Muitas marcas olham para um protótipo e acham que o trabalho está concluído. Isso não é verdade. Na fabricação de tablets, o protótipo em uma fábrica geralmente é uma Amostra de Ouro. Primeiro, é preciso entender que essa amostra é feita à mão. Ela utiliza as melhores peças. Por isso, funciona muito bem. Depois, inicia-se a produção em massa. Como sempre, a fábrica pode tentar economizar trocando peças. É por isso que você precisa entender de engenharia. Como manter a mesma qualidade em 10,000 unidades?
Panorama do mercado de tablets para o consumidor
O mercado de tablets para o consumidor está crescendo em diversas áreas. As pessoas os utilizam na escola, em casas inteligentes e para assistir a filmes. Você tem interesse em criar seu próprio design ou utilizar um já existente de fábrica? Geralmente, evite escolher um produto de catálogo. Em termos de negócios, é melhor personalizar. Portanto, tenha um produto que atenda às necessidades dos seus usuários.
Muitas marcas novas optam pela fabricação OEM ou ODM. Isso significa que outra empresa fabrica o tablet. Você deve ter controle sobre as peças que eles utilizam. Uma pergunta útil a se fazer à fábrica é: Quem são os principais fornecedores de peças? Você sabe? Muitas fábricas trocam peças de alta qualidade por peças mais baratas depois da assinatura do contrato. Até então, tudo parece perfeito. Por isso, desde então, compradores experientes verificam cada lote.
Posicionamento e segmentação de mercado de tablets para o consumidor
Primeiro, você precisa decidir quem usará o tablet para escolher o hardware.
Tablet de consumo básico
Geralmente, esses tablets têm tela de 8 polegadas. Use plástico na carcaça para economizar dinheiro e torná-los mais leves. O fabricante sugerirá um SoC barato, como um com apenas 4 núcleos. Verifique se a velocidade do Wi-Fi é suficiente. Optar por uma conexão muito barata geralmente resulta em uma experiência ruim para o usuário. Escolha uma bateria com bom custo-benefício. Apenas certifique-se de que ela não superaqueça dentro da carcaça de plástico.
Tablet Android de gama média
Geralmente, esses monitores têm 10 ou 11 polegadas. A maioria das pessoas os usa para estudar ou trabalhar. Em termos de construção, é melhor evitar o plástico em geral. Use componentes de metal para uma sensação mais agradável ao toque. Para escrever, utilize uma caneta stylus. A melhor opção é usar uma caneta ativa. Canetas passivas são como os dedos: não são tão boas. A tela tem resolução 1080p, então o texto fica nítido.
Tablet de consumo de alta qualidade
Esses tablets possuem telas 2K e processadores rápidos. Primeiro, utilize uma carcaça de alumínio para que o tablet mantenha sua espessura fina. Em relação ao som, você precisará de caixas de som potentes para garantir um som alto e nítido. Por fim, certifique-se de verificar a taxa de atualização da tela. Uma tela de 120Hz proporciona uma experiência muito mais fluida, atualizando a imagem 120 vezes por segundo.
Tablet para consumidor Projeto de arquitetura de sistema
Você escolhe os componentes que fazem o tablet funcionar. Isso geralmente define o preço e a velocidade.
Seleção da plataforma SoC
O SoC é o cérebro do tablet. Em termos de desempenho, você pode preferir o chip mais recente. Por outro lado, chips mais antigos são mais estáveis. Consulte o Pacote de Suporte da Placa (BSP). O software permite que o chip se comunique com o tablet.
Chips novos costumam apresentar bugs no software. Portanto, usar um chip mais antigo, como o Snapdragon 680, às vezes é melhor. Uma pergunta útil a se fazer é: há quanto tempo esse chip está em produção? Até então, você pode enfrentar muitos travamentos de software.
Integração de sistemas de tela e toque
Escolha entre LCD e OLED. OLED tem melhor qualidade de imagem, por isso custa mais. Depois, considere a tecnologia In-cell touch. A camada de toque fica dentro do vidro da tela. Esta pode ser uma pergunta útil para o seu engenheiro: Qual é o nível de EMI (interferência eletromagnética) desta tela? A tela gera ruído elétrico, o que pode interferir no sensor de toque. Adicione blindagem para solucionar esse problema.
Configuração de memória e armazenamento
Você precisa escolher a memória RAM. LPDDR4X é comum. LPDDR5 é mais rápida. Depois, escolha o armazenamento e evite o armazenamento eMMC para tablets rápidos. Use armazenamento UFS. Assim, os aplicativos abrem rapidamente. Isso geralmente faz uma grande diferença na experiência com o tablet. Após algumas semanas de uso, um tablet com eMMC parecerá lento. Para a maioria dos usuários, recomenda-se pelo menos 128 GB de armazenamento.
