Многие производители, взглянув на прототип, думают, что работа завершена. Это не так. В производстве планшетов прототип на заводе часто является «золотым образцом». Во-первых, нужно понимать, что этот образец изготовлен вручную. В нем используются лучшие компоненты. Поэтому он работает очень хорошо. Затем начинается массовое производство. Как всегда, завод может попытаться сэкономить деньги, заменив детали. Вот почему необходимо разбираться в инженерных аспектах. Как сохранить качество на протяжении 10 000 единиц?
Обзор рынка потребительских планшетов
Рынок потребительских планшетов растет во многих областях. Люди используют их для учебы, для «умного дома» и для просмотра фильмов. Если вас интересует разработка собственного дизайна или использование готового продукта от производителя, как правило, следует избегать простого выбора товара из каталога. С точки зрения бизнеса, лучше заниматься кастомизацией. Поэтому создайте продукт, который подходит вашим пользователям.
Многие новые бренды выбирают OEM или ODM производство. Это просто означает, что планшет собирает кто-то другой. Вы должны иметь возможность контролировать используемые ими компоненты. Полезно задать заводу следующий вопрос: кто являются основными поставщиками комплектующих? Знаете ли вы? Многие заводы заменяют высококачественные комплектующие на более дешевые после подписания контракта. До этого момента все выглядит идеально. Поэтому с тех пор опытные закупщики проверяют каждую партию.
Позиционирование потребительских планшетов и сегментация рынка
Сначала нужно определиться, кто будет пользоваться планшетом, чтобы выбрать соответствующее оборудование.
Планшет начального уровня для потребителей
Обычно у них 8-дюймовый экран. Используйте пластик для корпуса, чтобы сэкономить деньги. Так планшет будет лёгким. Производитель предложит дешёвый процессор, например, с четырьмя ядрами. Затем проверьте, достаточно ли быстрый Wi-Fi. Слишком дешёвый вариант часто приводит к ухудшению пользовательского опыта. Приобретите экономичный аккумулятор. Просто убедитесь, что он не слишком сильно нагревается в пластиковом корпусе.
Планшет Android среднего ценового сегмента
Часто это 10 или 11-дюймовые экраны. Большинство людей используют их для учебы или работы. Что касается конструкции, то, как правило, следует избегать полностью пластиковых деталей. Используйте металл, чтобы было приятнее на ощупь. Затем используйте стилус для письма. Лучший способ — использовать активное перо. Пассивные перья — это как пальцы. Они не так хороши. Здесь экран с разрешением 1080p, поэтому текст четкий.
Планшет премиум-класса для потребителей
Эти планшеты оснащены экранами 2K и быстрыми чипами. Во-первых, используется алюминиевый корпус. Благодаря этому планшет остается тонким. Что касается звука, вам понадобятся большие колонки. Чтобы звук был громким и чистым. Наконец, обязательно проверьте частоту обновления экрана. Экран с частотой 120 Гц обеспечивает гораздо более плавную работу. Экран обновляется 120 раз в секунду.
Потребительский планшет Проектирование системной архитектуры
Вы выбираете компоненты, которые обеспечивают работу потребительского планшета. Зачастую это определяет только цену и скорость.
Выбор платформы SoC
SoC — это «мозг» планшета. С точки зрения энергопотребления, вам может понадобиться новейший чип. С другой стороны, старые чипы более стабильны. Обратите внимание на пакет поддержки платы (BSP). Это программное обеспечение, которое помогает чипу взаимодействовать с планшетом.
В новых чипах часто встречаются программные ошибки. Поэтому иногда лучше использовать более старый чип, например, Snapdragon 680. Полезно задать себе вопрос: как долго этот чип находится в производстве? До этого момента вы можете столкнуться со множеством сбоев в работе программного обеспечения.
Интеграция системы дисплея и сенсорного управления
Выберите между LCD и OLED. OLED выглядит лучше, поэтому стоит дороже. Затем обратите внимание на сенсорный экран In-cell. Сенсорный слой находится внутри стекла экрана. Вот полезный вопрос для вашего инженера: каков уровень электромагнитных помех этого экрана? Экран издает электрические помехи, которые могут нарушить работу сенсорного датчика. Добавьте экранирование, чтобы это исправить.
