کالبدشکافی ترموستات هوشمند Nest نسل ۲

یه سری مشخصات فنی خفن تو این ترموستات هوشمند (یا همونطور که ما بهش می‌گیم، ترموستات یادگیرنده) جا خوش کرده:

← صفحه نمایش 24 بیتی رنگی LCD با رزولوشن 320 در 320 پیکسل.

← باتری لیتیوم-یون قابل شارژ داخلی.

← انواع سنسورها (دما، رطوبت، فعالیت‌های دور و نزدیک، و نور محیط).

← پشتیبانی از وای‌فای 802.11b/g/n و 802.15.4 (هر دو روی فرکانس 2.4 گیگاهرتز).

این گجت با 95 درصد سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی 24 ولتی سازگاره؛ از گازی و برقی گرفته تا پمپ حرارتی، رادیاتور، روغنی، آب گرم، خورشیدی و زمین‌گرمایی.

وقتی جعبه رو باز می‌کنی، خود ترموستات Nest، یه راهنمای نصب، دفترچه خوش‌آمدگویی، یه کارت پشتیبانی، یه پیچ‌گوشتی، چند تا پیچ و قاب تزئینی رو می‌بینی.

این ترموستات از دو بخش اصلی تشکیل شده: یه پایه دیواری که سیم‌های سیستم تهویه بهش وصل می‌شه، و یه واحد نمایشگر که ال‌سی‌دی و دکمه‌های کنترلی توش قرار دارن و روی پایه چفت می‌شه.

شرکت سازنده خیلی روی نصب آسون این دستگاه مانور می‌ده و ادعا می‌کنه سه چهارم کاربرا می‌تونن تو کمتر از نیم ساعت نصبش کنن.

اگه تو هم جزو اون دسته افرادی هستی که موقع نصب به مشکل می‌خورن، اصلا جای نگرانی نیست، چون راهنماها و ویدیوهای زیادی برای نصبش پیدا می‌شه.

بخش پایه دستگاه، ده تا کانکتور فنری داره که اجازه می‌ده خیلی راحت سیم‌های سیستم گرمایش و سرمایش رو وارد ترموستات کنی:

کانکتورهایی مثل Rc، Rh، W1، W2/AUX، Y1، Y2، G، O/B، پایه مشترک یا همون C و اتصال ستاره Nest.

این قطعه که هم وظیفه سیم‌کشی و هم نصب روی دیوار رو بر عهده داره، دو تا سوراخ پیچ بیضی‌شکل و یه تراز داخلی جذاب داره تا بتونی دستگاه رو خیلی تمیز و کاملا صاف روی دیوار نصب کنی. فقط چند تا پیچ بین ما و مادربرد روی پایه فاصله انداختن؛ با یه چرخش سریع پیچ‌گوشتی، برد سبزرنگ خودش رو نشون می‌ده.

از اونجایی که مادربرد پایه فقط با یه چسب خیلی ضعیف به قاب چسبیده، درآوردنش برای یه نگاه دقیق‌تر اصلا زمان‌بر نیست. دیدن بردهای دایره‌ای‌شکل همیشه برامون جذابه و یه تنوع حسابی تو دنیای بردهای مستطیلی به حساب میاد. روی این مادربرد کمکی، یه عالمه سخت‌افزار جالب تعبیه شده:

← میکروکنترلر فوق‌کم‌مصرف 32 مگاهرتزی ST Microelectronics مدل STM32L151VB مبتنی بر معماری ARM Cortex-M3.

← سنسور دما و رطوبت ساخت Sensirion.

← مولتی‌پلکسر/دی‌مولتی‌پلکسر 8 کاناله آنالوگ CMOS ساخت Texas Instruments مدل LW051A.

پشت نمایشگر Nest دو تا پورت وجود داره: یه پورت میکرو یو‌اس‌بی (Micro USB) که برای شارژ کردن (و شاید دستکاری نرم‌افزاری دستگاه) استفاده می‌شه و یه کانکتور 20 پین اختصاصی که دقیقا روی سوکت پایه چفت می‌شه. با باز کردن چند تا پیچ، می‌تونیم پنل پشتی نمایشگر رو از بقیه قسمت‌های دستگاه جدا کنیم و اکتشافاتمون رو ادامه بدیم.