Engenharia de PCB e PCBA para tablets de consumo
A placa de circuito impresso (PCB) é a placa verde que está dentro.
Design de PCB multicamadas
Você precisará de uma placa de circuito impresso multicamadas com 8 ou 10 camadas, como as usadas em smartphones. Os engenheiros desenham as trilhas para que a eletricidade possa fluir rapidamente e, em seguida, ajustam o comprimento dos fios. Para garantir a velocidade, a memória RAM precisa que os fios tenham exatamente o mesmo comprimento.
Não há como saber se estão corretos a menos que você verifique os arquivos de projeto. Evite lojas de PCBs baratas. A melhor maneira de fazer isso é usar uma loja que trabalhe com impedância controlada. Os fios têm a mesma resistência elétrica.
Gestão térmica em estruturas de comprimidos finos
Primeiro, os tablets esquentam. Então, você precisa dissipar o calor usando folhas de grafite, como aquelas que parecem adesivos pretos. Cole-as no processador e na parte traseira do tablet. Isso geralmente ajuda a dissipar o calor.
Em geral, evite deixar o calor se acumular em um só lugar. Em termos de conforto do usuário, ninguém quer um tablet quente. Carcaças de alumínio dissipam o calor melhor do que as de plástico. Portanto, tablets com revestimento de metal podem funcionar em velocidades mais altas por mais tempo.
Engenharia Mecânica e de Projeto Industrial
Você projeta a parte externa para garantir que ela seja resistente.
Projeto estrutural e seleção de materiais
Escolha entre metal usinado em CNC ou plástico. Em termos de peso, o plástico é mais leve. Portanto, você precisa encontrar um equilíbrio e ser capaz de adicionar uma estrutura metálica dentro de uma caixa de plástico, para que o tablet não dobre. Uma pergunta útil a se fazer é: qual a espessura da parede de alumínio? Evite paredes com menos de 0.6 mm de espessura.
Proteção estrutural contra quedas
Tablets caem no chão. Por isso, é preciso proteger a tela. Reforce os cantos, pois são eles que batem primeiro no chão e, consequentemente, a tela quebra. Use um pequeno anel de plástico ao redor do vidro. O metal não deve tocar o vidro diretamente. Após algumas quedas, verifique se a sua proteção funciona. A melhor maneira de fazer isso é realizar um teste de queda de 1 metro em todos os lados.
Gerenciamento de energia e engenharia de baterias
A bateria é a parte mais perigosa.
Projeto da bateria: a armadilha dos 4.45 V
Escolha uma bateria com alta densidade energética, como as de 4.45V. Essas células armazenam mais energia em um tamanho menor. Por outro lado, as fábricas podem substituí-las por células de 4.35V, o que significa que sua bateria terá uma vida útil mais curta.
Qual é o ciclo de vida dessa célula específica? Evite baterias que durem apenas 300 ciclos. Você precisa exigir 800 ciclos. Assim, seus clientes ficarão satisfeitos dali em diante.
Estratégia de Otimização de Energia
O Android consome muita energia. Portanto, você precisa otimizar o software. Consiga um bom BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria). Depois, verifique a corrente em modo de espera. Não há como saber por que a bateria descarrega durante a noite sem medir a corrente.
Use um software para desligar a CPU quando a tela estiver desligada. Por fim, certifique-se de verificar a velocidade de carregamento. O carregamento rápido é bom, mas aquece a bateria.
Conectividade e integração periférica
Primeiro, um tablet precisa de Wi-Fi e Bluetooth para se conectar ao mundo.
Comunicação sem fio
Adquira Wi-Fi 6 para seus novos tablets. Em termos de velocidade, é muito mais rápido. A antena precisa de um caminho livre. Evite colocá-la atrás de metal grosso. Portanto, é necessário ter uma janela de plástico na carcaça. Isso geralmente ajuda o sinal a se propagar melhor. Em seguida, teste o TRP e o TIS. Isso indica a eficiência com que a antena envia e recebe dados.
Ecossistema periférica
Você precisa de uma forma de conectar um teclado via Bluetooth. Por outro lado, os pinos de contato são melhores e mais confiáveis. Depois, adicione uma caneta stylus. Certifique-se de que a caneta tenha um local para fixá-la no tablet. A melhor maneira de fazer isso é usar ímãs. Use ímãs fortes para que a caneta não caia.
