Wiele marek patrzy na prototyp i myśli, że praca jest skończona. To nieprawda. W produkcji tabletów prototyp w fabryce to często złoty wzór. Najpierw trzeba zrozumieć, że ten wzór jest wytwarzany ręcznie. Wykorzystuje najlepsze części. Dlatego działa bardzo dobrze. Następnie należy rozpocząć produkcję masową. Jak zawsze, fabryka może próbować oszczędzać, wymieniając części. Dlatego trzeba znać inżynierię. Jak utrzymać tę samą jakość przez 10 000 sztuk?
Krajobraz rynku tabletów konsumenckich
Rynek tabletów konsumenckich rośnie w wielu obszarach. Ludzie używają ich w szkołach, inteligentnych domach i do oglądania filmów. Chcesz stworzyć własny projekt lub skorzystać z gotowego produktu, który już powstał w fabryce. Generalnie unikaj wybierania produktu z katalogu. Z biznesowego punktu widzenia lepiej jest go spersonalizować. Dlatego zadbaj o produkt, który będzie odpowiadał Twoim użytkownikom.
Wiele nowych marek wybiera produkcję OEM lub ODM. Oznacza to po prostu, że ktoś inny produkuje tablet. Powinieneś mieć możliwość kontrolowania używanych przez nich części. To może być przydatne pytanie do fabryki: Kim są główni dostawcy części? Czy wiesz? Wiele fabryk wymienia wysokiej jakości części na tańsze po podpisaniu umowy. Do tego czasu wszystko wygląda idealnie. Dlatego od tamtej pory doświadczeni kupujący sprawdzają każdą partię.
Pozycjonowanie produktu tabletu konsumenckiego i segmentacja rynku
Najpierw musisz zdecydować, kto będzie korzystał z tabletu, aby wybrać sprzęt.
Tablet konsumencki klasy podstawowej
Zazwyczaj mają 8-calowy ekran. Użyj plastikowej obudowy, aby zaoszczędzić. Dzięki temu tablet jest lekki. Producent zasugeruje tani układ SoC, taki, który ma tylko 4 rdzenie. Następnie sprawdź, czy Wi-Fi jest wystarczająco szybkie. To często prowadzi do kiepskiego doświadczenia użytkownika, jeśli zdecydujesz się na zbyt niską cenę. Wybierz baterię zoptymalizowaną pod kątem kosztów. Upewnij się tylko, że nie nagrzewa się zbyt mocno w plastikowej obudowie.
Tablet z Androidem średniej klasy
Często mają one przekątną 10 lub 11 cali. Większość osób używa ich do szkoły lub pracy. Jeśli chodzi o konstrukcję, generalnie należy unikać plastiku. Użyj metalu, aby zapewnić lepszy komfort. Do pisania używaj rysika. Najlepiej używać aktywnego rysika. Pasywne rysiki są jak palce. Nie są zbyt dobre. Ekran 1080p zapewnia wyraźny tekst.
Tablet konsumencki klasy premium
Mają ekrany 2K i szybkie procesory. Po pierwsze, użyj aluminiowej obudowy. Dzięki temu tablet pozostanie cienki. Jeśli chodzi o dźwięk, będziesz potrzebować dużych głośników. Zapewni to głośny i wyraźny dźwięk. Na koniec sprawdź częstotliwość odświeżania ekranu. Ekran 120 Hz jest znacznie płynniejszy. Ekran odświeża się 120 razy na sekundę.
Tablet konsumencki Projekt architektury systemu
Wybierasz części, które sprawiają, że tablet działa. To często decyduje o cenie i szybkości.
Wybór platformy SoC
Układ SoC to mózg tabletu. Jeśli chodzi o moc, warto rozważyć najnowszy układ. Z drugiej strony, starsze układy są bardziej stabilne. Warto zapoznać się z pakietem wsparcia płyty (BSP). Oprogramowanie, które umożliwia komunikację układu z tabletem.
