономика процветала. Именно тогда посудомойка из громоздкой диковинки превратилась в желанный бытовой прибор.

Первую компактную электрическую модель для дома создал англичанин Уильям Говард Ливенс в 1924 году. Его машина была удивительно современной: с передней загрузкой, вращающимся разбрызгивателем и даже, позже, с функцией сушки. Но мир был еще не готов. У большинства людей просто не было нужной сантехники для подключения, да и стоила она слишком дорого.

Переломный момент наступил в 50-е и 60-е в США. Доходы людей росли, все больше семей переезжало в собственные дома с горячей водой и канализацией. Производители вроде General Electric и Whirlpool увидели в этом золотую жилу и начали массово выпускать компактные встраиваемые модели. Технологии тоже не стояли на месте: появились автоматические таймеры, которые управляли всеми циклами мытья, полоскания и сушки, а встроенные нагреватели доводили воду до нужной температуры для идеальной чистоты.

Маркетинг сыграл огромную роль. Реклама представляла посудомойку как символ современной жизни, освобождающий женщину от "домашней дряни". Интересно, что часто реклама была нацелена на мужчин, которые в то время распоряжались семейным бюджетом. Посыл был прост: купи жене посудомойку, и у нее будет больше времени на что-то интересное. Постепенно цены снижались, и к 70-м годам посудомоечная машина стала стандартом в домах среднего класса. Так, благодаря сочетанию технологий, развитой инфраструктуры и грамотной рекламы, она прошла путь от коммерческого оборудования до неотъемлемой части быта.

Когда посудомойки стали обыденностью, инженеры взялись за их "мозги". Если раньше главной задачей было просто заставить машину работать автоматически, то теперь фокус сместился на эффективность. Началась эра умной оптимизации. Внимание к экологии и экономии заставило производителей внедрять сенсоры и сложные электронные системы.

Одним из главных прорывов стали датчики загрязнения. Раньше программы были фиксированными по времени. Теперь же машина сама могла определить, насколько грязная посуда. Датчик измерял мутность воды: если после первого ополаскивания вода оставалась чистой, машина сокращала цикл, экономя воду и энергию. Если же вода была очень грязной -- цикл продлевался для лучшего результата.

Параллельно шла работа над экономией воды. Машины научились не просто сливать воду после каждого этапа, а фильтровать и использовать ее повторно. Например, чистая вода из последнего полоскания собиралась в специальный резервуар и использовалась для предварительного мытья в следующем цикле. В итоге современные модели тратят всего 11-15 литров воды за цикл, тогда как при ручной мойке такого же количества посуды уходит до 100 литров. Разница колоссальная.

Сам процесс мытья тоже улучшался. Появились разбрызгиватели, которые вращаются в разные стороны для лучшего охвата, и специальные форсунки, направляющие струю воды прямо на корзину со столовыми приборами или внутрь высоких бутылок.

Технология сушки тоже эволюционировала. Вместо того чтобы просто греть посуду нагревательным элементом, что тратило много энергии, придумали гениальную вещь -- автоматическое открывание дверцы в конце цикла. Машина слегка приоткрывается, выпуская горячий пар и впуская свежий воздух. Это позволяет посуде высохнуть естественным путем, без лишних затрат электричества и пятен от воды.

Наконец, развивался и софт. Появилось множество программ: "эко", "санитарная обработка", режимы для стекла или детских бутылочек. А автоматические дозаторы сами добавляли нужное количество моющего средства в нужный момент. Все эти умные системы превратили посудомойку из простого инструмента в сложную инженерную систему, которая адаптируется под конкретную задачу.

Казалось бы, с такой-то технологией все должны быть счастливы. Но не тут-то было. Несмотря на очевидные плюсы, во многих частях мира, особенно в Азии, посудомойки так и не прижились. И дело тут не в экономике или технологиях, а в культуре и привычках.

Одна из главных причин -- это своего рода "культ ручной работы". В корейской, китайской и некоторых других культурах считается, что мыть посуду руками -- это проявление заботы о семье. Машина же воспринимается как признак лени или даже пренебрежения. Часто в семьях иммигрантов посудомойка годами используется просто как шкаф для хранения продуктов.

Второй фактор -- воспитание в условиях экономии. Для людей, выросших в дефиците, сама мысль об использовании дорогого прибора, который тратит воду и электричество, кажется расточительной, даже если они могут себе это позволить. Глубоко укоренившаяся привычка экономить оказывается сильнее доводов об эффективности.