Personalização e certificação do sistema operacional Android
Obtenha o software e solicite a aprovação do Google.
Personalização do sistema Android
Altere os ícones e o plano de fundo para que fique com a cara da sua marca. Remova os aplicativos desnecessários para liberar mais memória no tablet. Evite alterar muito o código do sistema para reduzir erros. Uma pergunta útil é: como enviar atualizações aos usuários? A solução é implementar um servidor OTA.
Certificação GMS
GMS significa Google Mobile Services. Assim, os usuários podem usar a Play Store. É preciso passar nos testes CTS e VTS, que significa Compatibility Test Suite. O Google não permite a venda do tablet caso ele não seja aprovado. Em seguida, contrate um laboratório para realizar os testes. Isso geralmente leva de 4 a 6 semanas. Até lá, o produto não pode ser enviado. O Google é muito rigoroso com relação à segurança.
Tablet para consumidor Processo de prototipagem e validação
Produza algumas unidades para teste e depois milhares.
Estágios de desenvolvimento de EVT / DVT / PVT
Siga esses passos.
- EVT: Primeiro, verifique se a placa funciona.
- DVT: Em seguida, verifique se o projeto é robusto.
- PVT: Por fim, verifique se a fábrica consegue produzi-lo rapidamente.
Essa é uma maneira útil de encontrar erros. Em termos de tempo, cada etapa leva cerca de um mês. Você deve conseguir corrigir os erros na etapa de TVP (Trombose Venosa Profunda).
Teste de Confiabilidade
Primeiro, coloque o tablet em um ambiente quente e veja se ele trava. Depois, coloque-o em uma máquina vibratória. Se a solda estiver ruim, algumas peças podem se soltar. Em seguida, use um robô para tocar na tela 100,000 vezes. Após alguns dias, verifique se o sensor de toque está funcionando corretamente. Não há como saber se o tablet é durável a menos que você tente quebrá-lo.
Produção em massa e controle de qualidade
A fábrica liga as máquinas. Assim, os tablets para o consumidor são fabricados em uma linha de produção.
Processos SMT e PCBA
SMT significa Tecnologia de Montagem em Superfície. Um robô coloca os chips na placa. É preciso verificar o rendimento, que deve ser de 98% ou mais. Se for de 90%, não é muito bom.
Em geral, deve-se evitar retrabalhar placas. Qual é o seu rendimento na primeira passagem? A melhor maneira de fazer isso é usar máquinas de raio-X para visualizar a solda.
Processo de montagem final
Os funcionários colocam a tela e a bateria na carcaça. Em seguida, colam o vidro. O processo é levado para uma sala limpa, livre de poeira, como as utilizadas na fabricação de instrumentos médicos. Após alguns minutos, a cola seca. Por fim, todos os tablets são testados individualmente para garantir que não haja telas defeituosas nas caixas. Realiza-se também um teste final de software para verificar o Wi-Fi e o som.
Principais desafios e soluções de engenharia
Primeiro, vamos analisar os problemas que você pode enfrentar. Depois, veremos as soluções.
| Desafio de Engenharia | Por que isso é um problema? | Qual a melhor maneira de resolver isso? |
| O tablet está esquentando demais. | Isso torna o processador mais lento. | Use grafite e metal mais espessos. |
| O sinal de Wi-Fi está fraco. | A caixa de metal impede a passagem. | Adicione uma janela de plástico para a antena. |
| A bateria incha. | É perigoso e compromete o caso. | Utilize pilhas de 4.45V de alta qualidade. |
| A tela não está nítida. | Baixa resolução ou lente de má qualidade. | Utilize resolução FHD e tecnologia In-cell touch. |
| O tablet parece lento. | Armazenamento barato ou memória RAM de má qualidade. | Utilize armazenamento UFS e LPDDR4X. |
| A Google Play Store falha. | O software não é certificado. | Faça os testes CTS do Google antecipadamente. |
Conclusão
Criar um tablet para o consumidor é difícil. Em termos de qualidade, não se pode confiar apenas na amostra de referência. Verifique as células da bateria e o rendimento da placa de circuito impresso (PCB). Isso muitas vezes evita um desastre. Escolha o SoC certo. Em seguida, projete uma carcaça resistente. Por fim, certifique-se de obter a certificação do Google.
As melhores marcas são aquelas que verificam detalhes que ninguém mais percebe. Agora você tem o conhecimento necessário para construir algo incrível. Basta seguir estes passos. Você poderá usar este guia no seu próximo projeto.