Конфигурация памяти и хранилища
Вам нужно выбрать оперативную память. LPDDR4X — распространенный вариант. LPDDR5 быстрее. Затем выберите хранилище и избегайте eMMC для быстрых планшетов. Используйте UFS. Тогда приложения будут открываться быстро. Зачастую это существенно влияет на ощущения от использования планшета. После нескольких недель использования планшет с eMMC будет казаться медленным. Для большинства пользователей рекомендуется иметь не менее 128 ГБ памяти.
Разработка печатных плат и сборок печатных плат для потребительских планшетов.
Печатная плата — это зелёная плата внутри.
Проектирование многослойных печатных плат
Вам понадобится многослойная печатная плата с 8 или 10 слоями. Например, как в смартфонах. Инженеры прокладывают дорожки. Это позволяет электричеству быстро перемещаться. Затем они подбирают длину проводов. С точки зрения скорости, оперативной памяти необходима проводка точно одинаковой длины.
Невозможно узнать, правильны ли они, если не проверить файлы проекта. Избегайте дешевых мастерских по изготовлению печатных плат. Лучший способ — обратиться в мастерскую, которая специализируется на контролируемом импедансе. Провода имеют одинаковое электрическое сопротивление.
Регулирование теплового режима в тонких планшетных конструкциях
Во-первых, планшеты сильно нагреваются. Поэтому необходимо отводить тепло, используя графитовые листы. Например, такие, которые выглядят как черные наклейки. Наклейте их на процессор и на заднюю панель корпуса. Это часто помогает равномерно распределить тепло.
В целом, следует избегать скопления тепла в одном месте. С точки зрения комфорта пользователя, никому не нужен горячий планшет. Алюминиевые корпуса рассеивают тепло лучше, чем пластиковые, поэтому металлические планшеты могут работать быстрее и дольше.
Проектирование в области машиностроения и промышленного дизайна
Вы проектируете внешний корпус таким образом, чтобы он был прочным.
Проектирование конструкций и выбор материалов
Выбирайте между металлом, обработанным на станке с ЧПУ, и пластиком. По весу пластик легче. Поэтому нужно найти баланс и предусмотреть возможность вставки металлического каркаса внутрь пластикового корпуса, чтобы планшет не гнулся. Полезный вопрос: какова толщина алюминиевой стенки? Избегайте стенок тоньше 0.6 мм.
Защита конструкции от падения
Планшеты падают на пол. Поэтому необходимо защитить экран. Укрепите углы, потому что углы первыми ударяются о пол, а затем экран разбивается. Используйте небольшое пластиковое кольцо вокруг стекла. Металл не должен непосредственно соприкасаться со стеклом. После нескольких падений проверьте, работает ли ваша конструкция. Лучший способ сделать это — провести тест на падение с высоты 1 метра со всех сторон.
Управление питанием и проектирование аккумуляторных батарей
Аккумулятор — самая опасная часть.
Конструкция батареи: Ловушка 4.45 В
Приобретите батарею с высокой плотностью энергии. Например, батарею типа 4.45 В. Такие элементы обладают большей мощностью при меньших размерах. С другой стороны, на заводах их могут заменить на элементы 4.35 В. Это означает, что ваша батарея выйдет из строя быстрее.
Каков срок службы этой конкретной ячейки? Избегайте батарей, рассчитанных всего на 300 циклов. Вам нужно запрашивать 800 циклов. Тогда ваши клиенты будут довольны.
Стратегия оптимизации энергопотребления
Android потребляет много энергии. Поэтому вам нужно настроить программное обеспечение. Приобретите хорошую систему управления батареей (BMS). Затем проверьте ток в режиме ожидания. Невозможно узнать, почему батарея разряжается за ночь, если не измерить ток.
Используйте программное обеспечение для отключения процессора при выключенном экране. Наконец, обязательно проверьте скорость зарядки. Быстрая зарядка — это хорошо, но она приводит к перегреву батареи.
Возможности подключения и интеграция периферийных устройств
Во-первых, планшету необходимы Wi-Fi и Bluetooth. Это позволит ему подключаться к внешним мирам.
Беспроводная связь
Для новых планшетов используйте Wi-Fi 6. По скорости он намного выше. Антенне необходимо свободное пространство. Избегайте размещения антенны за толстым металлическим предметом. Поэтому вам понадобится пластиковое окошко в корпусе. Часто это только улучшает распространение сигнала. Затем проверьте TRP и TIS. Это показывает, насколько хорошо антенна передает и принимает данные.