Nowe układy często mają błędy w oprogramowaniu. Dlatego czasami lepiej jest używać starszego układu, takiego jak Snapdragon 680. To może być przydatne pytanie: jak długo ten układ jest produkowany? Do tego czasu oprogramowanie może się często zawieszać.
Integracja systemu wyświetlacza i dotyku
Wybierz między LCD a OLED. OLED wygląda lepiej, ale jest droższy. Następnie rozważ In-cell Touch. Warstwa dotykowa znajduje się wewnątrz szkła ekranu. To może być przydatne pytanie dla inżyniera: Jaki jest poziom EMI tego ekranu? Ekran generuje szum elektryczny. Może to więc zakłócić działanie czujnika dotyku. Dodaj ekranowanie, aby to naprawić.
Konfiguracja pamięci i pamięci masowej
Musisz wybrać pamięć RAM. LPDDR4X jest powszechne. LPDDR5 jest szybsze. Następnie wybierz pamięć masową i unikaj pamięci eMMC w przypadku szybkich tabletów. Używaj pamięci UFS. Dzięki temu aplikacje otwierają się szybko. To często ma ogromny wpływ na komfort użytkowania tabletu. Po kilku tygodniach użytkowania tablet z pamięcią eMMC będzie wydawał się powolny. Dla większości użytkowników warto postawić na co najmniej 128 GB pamięci masowej.
Inżynieria PCB i PCBA dla tabletów konsumenckich
Płytka PCB to zielona płytka w środku.
Projektowanie PCB wielowarstwowych
Musisz wielowarstwowa płytka PCB Z 8 lub 10 warstwami. Takimi jak te stosowane w smartfonach. Inżynierowie rysują ścieżki. Dzięki temu prąd może płynąć szybko. Następnie dopasowują długość przewodów. Jeśli chodzi o prędkość, pamięć RAM wymaga, aby przewody miały dokładnie taką samą długość.
Nie sposób się upewnić, czy mają rację, dopóki nie sprawdzi się plików projektowych. Unikaj tanich sklepów z PCB. Najlepszym sposobem jest skorzystanie z usług sklepu, który zajmuje się kontrolą impedancji. Przewody mają taką samą rezystancję elektryczną.
Zarządzanie ciepłem w smukłych konstrukcjach tabletów
Po pierwsze, tablety się nagrzewają. Dlatego trzeba odprowadzić ciepło, używając grafitowych arkuszy. Na przykład takich, które wyglądają jak czarne naklejki. Przyklej je do procesora i z tyłu obudowy. To często pomaga w rozprowadzaniu ciepła.
Generalnie unikaj gromadzenia się ciepła w jednym miejscu. Jeśli chodzi o komfort użytkowania, nikt nie chce mieć gorącego tabletu. Aluminiowe obudowy lepiej rozprowadzają ciepło niż plastikowe. Dzięki temu metalowe tablety mogą działać szybciej i dłużej.
Inżynieria projektowania mechanicznego i przemysłowego
Projektujesz zewnętrzną część, aby mieć pewność, że będzie wytrzymała.
Projektowanie konstrukcyjne i dobór materiałów
Wybierz między metalem CNC a plastikiem. Plastik jest lżejszy. Musisz więc znaleźć równowagę i umieścić metalową ramę w plastikowej obudowie. Dzięki temu tablet się nie wygnie. To może być przydatne pytanie: Jaka jest grubość ścianki aluminium? Unikaj ścianek cieńszych niż 0.6 mm.
Ochrona przed upadkiem konstrukcji
Tablety spadają na podłogę. Dlatego musisz chronić ekran. Wzmocnij rogi, ponieważ to one najpierw uderzają o podłogę. Wtedy ekran pęka. Użyj małego plastikowego pierścienia wokół szkła. Metal nie dotyka bezpośrednio szkła. Po kilku upadkach sprawdź, czy Twój projekt działa. Najlepszym sposobem jest wykonanie testu upadku z wysokości 1 metra ze wszystkich stron.
