Molti marchi guardano un prototipo e pensano che il lavoro sia finito. Non è così. Nella produzione di tablet, il prototipo in fabbrica è spesso un campione d'oro. Innanzitutto, bisogna capire che questo campione è realizzato a mano, utilizzando i componenti migliori, quindi funziona perfettamente. Solo dopo si può iniziare la produzione di massa. Come sempre, la fabbrica potrebbe cercare di risparmiare modificando i componenti. Ecco perché è fondamentale conoscere l'ingegneria. Come si fa a mantenere la stessa qualità per 10,000 unità?
Il panorama del mercato dei tablet per i consumatori
Il mercato dei tablet per il mercato consumer è in crescita in molti settori. Le persone li utilizzano a scuola, per le case intelligenti e per guardare film. Che tu voglia creare un design personalizzato o utilizzare un modello già esistente, è generalmente meglio evitare di scegliere un prodotto da un catalogo. Dal punto di vista commerciale, è preferibile personalizzare il prodotto, in modo da offrire un prodotto che si adatti perfettamente alle esigenze dei tuoi utenti.
Molti nuovi marchi scelgono la produzione OEM o ODM. Significa semplicemente che qualcun altro assembla il tablet. Dovreste essere in grado di controllare i componenti utilizzati. Questa può essere una domanda utile da porre alla fabbrica: chi sono i principali fornitori di componenti? Lo sapete? Molte fabbriche sostituiscono componenti di alta qualità con altri più economici dopo la firma del contratto. Fino a quel momento, tutto sembra perfetto. Per questo motivo, da allora, gli acquirenti esperti controllano ogni lotto.
Posizionamento del prodotto e segmentazione del mercato dei tablet per consumatori
Innanzitutto, per scegliere l'hardware, è necessario decidere chi utilizzerà il tablet.
Tablet di fascia bassa per consumatori
Solitamente hanno uno schermo da 8 pollici. Per risparmiare, si usa la plastica per la scocca, in modo che il tablet sia leggero. Il produttore suggerirà un SoC economico, ad esempio un modello con soli 4 core. Verificate poi che il Wi-Fi sia sufficientemente veloce. Spesso, risparmiare troppo su questo aspetto compromette l'esperienza utente. Scegliete una batteria con un buon rapporto qualità-prezzo, assicurandovi che non si surriscaldi all'interno della scocca in plastica.
Tablet Android di fascia media
Spesso hanno una diagonale di 10 o 11 pollici. La maggior parte delle persone li usa per la scuola o il lavoro. Per quanto riguarda la costruzione, in genere è meglio evitare la plastica. Meglio optare per il metallo per una presa più comoda. Poi, per scrivere, si può usare uno stilo. Il modo migliore per farlo è usare una penna attiva. Le penne passive sono come le dita: non sono altrettanto efficaci. Lo schermo a 1080p garantisce una lettura nitida del testo.
Tablet di fascia alta per consumatori
Questi tablet hanno schermi 2K e chip veloci. Innanzitutto, usa una custodia in alluminio, così il tablet rimarrà sottile. Per quanto riguarda l'audio, avrai bisogno di casse acustiche di grandi dimensioni, in modo che il suono sia forte e chiaro. Infine, assicurati di controllare la frequenza di aggiornamento dello schermo. Uno schermo a 120Hz è molto più fluido, poiché si aggiorna 120 volte al secondo.
Tablet per consumatori Progettazione dell'architettura del sistema
Siete voi a scegliere i componenti che faranno funzionare il tablet destinato al consumatore. Spesso, questa scelta determina semplicemente il prezzo e la velocità.
Selezione della piattaforma SoC
Il SoC è il cervello del tablet. In termini di potenza, potresti preferire il chip più recente. D'altra parte, i chip più vecchi sono più stabili. Dai un'occhiata al Board Support Package (BSP), il software che permette al chip di comunicare con il tablet.
I chip di nuova generazione spesso presentano bug nel software. Pertanto, utilizzare un chip più vecchio, come uno Snapdragon 680, a volte è preferibile. Una domanda utile da porsi è: da quanto tempo questo chip è in produzione? Fino ad allora, si potrebbero verificare numerosi arresti anomali del software.
Integrazione del sistema display e touch
Scegli tra LCD e OLED. L'OLED ha una qualità migliore, quindi costa di più. Poi valuta la tecnologia touch in-cell. Lo strato touch è integrato nel vetro dello schermo. Questa potrebbe essere una domanda utile da porre al tuo ingegnere: qual è il livello di interferenze elettromagnetiche (EMI) di questo schermo? Lo schermo genera rumore elettrico, che può interferire con il sensore touch. Aggiungi una schermatura per risolvere questo problema.
