De nombreuses marques s'arrêtent à un prototype et pensent que le travail est terminé. C'est une erreur. Dans la fabrication de tablettes, le prototype en usine est souvent un échantillon de référence. Il faut d'abord comprendre que cet échantillon est fabriqué à la main avec les meilleurs composants. Il fonctionne donc parfaitement. Ensuite, on peut lancer la production en série. Comme toujours, l'usine peut être tentée de réduire les coûts en modifiant certaines pièces. C'est pourquoi il est essentiel de maîtriser l'ingénierie. Comment garantir une qualité constante pour 10 000 unités ?
Le paysage du marché des tablettes grand public
Le marché des tablettes grand public est en pleine expansion. Elles sont utilisées à l'école, dans les maisons connectées et pour regarder des films. Vous souhaitez créer votre propre design ou utiliser un modèle existant. En général, il est préférable d'éviter de simplement choisir un produit sur catalogue. Pour votre entreprise, la personnalisation est essentielle. Ainsi, vous proposez un produit adapté à vos utilisateurs.
De nombreuses nouvelles marques optent pour la fabrication OEM ou ODM. Cela signifie simplement que la tablette est fabriquée par un tiers. Vous devriez pouvoir contrôler les composants utilisés. Il peut être judicieux de poser la question suivante à l'usine : « Qui sont vos principaux fournisseurs de composants ? Le savez-vous ? » Il arrive fréquemment que des usines remplacent des composants de haute qualité par des composants moins chers après la signature du contrat. Jusque-là, tout semble parfait. Dès lors, des acheteurs expérimentés vérifient chaque lot.
Positionnement et segmentation du marché des tablettes grand public
Tout d'abord, vous devez décider qui utilisera la tablette afin de choisir le matériel.
Tablette grand public d'entrée de gamme
Ces tablettes sont généralement équipées d'un écran de 8 pouces. Pour réduire les coûts, optez pour un boîtier en plastique afin d'obtenir une tablette légère. Le fabricant proposera un SoC bas de gamme, par exemple un modèle à 4 cœurs. Vérifiez ensuite la vitesse du Wi-Fi. Choisir un processeur trop bon marché peut souvent dégrader l'expérience utilisateur. Privilégiez une batterie au rapport qualité-prix optimisé. Veillez simplement à ce qu'elle ne surchauffe pas à l'intérieur du boîtier en plastique.
Tablette Android de milieu de gamme
Ces ordinateurs portables mesurent généralement 10 ou 11 pouces. La plupart des gens les utilisent pour les études ou le travail. Pour la fabrication, il est généralement préférable d'éviter le plastique. L'utilisation de métal offre une meilleure prise en main. On utilise ensuite un stylet pour écrire. L'idéal est d'utiliser un stylet actif. Les stylets passifs, quant à eux, sont moins performants que les doigts. L'écran 1080p garantit une excellente netteté du texte.
Tablette grand public haut de gamme
Ces tablettes sont équipées d'écrans 2K et de processeurs performants. Privilégiez un boîtier en aluminium pour une finesse optimale. Côté son, optez pour des haut-parleurs de grande taille afin de garantir un son puissant et clair. Enfin, vérifiez le taux de rafraîchissement de l'écran : un écran 120 Hz offre une fluidité bien supérieure, avec 120 images par seconde.
Tablette grand public Conception de l'architecture du système
Vous choisissez les composants qui permettent à votre tablette de fonctionner. Ce choix détermine souvent le prix et la vitesse.
Sélection de la plateforme SoC
Le SoC est le cerveau de la tablette. Pour optimiser les performances, privilégiez la puce la plus récente. En revanche, les puces plus anciennes sont généralement plus stables. Consultez le BSP (Board Support Package), le logiciel qui permet la communication entre la puce et la tablette.
Les nouvelles puces présentent souvent des bugs logiciels. C'est pourquoi il est parfois préférable d'utiliser une puce plus ancienne, comme un Snapdragon 680. Une question pertinente à se poser est : depuis combien de temps cette puce est-elle en production ? Avant cela, vous risquez de rencontrer de nombreux plantages logiciels.
Intégration des systèmes d'affichage et tactiles
Choisissez entre LCD et OLED. L'OLED offre une meilleure qualité d'image, mais coûte plus cher. Ensuite, renseignez-vous sur la technologie tactile intégrée. La couche tactile est située à l'intérieur de la vitre de l'écran. Il peut être utile de demander à votre ingénieur : quel est le niveau d'interférences électromagnétiques (EMI) de cet écran ? L'écran génère des parasites électriques susceptibles de perturber le capteur tactile. L'ajout d'un blindage permet de résoudre ce problème.