Zarządzanie energią i inżynieria akumulatorów
Akumulator jest najbardziej niebezpieczną częścią.
Konstrukcja akumulatora: pułapka 4.45 V
Wybierz baterię o dużej gęstości energii. Na przykład ogniwa 4.45 V. Te ogniwa mają większą moc przy niewielkich rozmiarach. Z drugiej strony, fabryki mogą je wymieniać na ogniwa 4.35 V. Oznacza to, że bateria szybciej się wyczerpie.
Jaka jest żywotność tego konkretnego ogniwa? Unikaj baterii, które wytrzymują tylko 300 cykli. Musisz poprosić o 800 cykli. Dzięki temu Twoi klienci będą zadowoleni.
Strategia optymalizacji mocy
Android zużywa dużo energii. Musisz więc dostroić oprogramowanie. Zdobądź dobry BMS. Następnie sprawdź prąd w trybie czuwania. Nie ma sposobu, aby dowiedzieć się, dlaczego bateria rozładowuje się w ciągu nocy, bez pomiaru prądu.
Użyj oprogramowania do wyłączania procesora po wyłączeniu ekranu. Na koniec sprawdź prędkość ładowania. Szybkie ładowanie jest dobre, ale powoduje nagrzewanie się baterii.
Łączność i integracja urządzeń peryferyjnych
Po pierwsze, tablet potrzebuje Wi-Fi i Bluetooth, aby móc łączyć się ze światem.
Komunikacja bezprzewodowa
Zaopatrz się w Wi-Fi 6 dla nowych tabletów. Pod względem prędkości jest znacznie szybszy. Antena musi mieć zapewnioną wolną drogę. Unikaj umieszczania anteny za grubym metalem. Dlatego w obudowie powinno być plastikowe okienko. Często ułatwia to wydostawanie się sygnału. Następnie sprawdź TRP i TIS. Oznacza to, jak dobrze antena wysyła i odbiera dane.
Ekosystem peryferyjny
Potrzebujesz sposobu na podłączenie klawiatury przez Bluetooth. Z drugiej strony, piny Pogo są lepsze. Piny są bardziej niezawodne. Następnie dodaj rysik. Upewnij się tylko, że rysik ma miejsce, aby przykleić się do tabletu. Najlepszym sposobem jest użycie magnesów. Zaopatrz się w silne magnesy, aby rysik nie spadał.
Dostosowywanie i certyfikacja systemu operacyjnego Android
Pobierz oprogramowanie i uzyskaj jego akceptację od Google.
Personalizacja systemu Android
Zmień ikony i tło. Tak, aby pasowało do Twojej marki. Usuń niepotrzebne aplikacje. Tablet będzie miał więcej wolnej pamięci. Unikaj zbyt dużej modyfikacji kodu systemowego. Dzięki temu będziesz miał mniej błędów. To może być przydatne pytanie: Jak wysyłać aktualizacje naszym użytkownikom? Załóż serwer OTA.
Certyfikacja GMS
GMS oznacza Google Mobile Services. Dzięki temu użytkownicy mogą korzystać ze Sklepu Play. Przechodzą testy CTS i VTS. Oznacza to pakiet testów zgodności. Google nie zezwoli na sprzedaż tabletu, jeśli nie przejdzie on testów. Następnie należy zlecić testowanie laboratorium. Zazwyczaj zajmuje to od 4 do 6 tygodni. Do tego czasu nie można wysłać produktu. Google bardzo rygorystycznie podchodzi do kwestii bezpieczeństwa.
Tablet konsumencki Proces prototypowania i walidacji
Zbuduj kilka jednostek do testów, a potem tysiące.
Etapy rozwoju EVT / DVT / PVT
Wykonaj następujące kroki.
- EVT: Najpierw sprawdź czy płytka działa.