Configurazione di memoria e archiviazione
Devi scegliere la RAM. La LPDDR4X è comune, mentre la LPDDR5 è più veloce. Poi scegli la memoria di archiviazione ed evita la memoria eMMC per i tablet veloci. Usa la memoria UFS, in modo che le app si aprano più rapidamente. Spesso questo fa un'enorme differenza nella fluidità del tablet. Dopo alcune settimane di utilizzo, un tablet con eMMC sembrerà lento. Per la maggior parte degli utenti, è consigliabile avere almeno 128 GB di spazio di archiviazione.
Progettazione di PCB e PCBA per tablet di consumo
Il PCB è la scheda verde all'interno.
Progettazione PCB multistrato
Avrete bisogno di un Scheda PCB multistrato con 8 o 10 strati. Come il tipo utilizzato negli smartphone. Gli ingegneri disegnano le tracce. In questo modo l'elettricità può muoversi velocemente. Quindi adattano la lunghezza dei fili. In termini di velocità, la RAM ha bisogno che i fili abbiano esattamente la stessa lunghezza.
Non c'è modo di sapere se sono corretti a meno che non si controllino i file di progetto. Evitate i negozi di PCB economici. Il modo migliore per farlo è rivolgersi a un negozio che utilizza l'impedenza controllata. I fili hanno la stessa resistenza elettrica.
Gestione termica nelle strutture a tablet sottili
Innanzitutto, i tablet si surriscaldano. Quindi è necessario dissipare il calore utilizzando dei fogli di grafite, come quelli che si presentano sotto forma di adesivi neri. Applicateli sulla CPU e sul retro della scocca. Questo spesso contribuisce a distribuire il calore in modo più uniforme.
In generale, è meglio evitare che il calore si concentri in un unico punto. In termini di comfort dell'utente, nessuno desidera un tablet che si surriscaldi. Le custodie in alluminio dissipano il calore meglio di quelle in plastica. Pertanto, i tablet con custodia in metallo possono funzionare più velocemente e più a lungo.
Ingegneria della progettazione meccanica e industriale
Si progetta l'esterno in modo che sia robusto.
Progettazione strutturale e selezione dei materiali
Scegli tra metallo lavorato a CNC o plastica. In termini di peso, la plastica è più leggera. Quindi devi trovare un equilibrio e riuscire ad aggiungere un telaio metallico all'interno di un involucro di plastica, in modo che il tablet non si pieghi. Questa può essere una domanda utile: qual è lo spessore della parete in alluminio? Evita pareti più sottili di 0.6 mm.
Protezione strutturale contro le cadute
I tablet cadono a terra, quindi è necessario proteggere lo schermo. Rinforzate gli angoli perché sono i primi a toccare il pavimento, e di conseguenza lo schermo si rompe. Utilizzate un piccolo anello di plastica attorno al vetro. In questo modo il metallo non toccherà direttamente il vetro. Dopo alcune cadute, verificate se la protezione ha funzionato. Il modo migliore per farlo è eseguire un test di caduta da 1 metro su tutti i lati.
Gestione dell'energia e ingegneria delle batterie
La batteria è la parte più pericolosa.
Progettazione della batteria: la trappola da 4.45 V
Scegli una batteria ad alta densità energetica, come ad esempio le celle da 4.45 V. Queste celle immagazzinano più energia in dimensioni ridotte. Tuttavia, i produttori potrebbero sostituirle con celle da 4.35 V, il che significa che la batteria si scaricherà più velocemente.
Qual è la durata del ciclo di vita di questa specifica cella? Evitate le batterie che durano solo 300 cicli. Dovete richiederne 800. In questo modo, i vostri clienti saranno soddisfatti.
Strategia di ottimizzazione energetica
Android consuma molta energia. Quindi è necessario ottimizzare il software. Procurati un buon BMS. Poi controlla la corrente in standby. Non c'è modo di sapere perché la batteria si scarica durante la notte se non si misura la corrente.
Utilizza un software per spegnere la CPU quando lo schermo è spento. Infine, assicurati di controllare la velocità di ricarica. La ricarica rapida è utile, ma surriscalda la batteria.
Connettività e integrazione delle periferiche
Innanzitutto, un tablet ha bisogno di Wi-Fi e Bluetooth. Per potersi connettere al mondo.
Comunicazione Wireless
Installa il Wi-Fi 6 sui nuovi tablet. In termini di velocità, è molto più veloce. L'antenna ha bisogno di un percorso libero. Evita di posizionare l'antenna dietro una spessa lastra di metallo. Quindi, è necessaria una finestra di plastica nella custodia. Questo spesso aiuta a far passare il segnale. Successivamente, verifica i valori TRP e TIS. Questi valori indicano l'efficacia con cui l'antenna trasmette e riceve dati.
Ecosistema periferico
Hai bisogno di un modo per collegare una tastiera tramite Bluetooth. In alternativa, i connettori Pogo sono migliori, perché più affidabili. Poi aggiungi uno stilo. Assicurati che lo stilo abbia un punto di adesione sul tablet. Il modo migliore per farlo è usare dei magneti. Usa magneti potenti in modo che la penna non cada.