Есть и чисто практические ограничения. В азиатских городах кухни часто очень маленькие, и для большой машины просто нет места. К тому же, традиционная посуда -- глубокие миски, воки -- плохо помещается в стандартные корзины и плохо отмывается. Часто получается, что половину посуды все равно приходится мыть вручную.

Культурные привычки тоже играют роль. В Китае, например, принято мыть посуду сразу после еды. Копить ее целый день, чтобы запустить полную машину, противоречит представлению о чистоте и порядке. А для некоторых ручное мытье -- это своего рода медитация, способ расслабиться и отвлечься от стресса.

Так что история посудомойки показывает, что даже самая совершенная технология может оказаться бесполезной, если она не вписывается в культурный код и повседневные привычки людей.

И вот мы подходим к тому, что стоит на кухнях сегодня. Современная посудомойка -- это уже часть цифровой экосистемы дома. Главный тренд -- это полная интеграция в дизайн. Популярны модели, на которые можно навесить такой же фасад, как и на кухонных шкафах, делая машину абсолютно незаметной. Кнопки управления часто прячут на верхний торец дверцы, чтобы не нарушать чистоту линий.

Удобство использования вышло на новый уровень. Появление третьей, верхней корзины для столовых приборов и мелочей стало настоящим прорывом. Основные корзины теперь можно регулировать по высоте, чтобы поместить большие кастрюли, а зубцы для тарелок -- складывать.

Технологии очистки тоже шагнули вперед. Некоторые модели используют пар для размягчения засохшей грязи и дополнительной дезинфекции. А системы защиты от протечек в случае аварии сами перекроют воду и оповестят владельца.

Ну и конечно, "интернет вещей". Современные машины подключаются к Wi-Fi, ими можно управлять через приложение на смартфоне: запускать, ставить на паузу, получать уведомления об окончании цикла. Интеграция с голосовыми помощниками позволяет делать это вообще без рук. Появляются даже модели с искусственным интеллектом, которые запоминают ваши привычки и сами предлагают оптимальный режим.

В общем, путь посудомойки от деревянной бочки до умного помощника, подключенного к интернету, был долгим и полным парадоксов. Сегодняшняя машина стремится быть незаметной внешне, но максимально эффективной и удобной внутри.

Компания Apple работает над новым устройством под индексом J595, которое вызывает большие ожидания в Купертино. Разработка этого устройства началась в 2022 году, но активные работы стартовали только недавно. В проекте участвует команда из нескольких сотен специалистов под руководством Кевина Линча, который ранее занимался неудачным проектом по созданию беспилотного автомобиля для Apple. Проект поддерживается генеральным директором Тимом Куком и главой отдела аппаратного обеспечения Джоном Тернусом.

Основная цель нового устройства — найти физическое применение сервису Apple Intelligence и занять свою нишу в рынке робототехники. Планируется, что первым продуктом станет роботизированная стойка, универсальный настольный манипулятор, который сможет управлять другими устройствами в экосистеме «умного дома».

Хотя практическое применение этого манипулятора не совсем очевидно, его функции включают удержание и перемещение планшета iPad, чтобы пользователю было удобнее работать с ним. Этот манипулятор будет поддерживать голосовые команды, подчиняться Siri и выполнять различные полезные действия в рамках экосистемы Apple. Если проект окажется успешным, он откроет возможности для разработки других устройств для «умного дома», работающих в единой системе.

Ожидается, что первый образец нового устройства будет представлен в 2026-2027 годах. Компания делает все возможное, чтобы удержать стоимость устройства на уровне $1000, чтобы сохранить его коммерческую привлекательность.

источник

Привет, Пикабу!

В этой статье я хочу описать свой опыт разработки такого простого, но в тоже время самого используемого элемента «Умного дома». Речь пойдет о модуле управления освещением. Забегая вперед, хочу сказать, что данный проект был реализован еще в 2021 году, но в настоящее время потребовалась реализация еще одного модуля. Я решил совместить приятное с полезным, дополнительно обновить прошивку устройства и «перепроектировать» данный модуль с помощью современного ПО и само собой — поделиться с вами. Если стало интересно, то добро пожаловать под кат.

❯ Небольшая предыстория

Домашней автоматизацией я занимаюсь давно и застал те времена, когда еще не было доступных микроконтроллеров с беспроводной коммуникацией на борту (типа ESP8266), в основном использовались проводные решения на базе 1-Wire. И мой «Умный дом» не стал исключением.