- DVT: Następnie sprawdź, czy konstrukcja jest wytrzymała.
- PVT: Na koniec sprawdź, czy fabryka jest w stanie szybko wybudować produkt.
To pomocny sposób na znalezienie błędów. Każdy etap zajmuje około miesiąca. Powinieneś być w stanie naprawić błędy na etapie DVT.
Testowanie niezawodności
Najpierw umieść tablet w gorącym pomieszczeniu i sprawdź, czy się rozbije. Następnie umieść go w maszynie wibracyjnej. Części mogą odpaść, jeśli lut jest uszkodzony. Następnie użyj robota, aby stuknął ekran 100 000 razy. Po kilku dniach, jeśli czujnik dotykowy jest sprawny, sprawdź. Nie ma sposobu, aby sprawdzić, czy tablet jest wytrzymały, chyba że spróbujesz go rozbić.
Produkcja masowa i kontrola jakości
Fabryka uruchamia maszyny. Tablety konsumenckie są produkowane na linii produkcyjnej.
Proces SMT i PCBA
SMT to technologia montażu powierzchniowego. Robot umieszcza układy scalone na płytce. Należy sprawdzić wydajność, np. 98% lub wyższą. 90% to niezbyt dobrze.
Generalnie należy unikać przeróbek płytek. Jaka jest wydajność pierwszego przejścia? Najlepszym sposobem jest użycie urządzeń rentgenowskich, aby zobaczyć lut.
Proces końcowego montażu
Pracownicy umieszczają ekran i baterię w obudowie. Następnie przyklejają szkło. Udaj się do czystego pomieszczenia, pozbawionego kurzu. Na przykład takiego, jakiego używa się do produkcji narzędzi medycznych. Po kilku minutach klej wysycha. Na koniec upewnij się, że przetestowałeś każdy tablet konsumencki. Upewnij się, że w pudełku nie ma żadnych martwych ekranów. Przeprowadź ostateczny test oprogramowania pod kątem Wi-Fi i dźwięku.
Kluczowe wyzwania i rozwiązania inżynieryjne
Najpierw przyjrzyjmy się problemom, z którymi możesz się spotkać. Następnie omówimy rozwiązania.
| Wyzwanie inżynierskie | Dlaczego to jest problem | Najlepszy sposób na naprawienie tego |
| Tablet zbyt się nagrzewa | Spowalnia procesor. | Użyj grubszego grafitu i metalu. |
| Sygnał WiFi jest słaby | Blokuje ją metalowa obudowa. | Dodaj plastikowe okienko na antenę. |
| Bateria puchnie | To jest niebezpieczne i psuje sprawę. | Stosuj wysokiej jakości ogniwa 4.45 V. |
| Ekran nie jest wyraźny | Niska rozdzielczość lub słaba jakość szkła. | Użyj rozdzielczości FHD i technologii In-cell Touch. |
| Tablet wydaje się powolny | Tanie urządzenie pamięci masowej lub słaba pamięć RAM. | Użyj pamięci masowej UFS i LPDDR4X. |
| Sklep Google Play nie działa | Oprogramowanie nie posiada certyfikatu. | Zdaj testy Google CTS wcześniej. |
Wniosek
Zbudowanie tabletu konsumenckiego jest trudne. Jeśli chodzi o jakość, nie można ufać Golden Sample. Sprawdź ogniwa baterii i wydajność PCB. To często ratuje przed katastrofą. Wybierz odpowiedni SoC. Następnie zaprojektuj solidną obudowę. Na koniec upewnij się, że masz certyfikat Google.
Najlepsze marki to te, które sprawdzają rzeczy, których nikt inny nie widzi. Teraz masz wiedzę, aby stworzyć coś wspaniałego. Wystarczy, że zastosujesz się do tych kroków. Możesz wtedy skorzystać z tego przewodnika przy swoim kolejnym projekcie.