Personalizzazione e certificazione del sistema operativo Android
Ottieni il software e fallo approvare da Google.
Personalizzazione del sistema Android
Cambia le icone e lo sfondo, in modo che assomigli al tuo marchio. Rimuovi le app non necessarie: il tablet avrà più memoria libera. Evita di modificare eccessivamente il codice di sistema, per ridurre il numero di bug. A questo proposito, potrebbe essere utile chiedersi: come inviamo gli aggiornamenti ai nostri utenti? Installa un server OTA.
Certificazione GMS
GMS sta per Google Mobile Services. Ciò significa che gli utenti possono utilizzare il Play Store. È necessario superare i test CTS e VTS, ovvero Compatibility Test Suite. Google non consentirà la vendita del tablet in caso di esito negativo. Successivamente, è necessario incaricare un laboratorio di effettuare i test. Questa procedura richiede spesso dalle 4 alle 6 settimane. Fino ad allora, non è possibile spedire il prodotto. Google è molto rigorosa in materia di sicurezza.
Tablet per consumatori Processo di prototipazione e validazione
Costruisci alcune unità per i test e poi producine migliaia.
Fasi di sviluppo di EVT/DVT/PVT
Segui questi passi.
- EVT: Innanzitutto, verifica se la scheda funziona.
- TVP: Quindi, verifica se il progetto è robusto.
- PVT: Infine, assicurati di verificare se la fabbrica è in grado di realizzarlo rapidamente.
Questo è un metodo utile per individuare gli errori. In termini di tempo, ogni fase richiede circa un mese. Dovreste essere in grado di correggere i bug nella fase di TVP.
Test di affidabilità
Innanzitutto, metti il tablet in una stanza calda e verifica se si blocca. Poi mettilo in una macchina vibrante. I componenti potrebbero staccarsi se la saldatura è difettosa. Quindi usa un robot per toccare lo schermo 100,000 volte. Dopo qualche giorno, verifica se il sensore touch funziona correttamente. Non c'è modo di sapere se un tablet è resistente se non provi a romperlo.
Produzione di massa e controllo di qualità
La fabbrica avvia i macchinari. Quindi i tablet destinati al consumo vengono prodotti in serie.
Processo SMT e PCBA
SMT significa Surface Mount Technology (Tecnologia a Montaggio Superficiale). Un robot posiziona i chip sulla scheda. È necessario verificare la resa, che deve essere pari o superiore al 98%. Se è del 90%, non è un risultato eccezionale.
In generale, è meglio evitare di rilavorare i circuiti stampati. Qual è la resa al primo tentativo? Il modo migliore per scoprirlo è utilizzare apparecchi a raggi X per esaminare la saldatura.
Processo di assemblaggio finale
Gli operai inseriscono lo schermo e la batteria nella custodia. Poi incollano il vetro. Vengono portati in una camera bianca, priva di polvere, come quelle utilizzate per la produzione di strumenti medicali. Dopo alcuni minuti, la colla si asciuga. Infine, si assicurano di testare ogni singolo tablet destinato al consumatore, in modo da non avere schermi difettosi nella confezione. Viene eseguito un test software finale per verificare la connessione Wi-Fi e l'audio.
Principali sfide ingegneristiche e relative soluzioni
Innanzitutto, analizziamo i problemi che potresti incontrare. Poi esamineremo le possibili soluzioni.
| Sfida ingegneristica | Perché è un problema | Il modo migliore per risolvere questo problema |
| Il tablet si surriscalda troppo | Rallenta la CPU. | Utilizza grafite più spessa e metallo. |
| Il segnale Wi-Fi è debole | La custodia metallica lo blocca. | Aggiungi una finestrella di plastica per l'antenna. |
| La batteria si gonfia | È pericoloso e compromette la custodia. | Utilizzare batterie da 4.45 V di alta qualità. |
| Lo schermo non è nitido | Bassa risoluzione o vetro di scarsa qualità. | Utilizza la risoluzione FHD e la tecnologia touch In-cell. |
| Il tablet sembra lento | Archiviazione economica o RAM di scarsa qualità. | Utilizzare memoria UFS e LPDDR4X. |
| Il Google Play Store non funziona | Il software non è certificato. | Supera in anticipo i test Google CTS. |
Conclusione
Realizzare un tablet per il mercato consumer è difficile. In termini di qualità, non ci si può fidare del campione di riferimento. Bisogna controllare le celle della batteria e la resa del PCB. Spesso questo può salvarvi da un disastro. Scegliete il SoC giusto. Poi progettate un case robusto. Infine, assicuratevi di ottenere la certificazione Google.
I migliori marchi sono quelli che controllano le cose che nessun altro vede. Ora hai le conoscenze per creare qualcosa di eccezionale. Assicurati solo di seguire questi passaggi. Potrai poi utilizzare questa guida per il tuo prossimo progetto.