Configuration de la mémoire et du stockage
Vous devez choisir la RAM. La LPDDR4X est courante, la LPDDR5 est plus rapide. Ensuite, choisissez le stockage et évitez le stockage eMMC pour les tablettes performantes. Privilégiez le stockage UFS. Les applications s'ouvriront ainsi plus rapidement, ce qui améliore considérablement la fluidité de la tablette. Après quelques semaines d'utilisation, une tablette avec un stockage eMMC deviendra lente. Prévoyez au moins 128 Go de stockage pour la plupart des utilisateurs.
Ingénierie des circuits imprimés et des assemblages de circuits imprimés pour tablettes grand public
Le circuit imprimé est la carte verte à l'intérieur.
Conception de circuits imprimés multicouches
Il vous faudra une carte PCB multicouche à 8 ou 10 couches, comme celles utilisées dans les smartphones. Les ingénieurs y tracent les pistes pour permettre une conduction rapide du courant. Ils veillent ensuite à ce que la longueur des pistes soit parfaitement identique. Pour une performance optimale, la RAM exige que toutes les pistes soient de longueur identique.
Impossible de savoir si c'est correct sans vérifier les fichiers de conception. Évitez les ateliers de fabrication de circuits imprimés à bas prix. L'idéal est de faire appel à un atelier spécialisé dans l'impédance contrôlée. Les fils ont la même résistance électrique.
Gestion thermique des tablettes fines
Tout d'abord, les tablettes chauffent. Il faut donc dissiper la chaleur à l'aide de feuilles de graphite, comme celles qui ressemblent à des autocollants noirs. Collez-les sur le processeur et à l'arrière du boîtier. Cela permet généralement de mieux répartir la chaleur.
En règle générale, évitez que la chaleur ne stagne au même endroit. Pour le confort de l'utilisateur, personne n'apprécie une tablette qui chauffe. Les boîtiers en aluminium dissipent mieux la chaleur que ceux en plastique. Les tablettes en métal peuvent donc fonctionner plus rapidement et plus longtemps.
Ingénierie de conception mécanique et industrielle
Vous concevez l'extérieur pour vous assurer de sa solidité.
Conception structurelle et sélection des matériaux
Choisissez entre une coque en métal usiné CNC ou en plastique. Le plastique est plus léger. Il vous faut donc trouver un compromis et intégrer un cadre métallique dans une coque en plastique pour éviter que la tablette ne se plie. Une question pertinente : quelle est l’épaisseur de la paroi en aluminium ? Évitez les parois inférieures à 0.6 mm.
Protection structurelle contre les chutes
Les tablettes tombent souvent. Il est donc important de protéger l'écran. Renforcez les coins, car ce sont eux qui heurtent le sol en premier et qui cassent l'écran. Utilisez un petit anneau en plastique autour de la vitre. Le métal ne doit pas être en contact direct avec le verre. Après quelques chutes, vérifiez l'efficacité de votre protection. Le meilleur moyen est d'effectuer un test de chute d'un mètre sur toutes les faces.
Gestion de l'énergie et ingénierie des batteries
La batterie est la partie la plus dangereuse.
Conception de la batterie : Le piège de 4.45 V
Optez pour une batterie à haute densité énergétique, comme celles de type 4.45 V. Ces cellules offrent une plus grande capacité dans un format compact. En revanche, il arrive que les fabricants les remplacent par des cellules de 4.35 V, ce qui réduit considérablement leur durée de vie.
Quelle est la durée de vie de cette cellule ? Évitez les batteries qui ne durent que 300 cycles. Privilégiez celles qui en durent 800. Ainsi, vos clients seront pleinement satisfaits.
Stratégie d'optimisation de la puissance
Android consomme beaucoup d'énergie. Il est donc nécessaire d'optimiser le logiciel. Installez un bon système de gestion de batterie (BMS). Ensuite, vérifiez la consommation en veille. Impossible de savoir pourquoi la batterie se décharge pendant la nuit sans mesurer cette consommation.
Utilisez un logiciel pour désactiver le processeur lorsque l'écran est éteint. Enfin, vérifiez la vitesse de charge. La charge rapide est pratique, mais elle fait chauffer la batterie.
Connectivité et intégration périphérique
Tout d'abord, une tablette a besoin du Wi-Fi et du Bluetooth pour pouvoir se connecter à Internet.
Communication sans fil
Optez pour le Wi-Fi 6 pour vos nouvelles tablettes. La vitesse est nettement supérieure. L'antenne a besoin d'un espace dégagé. Évitez de la placer derrière une pièce métallique épaisse. Une fenêtre transparente dans la coque est donc souvent utile pour faciliter la transmission du signal. Testez ensuite le TRP et le TIS. Ces indicateurs mesurent la qualité d'émission et de réception des données par l'antenne.
Ecosystem périphérique
Il vous faut un moyen de connecter un clavier via Bluetooth. Sinon, les connecteurs Pogo sont plus fiables. Ajoutez ensuite un stylet. Assurez-vous simplement qu'il puisse se fixer à la tablette. L'idéal est d'utiliser des aimants. Choisissez des aimants puissants pour que le stylet ne tombe pas.
