Muchas marcas ven un prototipo y creen que el trabajo está hecho. Esto no es cierto. En la fabricación de tabletas, el prototipo en la fábrica suele ser una muestra de referencia. Primero, hay que entender que esta muestra se fabrica a mano, utilizando los mejores componentes, por lo que funciona a la perfección. Luego, se inicia la producción en masa. Como siempre, la fábrica podría intentar ahorrar dinero cambiando piezas. Por eso es fundamental conocer la ingeniería. ¿Cómo mantener la misma calidad en 10 000 unidades?
Panorama del mercado de tabletas para el consumidor
El mercado de las tabletas de consumo está creciendo en muchos sectores. Se utilizan en la escuela, en hogares inteligentes y para ver películas. Si te interesa diseñar tu propio producto o usar uno ya fabricado, evita simplemente elegir uno de un catálogo. En términos comerciales, es mejor personalizarlo. Así que crea un producto que se adapte a tus usuarios.
Muchas marcas nuevas optan por la fabricación OEM u ODM. Esto significa que otra persona fabrica la tableta. Deberías poder controlar los componentes que utilizan. Una pregunta útil para hacerle a la fábrica puede ser: ¿Quiénes son los principales proveedores de componentes? ¿Lo sabes? Muchas fábricas cambian componentes de alta calidad por otros más baratos después de firmar el contrato. Hasta entonces, todo parece perfecto. Por eso, desde entonces, los compradores experimentados revisan cada lote.
Posicionamiento de productos y segmentación de mercado de tabletas para el consumidor
En primer lugar, para elegir el hardware, debe decidir quién utilizará la tableta.
Tableta de consumo de gama básica
Suelen tener una pantalla de 8 pulgadas. Para ahorrar dinero, usa una carcasa de plástico y así la tableta será ligera. El fabricante te recomendará un SoC económico, como uno de solo 4 núcleos. Luego, comprueba que el Wi-Fi sea lo suficientemente rápido. Si optas por componentes demasiado baratos, la experiencia del usuario suele verse afectada. Consigue una batería económica, pero asegúrate de que no se caliente demasiado dentro de la carcasa de plástico.
Tableta Android de gama media
Suelen ser de 10 u 11 pulgadas. La mayoría de la gente las usa para la escuela o el trabajo. En cuanto a la construcción, generalmente conviene evitar el plástico. Es mejor usar metal para una mejor sensación al tacto. Luego, usa un lápiz óptico para escribir. La mejor manera de hacerlo es usar un lápiz activo. Los lápices pasivos son como los dedos: no son tan buenos. Aquí tienes una pantalla de 1080p para que el texto sea nítido.
Tableta de consumo de alta gama
Estas tabletas cuentan con pantallas 2K y chips rápidos. Para empezar, usa una carcasa de aluminio para que la tableta se mantenga delgada. En cuanto al sonido, necesitarás altavoces grandes para que el sonido sea potente y nítido. Por último, asegúrate de comprobar la frecuencia de actualización de la pantalla. Una pantalla de 120 Hz ofrece una mayor fluidez, ya que se actualiza 120 veces por segundo.
Tableta de consumo Diseño de arquitectura del sistema
Tú eliges los componentes que hacen funcionar la tableta de consumo. Esto, por lo general, solo determina el precio y la velocidad.
Selección de plataforma SoC
El SoC es el cerebro de la tableta. En términos de potencia, es recomendable usar el chip más reciente. Por otro lado, los chips más antiguos son más estables. Consulte el paquete de soporte de la placa (BSP), que es el software que permite la comunicación entre el chip y la tableta.
Los chips nuevos suelen tener fallos de software. Por eso, a veces es mejor usar un chip más antiguo, como el Snapdragon 680. Una pregunta útil es: ¿Cuánto tiempo lleva este chip en producción? Hasta entonces, podrías experimentar muchos fallos de software.
Integración de sistemas de visualización y táctiles
Elige entre LCD y OLED. OLED ofrece mejor calidad de imagen, por lo que es más caro. Considera también la tecnología táctil In-cell. La capa táctil se encuentra dentro del cristal de la pantalla. Una pregunta útil para tu ingeniero puede ser: ¿Cuál es el nivel de interferencia electromagnética (EMI) de esta pantalla? La pantalla genera ruido eléctrico, lo que puede afectar al sensor táctil. Para solucionar esto, añade un blindaje.
