circles.mirror - умное зеркало

Всем привет, на связи circles.engineering – молодая компания-интегратор из Москвы и её руководитель Константин Артеменко. Так как это моя первая статья на портале, то для начала хотелось бы познакомиться. Как я уже сказал, меня зовут Константин и не так давно ко мне в голову пришла интересная мысль – по уши уйти в оказание услуг по интеграции на оборудовании WirenBoard и SprutHub. Поскольку у меня полностью отсутствовал опыт в проектировании, монтаже и пуско-наладке проводных систем, пришлось обратиться к человеку, который подобным опытом обладает. Так я познакомился с Юрием Арслангеереевым из Intelligent House. В настоящее время мы подходим к концу программы наставничества, из которого я узнал много нового из мира силовой и слаботочной электроники. Собственно, именно Юра посоветовал мне написать эту самую статью. Спойлер: на самом деле это будет серия статей, stay tuned.

Часть 0. Пролог.

Несколько лет назад, готовясь к ремонту в своей первой квартире, я точно понимал, что хочу автоматизировать свет, климат и разное по мелочи вроде домофона. Я сел за проектирование сценариев и составление перечня железок, справился примерно за неделю. Автоматизации закрыли все имеющиеся на тот момент потребности, но как будто не хватало чего-то еще, хотелось получить какую-то клевую и красивую игрушку, которой нет у остальных. Довольно продолжительное время не было понимания, что это должно быть, а затем одним холодным весенним вечером YouTube подбросил в рекомендации ролик про умное зеркало. Стало ясно, что в интерьере не хватает именно такого девайса, и идея создания своего варианта умного зеркала поселилась у меня в голове на следующие несколько лет.

Важное уточнение: я рассматривал целевой девайс как технологичный аксессуар и дополнение к интерьеру, я никогда не хотел смотреть на нем мультики или, того хуже, комплектовать тач-скрином (оттирать следы от пальцев несколько раз в день не кажется крутой затеей), хотя на нашем рынке такие девайсы встречаются. Единственным доступным интерфейсом для управления мог быть только голос.

Часть 1. Необходимые материалы.

Очевидно, что задачей номер один стало получить подходящее полотно, которое не исказит отражение и легко пропустит изображение с монитора позади. Без качественного полотна я бы даже не взялся за сборку, потому что стараюсь держать высокую планку относительно всего, что делаю, зеркало – не исключение.

Поиск полотна начинался без ограничения географии: пандемия была только на подходе, никаких трудностей с доставкой, абсолютная логистическая свобода. По итогам поиска получился следующий перечень:

1.       Невнятное европейское полотно из акрила с непонятной степенью затемнения и светопропускаемостью. Чистейший DIY без каких-либо гарантий, оставил на самый худой случай, если ничего другого найти не удастся;

2.       Зеркальная пленка с рынка Китая. По идее ее нужно было наклеить на простое стекло и получилось бы ровно то, что нужно, но не было ни описания, ни характеристик, только одна картинка и одна фотография. Плюс ко всему, специфика материала подсказывала, что в конечном итоге, даже при аккуратном нанесении, я получу кучу искажений отражения на выходе. Плёнка — это плёнка;

3.       «ТВ-стекло» с зеркальной фабрики на Нагорной в Москве. Этот вариант казался чем-то приближенным к желаемому. Взаимодействие покупателя с фабрикой максимально отлаженное: заполняете форму на заказ, указываете параметры и отправляете в отдел продаж, сотрудники считают стоимость и направляют счет на оплату. Просто и быстро.

4.       Закаленное стекло с фабрики в подмосковном Нахабино. Этих ребят я нашел в нельзяграме, мне понравился их подход к работе и, что самое главное, полотна, которые они демонстрировали и обозревали в рамках своего контента. Плюс ко всему, это не большая фабрика со своими неповоротливыми бизнес-процессами и мне показалось, что у них можно заказать какую-то специфическую конфигурацию полотна на случай если не попаду в нужные характеристики с первого раза.