Каждый начинающий «строитель» «Умного дома» понимает, что первым делом нужно научиться включать и выключать свет, чтобы эффектно удивлять друзей, управляя освещением со смартфона. В те времена это казалось магией :) Вот и я, закупившись на Алиэкспрессе поддельными двухканальными 1- Wire свичами DS2413P, решил реализовать управление светом. В итоге была собрана плата управления на базе купленных свичей и симисторным управлением нагрузкой. Данное устройство надежно проработало аж до 2021 года. Но летом того же года была жуткая гроза и по витой паре интернет провайдера прилетел мощный разряд, который унес в электронный рай сетевую карту сервера, USB 1-Wire адаптер, ну и плату управления освещением с эффектным взрывом симистора. Тогда я подумал, что пора завязывать с проводными решениями ибо гирлянда сгоревших устройств ни на секунду меня не радовала и я принялся за разработку беспроводного модуля управления освещением.

❯ Проектируем аппаратную часть

Условно мы можем разделить модуль на три сегмента:

• Система питания;

• Контроллер управления;

• Система силового управления.

При проектировании принципиальной схемы устройства будем придерживаться «золотого» принципа: чем проще — тем лучше, а значит — надежнее. Поэтому в качестве системы питания будет реализована схема на базе экономичного импульсного преобразователя напряжения LNK306GN, который доказал свою надежность временем и работой в аномальных условиях.

Краткая информация о LNK306GN:

LNK306GN — это понижающий преобразователь с наименьшим количеством внешних элементов.
Серия микросхем LinkSwitch-TN специально разработана для замены всех неизолированных источников питания с линейным питанием и питанием от конденсаторов в диапазоне выходного тока менее 360 мА при равной стоимости системы, обеспечивая гораздо более высокую производительность и энергоэффективность.
Устройства LinkSwitch-TN объединяют в монолитной IC силовой полевой МОП-транзистор с напряжением до 700 В, генератор, простую схему управления включением/выключением, высоковольтный импульсный источник тока, генератор частот, схему ограничения тока и схему отключения при перегреве.

В качестве «мозга» нашего устройства, будем использовать микроконтроллер от компании Espressif Systems ESP8266. А для силового управления нагрузкой, то есть нашими лампочками, будем использовать связку оптопары MOC3052M и симистора BT136-600. Почему не реле? — спросите вы, ну не люблю я реле, они щелкают и габаритные. Ниже можно видеть результат разработки принципиальной схемы устройства. Для разработки схем и печатных плат я использую открытое ПО KiCAD.

Принципиальная схема модуля:

Как я уже говорил ранее, источник питания реализован на высоковольтном импульсном преобразователе LNK306GN, который позволяет максимально упростить схему источника питания. На выходе источника формируется напряжение в 3,3 В, данное напряжение устанавливается обратной связью, которая организована с помощью резистивного делителя напряжения R4 и R5. Данная схема питания не имеет гальванической развязки с сетью, поэтому нужно обеспечить эффективную изоляцию платы для исключения поражения электрическим током. Первоначальный запуск устройства должен выполняться с последовательно подключенной нагрузкой (лампа накаливания 60 Вт) в цепи питания, чтобы исключить повреждения в случае ошибки при монтаже компонентов.

Трассировка платы:

Визуализация печатной платы:

Хочется добавить, что данная плата разрабатывалась с учетом современных реалий, здесь изменен форм-фактор микросхемы LNK306GN на SOP-7 в старой версии модуля используется тип корпуса DIP-7.

❯ Изготовление печатной платы

На тот момент, плата изготавливалась по канонам DIY, с помощью фоторезиста и фотошаблона. Но в настоящее время я пользуюсь для изготовления прототипов плат лазерным методом.

Активация фоторезиста с помощью фотошаблона:

Плата прототипа модуля после монтажа электронных компонентов:

❯ Разработка корпуса

Разработка корпуса устройства выполнялось в открытом ПОFreeCAD. Корпус довольно тривиальный и не содержит сложных элементов.

Визуализация корпуса с моделью платы:

Далее модель корпуса распечатывается на 3D принтере, в качестве материала печати используется HIPS пластик.

Устройство в собранном виде:

AirTag для сравнения габаритов устройства:

❯ Разработка прошивки и описание интерфейса

Разработка микро ПО устройства велась в средеArduino IDE, обновленная версия реализована на моей, ставшей уже базовой, прошивке для умный устройств. Для улучшения пользовательского опыта, в прошивке применены следующие технологии:

• Captive portal;

• Multicast DNS;

• MQTT Auto Discovery;

• SSDP.