نکته جالب اینجاست که این پیچ‌ها رو می‌شه با همون پیچ‌گوشتی که تو جعبه خود دستگاه هست باز کرد. دمشون گرم که دسترسی به قطعات داخلی رو اینقدر راحت کردن!

هیچ‌چیزی بیشتر از یه دستگاه با باتری راحت و قابل تعویض ما رو خوشحال نمی‌کنه. انگار مهندس‌های Nest موقع طراحی این بخش کاملا به فکر تعمیرکارها بودن، چون حتی روی فلت‌ها پرچم‌های شماره‌گذاری‌شده گذاشتن تا مراحل درآوردن باتری رو تو سه قدم ساده نشون بدن.

ما هم دقیقا طبق همون مراحل پیش می‌ریم تا باتری رو دربیاریم:

← قدم اول: فلت اتصال به پایه رو جدا کن.

← قدم دوم: باتری رو از جاش بکش بیرون.

← قدم سوم: کانکتور باتری رو قطع کن.

← قدم آخر: حالا باتری کاملا آزاده و تو دستته!

این باتری لیتیوم-یون قابل شارژ، ظرفیتی معادل 568 میلی‌آمپر ساعت (2.1 Wh) داره و با ولتاژ 3.7 ولت کار می‌کنه.

ترموستات Nest یه برق دائمی اما ضعیف از سیم‌کشی خونه می‌گیره. این برق برای کارهای سنگین مثل وصل شدن به وای‌فای و روشن نگه داشتن ال‌سی‌دی کافی نیست. به همین خاطر این باتری داخلی مدام شارژ می‌شه تا دستگاه برای عملکردهای اصلیش کم نیاره.

اون طرف زبانه کشیدنی روی پنل پشت، یه دکمه فشاری هم تعبیه شده. این دکمه که روی یه فلت سوار شده، کل مجموعه نمایشگر رو تبدیل به یه دکمه انتخابگر می‌کنه. یعنی کاربر با چرخوندن حلقه بیرونی تو منوها می‌چرخه و با فشار دادن خود نمایشگر، گزینه‌ها رو انتخاب می‌کنه. این فلت خیلی محکم به پنل پشتی چسبیده، ولی با کمی حوصله و استفاده درست از اسپاجر می‌شه بدون آسیب دیدن جداش کرد.

ترموستات Nest یه قابلیت جذاب به اسم Auto-Away داره که می‌تونه تشخیص بده کی خونه رو ترک کردی و خودکار دما رو روی حالت اقتصادی تنظیم کنه تا الکی انرژی هدر نره.

این برد کوچیک، دو تا سنسور حرکتی (برای بردهای کوتاه و بلند) داره که دقیقا مسئول همین قابلیت هستن و می‌تونن هر حرکتی رو تو یه زاویه دید 150 درجه‌ای سنس کنن.

طراحی این بخش به شدت هوشمندانه‌ست؛ برد سنسور هیچ فلتی برای وصل شدن به مادربرد نداره! به جاش روی چهار تا پایه پیچی قرار می‌گیره که همون پایه‌ها نقش انتقال برق و دیتا رو بازی می‌کنن.

یه استراحتی به خودمون دادیم و رفتیم سراغ محافظ فلزی بزرگ (EMI Shield) که پشت مادربرد رو پوشونده بود تا ببینیم زیرش چه خبره، اما چیز خاصی پیدا نکردیم. بعد از باز کردن چند تا پیچ دیگه، کانکتور فلت ال‌سی‌دی رو جدا کردیم تا پنل جلویی کاملا از بدنه اصلی آزاد بشه.

برای بررسی پنل جلویی، اول باید اون صفحه پلاستیکی کوچیک که زیر صفحه نمایش چسبیده رو جدا کنیم. این قطعه با یه چسب ملایم سر جاش محکم شده و با یه کم اهرم کردن با اسپاجر راحت درمیاد.

در واقع این صفحه پلاستیکی یه پنجره برای عبور نور مادون قرمز (IR) هست و روش پر از لنزهای کوچیکه که کمک می‌کنن زاویه دید و برد سنسورهای حرکتی به طرز چشمگیری بیشتر بشه.