Как можно догадаться, я остановился на последнем варианте, списался с владельцами и предложил создать совместный прототип, в ответ ребята пригласили в офис, чтобы обсудить детали – идея умного зеркала как продукта их заинтересовала.

Через неделю мне удалось доехать до производства и, честно говоря, оно приятно удивило: в цеху чисто, повсюду зеркальные полотна, которые как раз были нужны, сами владельцы производства довольно продвинутые в техническом плане и о стекле знают все, вдоль и поперек. В тот день получилось договориться о создании прототипа умного зеркала с голосовым управлением, мы ударили по рукам и разошлись.

Что касается основного железа, выбирать было не из чего: хотелось быстрого прототипирования и более-менее отлаженные и предсказуемые образы ОС, а с учетом этих требований RaspberryPi 3В+ казался безальтернативным решением. Плюс ко всему, для малины можно быстро найти платы расширения (для управления голосом нужны были микрофоны), а датчики и кнопки, если понадобятся, легко присоединятся через GPIO. Похожие микроконтроллеры вроде OrangePi или BananaPi тогда только-только выходили на рынок, их качество и уровень поддержки оставляли желать лучшего; второй минус – с предустановленными на них софтом можно было словить множество проблем, а экспериментировать не особо хотелось.

Поскольку управление прототипом предполагалось с помощью голосового интерфейса, вопрос выбора платы расширения с микрофонами стоял довольно остро: чем качественнее сама плата и драйвера под нее, тем приятнее будет пользовательский опыт. Как я писал ранее, высокая планка требований не позволяет сделать кое-что и кое-как, поэтому я заказал сразу два абсолютно разных по характеристикам варианта, чтобы протестировать и выбрать более подходящий:

- Seeed Studio reSpeaker 2-Mics Pi HAT  – плата расширения для малины с двумя микрофонами. У этого же производителя можно найти более продвинутый модуль на 6 микрофонов . Он очень похож на тот, что используется в Яндекс.Станции, и, теоретически, сможет спокойно ловить голос на расстоянии до 5-7 метров без значительных искажений, но вряд ли кто-то из нас об этом узнает, потому что еще тогда эта позиция числилась как out of stock. По состоянию на сегодня ничего не изменилось. Их либо слишком быстро разбирают, либо совсем сняли с производства, но оставили на витрине;

- MATRIX Voice - плата расширения аж на 7 микрофонов, показалась достойной альтернативой отсутствующей в Seeed Studio позиции, заказал прямиком из Австралии, где они и выпускаются. Кстати, производитель бесплатно апнул саму плату – я получил максимальную версию по цене минимальной и узнал об этом при распаковке, когда прочитал спецификацию и нашел открытку, написанную от руки, с пожеланием удачи в своих будущих проектах. Такие моменты навсегда остаются в сердечке.

Забегая немного вперед отмечу, что каждая из плат вполне может использоваться в подобных проектах, но в конечном итоге все зависит от компоновки и устройства зеркала: если оно не будет куда-либо встраиваться, то вполне допустимо использовать плату с двумя микрофонами, на расстоянии до 3 метров речь распознается с минимальным количеством ошибок при наличии нескольких вентиляционных или технологических отверстий, через которые также проходит звук; если же зеркало планируется встраивать, то следует подумать об использовании более продвинутого модуля от MATRIX – его микрофоны более чувствительны и способны услышать ваш голос даже при наличии препятствий, гасящих звуковые волны.

В отношении выбора дисплея могу сказать только то, что он обошел меня стороной, потому что у коллег уже была готова подходящая сборка, с готовым зеркальным полотном и встроенным монитором.

По части железа, кажется, что это все. В качестве бонуса и небольшого тизера следующей части публикую видео первого работающего прототипа своего умного зеркала.

Спасибо, что дочитали. Лайк, подписка, шер, репост – приветствуются 😊