Configuración de memoria y almacenamiento
Debes elegir la memoria RAM. LPDDR4X es común, pero LPDDR5 es más rápida. Luego, elige el almacenamiento y evita el almacenamiento eMMC para tabletas rápidas. Usa almacenamiento UFS para que las aplicaciones se abran rápidamente. Esto suele marcar una gran diferencia en la experiencia de uso de la tableta. Después de unas semanas de uso, una tableta con eMMC se sentirá lenta. Para la mayoría de los usuarios, se recomienda al menos 128 GB de almacenamiento.
Ingeniería de PCB y PCBA para tabletas de consumo
La placa de circuito impreso (PCB) es la placa verde que hay en el interior.
Diseño de PCB multicapa
Usted necesitará una Placa PCB multicapa Con 8 o 10 capas. Como el tipo que se usa en los teléfonos inteligentes. Los ingenieros trazan las pistas para que la electricidad pueda circular rápidamente. Luego, ajustan la longitud de los cables. Para lograr una velocidad óptima, la memoria RAM necesita que los cables tengan exactamente la misma longitud.
No hay forma de saber si están en lo correcto a menos que revises los archivos de diseño. Evita los talleres de PCB baratos. La mejor opción es usar un taller que trabaje con impedancia controlada. Los cables tienen la misma resistencia eléctrica.
Gestión térmica en estructuras de tabletas delgadas
En primer lugar, las tabletas se calientan. Por eso, necesitas disipar el calor usando láminas de grafito, como las que parecen pegatinas negras. Pégalas en la CPU y en la parte posterior de la carcasa. Esto suele ayudar a que el calor se distribuya mejor.
En general, evite que el calor se concentre en un solo punto. En términos de comodidad del usuario, nadie quiere una tableta caliente. Las carcasas de aluminio disipan mejor el calor que las de plástico, por lo que las tabletas metálicas pueden funcionar más rápido durante más tiempo.
Ingeniería de Diseño Mecánico e Industrial
El diseño exterior se realiza para garantizar su resistencia.
Diseño estructural y selección de materiales
Elige entre metal mecanizado por CNC o plástico. En cuanto al peso, el plástico es más ligero. Por lo tanto, debes encontrar un equilibrio y poder integrar un marco de metal dentro de una carcasa de plástico para que la tableta no se doble. Una pregunta útil es: ¿Cuál es el grosor de la pared de aluminio? Evita paredes de menos de 0.6 mm.
Protección estructural contra caídas
Las tabletas se caen al suelo, así que es necesario proteger la pantalla. Refuerza las esquinas, ya que son las primeras en golpear el suelo y la pantalla se rompe. Usa un pequeño anillo de plástico alrededor del cristal. El metal no toca el cristal directamente. Después de algunas caídas, comprueba si tu diseño funciona. La mejor manera de hacerlo es realizar una prueba de caída desde un metro de altura en todos los lados.
Gestión de energía e ingeniería de baterías
La batería es la parte más peligrosa.
Diseño de la batería: La trampa de 4.45 V
Consigue una batería de alta densidad energética, como las de 4.45 V. Estas baterías almacenan más energía en un tamaño reducido. Sin embargo, es posible que los fabricantes las sustituyan por baterías de 4.35 V, lo que significa que la batería se descargará más rápido.
¿Cuál es la vida útil de esta celda en particular? Evite las baterías que solo duran 300 ciclos. Debe solicitar baterías con una vida útil de 800 ciclos. De esta manera, sus clientes estarán satisfechos.
Estrategia de optimización de energía
Android consume mucha energía. Por lo tanto, necesitas optimizar el software. Consigue un buen sistema de gestión de batería (BMS). Luego, verifica el consumo de corriente en modo de espera. No hay forma de saber por qué la batería se descarga durante la noche a menos que midas la corriente.
Utiliza un software para apagar la CPU cuando la pantalla esté apagada. Por último, asegúrate de comprobar la velocidad de carga. La carga rápida es buena, pero calienta la batería.
Conectividad e integración de periféricos
En primer lugar, una tableta necesita WiFi y Bluetooth para poder conectarse con el mundo.
Comunicación inalámbrica
Consigue WiFi 6 para las nuevas tabletas. En términos de velocidad, es mucho más rápido. La antena necesita una trayectoria despejada. Evita colocarla detrás de metal grueso. Por lo tanto, necesitas una ventana de plástico en la carcasa. Esto suele facilitar la salida de la señal. Luego, prueba el TRP y el TIS. Esto indica qué tan bien la antena envía y recibe datos.
Ecosistemas del periférico
Necesitas conectar un teclado mediante Bluetooth. Por otro lado, los pines Pogo son mejores, ya que son más fiables. Luego, añade un lápiz óptico. Asegúrate de que el lápiz tenga una superficie donde fijarse a la tableta. La mejor manera de hacerlo es con imanes. Consigue imanes potentes para que el lápiz no se caiga.