Personnalisation et certification du système d'exploitation Android
Obtenez le logiciel et faites-le approuver par Google.
Personnalisation du système Android
Modifiez les icônes et l'arrière-plan pour qu'ils correspondent à votre marque. Supprimez les applications inutiles pour libérer de la mémoire sur la tablette. Évitez de trop modifier le code système pour limiter les bugs. Question pertinente : comment déployer les mises à jour auprès de nos utilisateurs ? Utilisez un serveur OTA.
Certification GMS
GMS signifie Google Mobile Services. Les utilisateurs peuvent donc utiliser le Play Store. Il faut réussir les tests CTS et VTS (Compatibility Test Suite). En cas d'échec, Google vous interdira de vendre la tablette. Ensuite, faites appel à un laboratoire pour effectuer les tests. Cela prend généralement entre quatre et six semaines. Avant cela, vous ne pouvez pas expédier le produit. Google est très strict en matière de sécurité.
Tablette grand public Processus de prototypage et de validation
Construisez quelques unités pour tester, puis des milliers.
Stades de développement EVT / DVT / PVT
Suivez ces étapes.
- EVT : Tout d’abord, vérifiez si la carte fonctionne.
- DVT : Ensuite, vérifiez si la conception est solide.
- PVT : Enfin, assurez-vous de vérifier si l’usine peut le fabriquer rapidement.
C'est une méthode efficace pour repérer les erreurs. Chaque étape dure environ un mois. Vous devriez pouvoir corriger les bugs dès l'étape DVT.
Test de fiabilité
Commencez par placer la tablette dans une pièce chaude et vérifiez si elle se bloque. Ensuite, placez-la dans une machine vibrante. Des composants pourraient se détacher si la soudure est défectueuse. Puis, utilisez un robot pour tapoter l'écran 100 000 fois. Après quelques jours, vérifiez si le capteur tactile fonctionne correctement. Il n'y a pas d'autre moyen de savoir si la tablette est résistante que de tenter de la casser.
Production de masse et contrôle qualité
L'usine met les machines en marche. Les tablettes grand public sont donc fabriquées à la chaîne.
Procédés SMT et PCBA
SMT signifie Surface Mount Technology (technologie de montage en surface). Un robot place les puces sur la carte. Il est important de vérifier le rendement ; un rendement de 98 % ou plus est requis. Un rendement de 90 % est moins bon.
Il est généralement conseillé d'éviter de retravailler les cartes. Quel est votre rendement au premier passage ? Le meilleur moyen de le déterminer est d'utiliser des appareils à rayons X pour visualiser la soudure.
Processus d'assemblage final
Les ouvriers placent l'écran et la batterie dans le boîtier. Ils collent ensuite la vitre. L'opération se déroule dans une salle blanche, exempte de poussière, comme celles utilisées pour la fabrication d'instruments médicaux. Après quelques minutes, la colle sèche. Enfin, chaque tablette est testée individuellement afin d'éviter tout écran défectueux. Un dernier test logiciel est effectué pour vérifier la connexion Wi-Fi et le son.
Principaux défis et solutions d'ingénierie
Commençons par examiner les problèmes que vous pourriez rencontrer. Ensuite, nous verrons comment les résoudre.
| Défi d'ingénierie | Pourquoi cela pose problème | Meilleure façon de régler ce problème |
| La tablette chauffe trop. | Cela ralentit le processeur. | Utilisez du graphite et du métal plus épais. |
| Le signal Wi-Fi est faible. | Le boîtier métallique le bloque. | Ajouter une fenêtre en plastique pour l'antenne. |
| La batterie gonfle | C'est dangereux et cela compromet l'enquête. | Utilisez des cellules de haute qualité de 4.45 V. |
| L'écran n'est pas clair. | Faible résolution ou qualité d'image médiocre. | Utilisez la résolution FHD et la technologie tactile intégrée. |
| La tablette semble lente | Stockage bon marché ou mémoire vive de mauvaise qualité. | Utilisez le stockage UFS et la mémoire LPDDR4X. |
| Le Google Play Store échoue | Le logiciel n'est pas certifié. | Réussissez les tests Google CTS au plus tôt. |
Conclusion
Concevoir une tablette grand public est complexe. En matière de qualité, ne vous fiez pas à l'échantillon de référence. Contrôlez les cellules de la batterie et le rendement du circuit imprimé. Cela vous évitera bien des soucis. Choisissez le SoC adapté. Concevez ensuite un boîtier robuste. Enfin, assurez-vous d'obtenir la certification Google.
Les meilleures marques sont celles qui vérifient les détails que personne d'autre ne remarque. Vous avez désormais les connaissances nécessaires pour créer quelque chose d'exceptionnel. Suivez simplement ces étapes. Vous pourrez ensuite utiliser ce guide pour votre prochain projet.