Captive portal— это сервис, на который принудительно перенаправляется пользователь, который выполнил подключение к устройству. Данный сервис работает только в режиме «точки доступа» при первоначальной конфигурации устройства. При отсутствии сетевого соединения или при первоначальной настройке, устройство создает беспарольную точку доступа с именемCYBEREX-Light. При подключении к данной точке доступа, пользователь автоматически будет перенаправлен на страницу авторизации для выполнения первоначальной конфигурации устройства. Для конфигурации устройства необходимо ввести пароль по умолчанию "admin".

Ниже приведены несколько скриншотов веб интерфейса устройства.

Страница входа:

Главная страница с элементами управления:

Конфигурация обмена по MQTT протоколу:

Multicast DNS — данный сервис используется для поиска устройств по доменному имени в локальной сети без использования предварительно настроенного DNS сервера. Другими словами, пользователь может получать доступ к устройству без необходимости ввода IP адреса. Ниже пример использования данного сервиса, где доступ к устройству выполняется с помощью его локального имени 11395386.local.

Страница конфигурации управления устройством через API:

Как вы можете видеть на скриншоте, в устройстве реализован доступ управления каналами модуля по API. Данная функция необходима для прямого взаимодействия с устройством без посредников в виде MQTT сервера или системы «Умного дома». Эту функцию можно использовать для подключения беспроводных выключателей, пример реализации в одном из моих проектов:

Демонстрируемый беспроводной выключатель также реализован на ESP8266, в качестве элементов питания использует две батарейки формата ААА. Данный выключатель проработал уже три года на одних элементах питания, благодаря режиму DeepSleep.

А еще функция данного API применяется в моей «умной колонке» (статья первая,статья вторая) для управления освещением. Ниже пример кода для реализации прямого управления с помощью «умной колонки»:

Код управления по API | Python:

elif cmd == 'lightON':

try:

contents = urllib.request.urlopen("http://11395386.local/?page=status&apikey=UkFA7").read()

response0 = json.loads(contents)

if response0['c1'] == 'Off1' and response0['c2'] == 'Off2':

text = "Включила свет"

if response0['c1'] == 'On1' and response0['c2'] == 'Off2':

text = "Первый светильник уже включен, включила второй!"

if response0['c1'] == 'Off1' and response0['c2'] == 'On2':

text = "Второй светильник уже включен, включила первый!"

if response0['c1'] == 'On1' and response0['c2'] == 'On2':

text = "Свет уже включен! Но я могу выключить, если попросите!"

if response0['c1'] == 'Off1':

response2 = requests.get('http://11395386.local/?page=control&apikey=UkFA7&switch=1')

if response0['c2'] == 'Off2':

response2 = requests.get('http://11395386.local/?page=control&apikey=UkFA7&switch=2')

tts.va_speak(text)

except:

tts.va_speak("Сожалею, но возникла ошибка, попробуйте позже!")

elif cmd == 'lightOFF':

try:

contents = urllib.request.urlopen("http://11395386.local/?page=status&apikey=UkFA7").read()

response0 = json.loads(contents)

if response0['c1'] == 'Off1' and response0['c2'] == 'Off2':

text = "Свет уже выключен! Но я могу включить, если попросите!"

if response0['c1'] == 'On1' and response0['c2'] == 'Off2':

text = "Второй светильник уже выключен, выключила первый!"

if response0['c1'] == 'Off1' and response0['c2'] == 'On2':

text = "Первый светильник уже выключен, выключила второй!"

if response0['c1'] == 'On1' and response0['c2'] == 'On2':

text = "Выключила свет!"

if response0['c1'] == 'On1':

response2 = requests.get('http://11395386.local/?page=control&apikey=UkFA7&switch=1')

if response0['c2'] == 'On2':

response2 = requests.get('http://11395386.local/?page=control&apikey=UkFA7&switch=2')

tts.va_speak(text)

except:

tts.va_speak("Сожалею, но возникла ошибка, попробуйте позже!")

❯ Интеграция в «Умный дом»

Интеграция устройства в систему «Умного дома» реализована с помощью MQTT Auto Discovery.
MQTT Auto Discovery— сервис, позволяющий максимально упростить интеграцию нашего устройства в систему «Умного дома». В моем случае, в качестве системы «умного дома», я использую Home Assistant, поэтому сервис MQTT Auto Discovery адаптирован именно под неё. Ниже код реализации MQTT Auto Discovery в микро ПО устройства:

Код реализации MQTT Auto Discovery | С++:

void send_mqtt(String tops, String data, String subscr){

// Анонсируем объекты для Home Assistant [auto-discovery ]

// Анонсируем объекты один раз при успешном подуключении и при запуске устройства