Personalización y certificación del sistema operativo Android
Descarga el software y consigue la aprobación de Google.
Personalización del sistema Android
Cambia los iconos y el fondo para que reflejen tu marca. Elimina las aplicaciones innecesarias para que la tableta tenga más memoria libre. Evita modificar demasiado el código del sistema para reducir los errores. Una pregunta útil es: ¿Cómo enviamos actualizaciones a nuestros usuarios? Implementa un servidor OTA.
Certificación GMS
GMS significa Servicios Móviles de Google. Así, los usuarios pueden usar la Play Store. Supera las pruebas CTS y VTS (Compatibility Test Suite). Si no las superas, Google no te permitirá vender la tableta. Luego, contrata un laboratorio para que la pruebe. Esto suele tardar entre 4 y 6 semanas. Hasta entonces, no puedes enviar el producto. Google es muy estricto con la seguridad.
Tableta de consumo Proceso de creación de prototipos y validación
Construye algunas unidades para probarlas y luego miles.
Etapas de desarrollo EVT / DVT / PVT
Sigue estos pasos.
- EVT: Primero, compruebe si la placa funciona.
- TVP: A continuación, compruebe si el diseño es resistente.
- PVT: Por último, asegúrese de comprobar si la fábrica puede construirlo rápidamente.
Esta es una forma útil de encontrar errores. En cuanto al tiempo, cada etapa lleva aproximadamente un mes. Deberías poder corregir los errores en la etapa de DVT.
Prueba de confiabilidad
Primero, coloca la tableta en una habitación caliente y comprueba si se bloquea. Luego, ponla en una máquina vibratoria. Si la soldadura está defectuosa, podrían desprenderse algunas piezas. Después, usa un robot para pulsar la pantalla 100,000 veces. Tras unos días, comprueba si el sensor táctil funciona correctamente. No hay forma de saber si la tableta es duradera a menos que intentes romperla.
Producción en masa y control de calidad
La fábrica pone en marcha las máquinas. Así, las tabletas para el consumidor se fabrican en una línea de producción.
Proceso SMT y PCBA
SMT significa Tecnología de Montaje Superficial. Un robot coloca los chips en la placa. Es necesario verificar el rendimiento, por ejemplo, un rendimiento del 98% o superior. Si es del 90%, no es muy bueno.
En general, conviene evitar rehacer las placas. ¿Cuál es su rendimiento en la primera pasada? La mejor manera de averiguarlo es utilizando máquinas de rayos X para visualizar la soldadura.
Proceso de ensamblaje final
Los trabajadores colocan la pantalla y la batería en la carcasa. Luego pegan el cristal. Vayan a una sala limpia, libre de polvo, como las que se usan para fabricar instrumental médico. Después de unos minutos, el pegamento se seca. Finalmente, asegúrense de probar cada tableta de consumo para que no haya pantallas defectuosas en la caja. Realicen una prueba final de software para Wi-Fi y sonido.
Principales desafíos y soluciones de ingeniería
Primero, veamos los problemas a los que podrías enfrentarte. Luego, analizaremos las soluciones.
| Desafío de ingeniería | ¿Por qué es un problema? | La mejor manera de solucionar esto |
| La tableta se calienta demasiado. | Ralentiza la CPU. | Utilice grafito y metal más gruesos. |
| La señal WiFi es débil | La carcasa metálica lo bloquea. | Añade una ventana de plástico para la antena. |
| La batería se hincha | Es peligroso y rompe la carcasa. | Utilice pilas de 4.45 V de alta calidad. |
| La pantalla no está clara | Baja resolución o mala calidad del cristal. | Utiliza resolución Full HD y tecnología táctil integrada en la celda. |
| La tableta se siente lenta | Almacenamiento barato o memoria RAM deficiente. | Utilice almacenamiento UFS y LPDDR4X. |
| Google Play Store falla | El software no está certificado. | Aprueba las pruebas CTS de Google cuanto antes. |
Conclusión
Fabricar una tableta para el consumidor es difícil. En cuanto a la calidad, no te fíes de la muestra de referencia. Comprueba las celdas de la batería y el rendimiento de la placa de circuito impreso. Esto suele evitarte un desastre. Elige el SoC adecuado. Luego, diseña una carcasa resistente. Por último, asegúrate de obtener la certificación de Google.
Las mejores marcas son las que se fijan en lo que nadie más ve. Ahora tienes el conocimiento para crear algo grandioso. Solo asegúrate de seguir estos pasos. Luego podrás usar esta guía para tu próximo proyecto.