ال‌سی‌دی دقیقا بین شیشه جلویی و یه فریم پلاستیکی ساندویچ شده. شیشه با چسب به فریم چسبیده و خود ال‌سی‌دی هم مستقیما به شیشه متصله.

شاید در نگاه اول به نظر بیاد که کیفیت ساخت ال‌سی‌دی پایینه یا گوشه‌هاش رو بریدن، اما در واقع این یه نمایشگر گرد و فوق‌العاده‌ست که فقط همون قسمت قابل دیدنش پیکسل داره.

پنل جلویی به خاطر شیشه ضخیم و منحنی‌شکلی که داره، عملا مثل یه لنز عمل می‌کنه و می‌تونه نور رو متمرکز کنه. با توجه به ظاهرش، می‌شه حدس زد که این لنز طوری طراحی شده تا نور ال‌سی‌دی رو تو یه نقطه کانونی مشخص جمع کنه تا وضوح و درخشندگی بهتری به کاربر بده.

حالا که همه قطعات رو از حلقه بیرونی درآوردیم، می‌تونیم مادربرد رو کامل بیاریم بیرون تا یه نگاه از نزدیک به چیپ‌هاش بندازیم.

← یه نگاه سریع به لبه مادربرد، یه ماژول ناوبری نوری ساخت Avago رو نشون می‌ده که وظیفه‌اش تشخیص موقعیت و چرخش حلقه فلزی بیرونیه.

این قطعه دقیقا مثل سنسور یه موس اپتیکال کار می‌کنه؛ یعنی از سطح داخلی حلقه عکس می‌گیره و با مقایسه فریم‌به‌فریم این عکس‌ها می‌فهمه که حلقه چقدر و به کدوم سمت چرخیده.

از اونجایی که همه اتصالات و پورت‌ها پشت مادربرد هستن، تمام آیسی‌های (IC) مهم و پردازشی روی قسمت جلویی برد دور هم جمع شدن:

← ریزپردازنده ARM Cortex A8 مدل Sitara ساخت Texas Instruments.

← آیسی مدیریت توان و کنترلر یو‌اس‌بی ساخت Texas Instruments.

← حافظه رم موبایل 512 مگابیتی ساخت Samsung.

← سیستم-روی-چیپ (SoC) یکپارچه ZigBee/802.15.4 ساخت Ember.

حافظه فلش NAND با ظرفیت 2 گیگابیت ساخت Micron.

← ماژول فرانت‌اند وای‌فای 2.4 گیگاهرتزی پرقدرت 802.15.4 ساخت Skyworks.

و در نهایت زیر اون یکی محافظ فلزی: چیپ وای‌فای 802.11 b/g/n ساخت Texas Instruments قرار داره که قبلا تو خیلی از تبلت‌ها و گجت‌های معروف مشابهش رو دیده بودیم.

خب، رسیدیم به امتیاز تعمیرپذیری ترموستات هوشمند Nest نسل 2: امتیاز عالی 9 از 10 (10 یعنی راحت‌ترین حالت برای تعمیر).

← باتری کاملا برای تعویض توسط کاربر طراحی شده (حتی راهنما هم روی فلت‌ها چاپ شده) و با همون پیچ‌گوشتی داخل جعبه باز می‌شه.

← بدنه بسیار محکم و اون حلقه فلزی سنگین باعث شده دوام دستگاه در برابر ضربه به شدت بالا بره.

← جدا بودن قطعات روی دو تا مادربرد مجزا، ساختار ماژولاری به دستگاه داده و تعمیرش رو راحت‌تر کرده.

← درسته که چسب استفاده‌شده تو پنل جلویی یه مقدار کار تعویض ال‌سی‌دی رو سخت می‌کنه، ولی در کل مهندسی این دستگاه حرف نداره. دمت گرم که تو این کالبدشکافی از آیسی‌مدار با ما همراه بودی. اگه عاشق دل‌وروده گجت‌ها هستی، حتما آموزش‌ها و کالبدشکافی‌های دیگه سایت ما رو هم ببین!