// if(!annonce_mqtt_discovery){

mqqt_d_annonce("CL1", "c1", "On1", "Off1");

mqqt_d_annonce("CL2", "c2", "On2", "Off2");

mqqt_d_annonce("CL3", "c3", "On3", "Off3");

annonce_mqtt_discovery = true;

// }

// Отправляем данные

client.publish(tops.c_str(), data.c_str());

client.subscribe(subscr.c_str());

}

void mqqt_d_annonce(String namec, String cn, String on_d, String off_d){

String top = String(settings.mqtt_topic) +"/jsondata";

String control = String(settings.mqtt_topic) +"/control";

char jsonBuffer[1024] = {0};

DynamicJsonDocument chan1(1024);

chan1["name"] = namec;

chan1["state_topic"] = top;

chan1["command_topic"] = control;

chan1["payload_on"] = on_d;

chan1["payload_off"] = off_d;

chan1["state_value_template"] = "{{ value_json."+cn+" }}";

serializeJson(chan1, jsonBuffer, sizeof(jsonBuffer));

String top_to = "homeassistant/light/"+cn+"/config";

client.publish(top_to.c_str(), jsonBuffer, true);

}

После успешного подключения устройства к сети и настройки MQTT соединения, в «объектах» Home Assistant появятся объекты нашего устройства, пользователю останется только настроить карточку объектов на панели управления, чтобы иметь возможность управлять данным модулем. Ниже приведен пример кода карточки объектов:

Пример кода карточки объектов:

type: horizontal-stack

cards:

- show_name: true

show_icon: true

type: button

tap_action:

action: toggle

entity: light.cl1

name: Свет 1

show_state: true

hold_action:

action: more-info

- show_name: true

show_icon: true

type: button

tap_action:

action: toggle

entity: light.cl2

name: Свет 2

show_state: true

hold_action:

action: more-info

- show_name: true

show_icon: true

type: button

tap_action:

action: toggle

entity: light.cl3

name: LED

show_state: true

hold_action:

action: more-info

В результате карточка объектов будет выглядеть следующим образом:

Осталось упомянуть о последнем сервисе SSDP.
Чтобы как-то «повелевать» всем зоопарком моих умных устройств, был реализован данный сервис.

SSDP (Simple Service Discovery Protocol) — сетевой протокол, основанный на наборе протоколов Интернета, служащий для объявления и обнаружения сетевых сервисов. SSDP позволяет обнаруживать сервисы, не требуя специальных механизмов статической конфигурации или действий со стороны серверов, таких как DHCP или DNS.
Для моего удобства, я написал мобильное приложение, которое позволяет в три нажатия обнаружить и сконфигурировать устройство без лишних хлопот и похода в роутер. Ниже представлены скриншоты приложения, ссылка на приложение будет размещена в конце статьи.

Приложение для поиска устройств в сети:

❯ Использование аппаратного выключателя

Дабы не исключать классическую схему управления освещением с помощью обычного выключателя, который обычно встраивается в стену, в устройстве также реализован вход (J5) для подключения аппаратного выключателя. Данное решение позволяет без дополнительных переделок интегрировать модуль в существующую систему освещения.

❯ Итоги

Ну что ж, давайте подведем итоги. В итоге у нас получилось простое, но эффективное и относительно компактное устройство для управления освещением, с возможностью работы как в автономном режиме, так и в составе «Умного дома». Данное устройство разрабатывалось, прежде всего, для управления светодиодным освещением, но примененные силовые симисторы позволяют коммутировать осветительную нагрузку до 300Вт на канал, без ощутимого нагрева силовых элементов.

На этом можно и завершить статью. Надеюсь, мой опыт будет вам полезен. Если у вас есть замечания, предложения или вы хотите поделиться подобным опытом, то добро пожаловать в комментарии! Если статья вам понравилась, то поддержите её стрелочной вверх. Всем добра, здоровья и спасибо за внимание!

Ссылки к статье:

• Проект печатной платы;

• Исходный код прошивки устройства;

• Модель корпуса устройства;

• Мобильное приложение для поиска устройств.

Написано специально для Timeweb Cloud и читателей Пикабу. Больше интересных статей и новостей в нашем блоге на Хабре и телеграм-канале.

Хочешь стать автором (или уже состоявшийся автор) и есть, чем интересным поделиться в рамках наших блогов — пиши сюда.

Облачные сервисы Timeweb Cloud — это реферальная ссылка, которая может помочь поддержать авторские проекты.

📚 Читайте также:

• Azure Stack HCI — что такое, как улучшить и пользоваться;

• Каждая капля на счету или как я счетчик умным делал;

• Простое, но очень нужное устройство. Сигнализатор открытой двери холодильника.