Периферийная экосистема
Вам понадобится способ подключения клавиатуры через Bluetooth. С другой стороны, лучше использовать контактные разъемы Pogo. Они надежнее. Затем добавьте стилус. Просто убедитесь, что у стилуса есть место для крепления на планшете. Лучший способ сделать это — использовать магниты. Приобретите сильные магниты, чтобы перо не отвалилось.
Настройка и сертификация ОС Android
Получите программное обеспечение и дайте ему одобрение от Google.
Настройка системы Android
Измените значки и фон. Сделайте так, чтобы это соответствовало вашему бренду. Удалите ненужные приложения. У планшета будет больше свободной памяти. Избегайте слишком больших изменений в системном коде. Так у вас будет меньше ошибок. Полезный вопрос: как отправлять обновления пользователям? Используйте OTA-сервер.
Сертификация GMS
GMS означает Google Mobile Services. Это значит, что пользователи могут пользоваться Play Store. Пройдите тесты CTS и VTS. Это означает Compatibility Test Suite (пакет тестов совместимости). Google не позволит вам продавать планшет, если вы не пройдете эти тесты. Затем наймите лабораторию для тестирования. Обычно это занимает всего 4-6 недель. До тех пор вы не можете отгружать продукт. Google очень строг в вопросах безопасности.
Потребительский планшет Процесс прототипирования и валидации
Сначала изготовьте несколько тестовых образцов, а затем — тысячи.
Этапы развития EVT / DVT / PVT
Следуй этим шагам.
- EVT: Сначала проверьте, работает ли плата.
- Тромбоз глубоких вен: Затем проверьте, насколько прочна конструкция.
- PVT: Наконец, обязательно проверьте, может ли завод изготовить это быстро.
Это полезный способ выявления ошибок. Что касается времени, каждый этап занимает около месяца. Вы сможете исправить ошибки уже на этапе DVT.
Тестирование надежности
Сначала поместите планшет в теплое помещение и проверьте, не зависнет ли он. Затем поместите его в вибромашину. Детали могут отвалиться, если пайка плохая. Затем используйте робота, чтобы он постучал по экрану 100 000 раз. Через несколько дней проверьте, работает ли сенсорный экран. Невозможно узнать, насколько прочен планшет, пока не попытаетесь его сломать.
Массовое производство и контроль качества
Завод запускает оборудование. Таким образом, потребительские планшеты собираются на конвейере.
Процесс поверхностного монтажа и изготовления печатных плат
SMT означает технологию поверхностного монтажа. Робот устанавливает микросхемы на плату. Необходимо проверить выход годных изделий, например, 98% или выше. Если он составляет 90%, это не очень хороший показатель.
В целом, следует избегать повторной обработки плат. Каков ваш выход годной продукции с первого раза? Лучший способ это определить — использовать рентгеновские аппараты для проверки качества припоя.
Процесс окончательной сборки
Рабочие устанавливают экран и батарею в корпус. Затем приклеивают стекло. Затем отправляются в чистое помещение без пыли, например, такое, какое используется для изготовления медицинских инструментов. Через несколько минут клей высыхает. Наконец, обязательно проверяют каждый планшет, чтобы в коробке не оказалось неисправных экранов. Проводят финальную проверку программного обеспечения для Wi-Fi и звука.
Ключевые инженерные задачи и решения
Для начала рассмотрим проблемы, с которыми вы можете столкнуться. Затем перейдем к способам их решения.
| Инженерная задача | Почему это проблема | Лучший способ это исправить |
| Планшет слишком сильно нагревается | Это замедляет работу процессора. | Используйте более толстый графит и металл. |
| Сигнал Wi-Fi слабый. | Металлический корпус блокирует его. | Добавьте пластиковое окошко для антенны. |
| Батарея раздувается | Это опасно и разрушает корпус. | Используйте высококачественные элементы питания на 4.45 В. |
| Экран нечёткий | Низкое разрешение или плохое качество оптики. | Используйте разрешение Full HD и сенсорный экран Incell. |
| Планшет работает медленно. | Дешевый накопитель или неисправная оперативная память. | Используйте хранилище UFS и память LPDDR4X. |
| Магазин Google Play не работает. | Программное обеспечение не сертифицировано. | Пройдите тесты Google CTS как можно раньше. |
Заключение
Создание потребительского планшета — сложная задача. В плане качества нельзя доверять «золотому образцу». Проверьте элементы батареи и выход годных печатных плат. Это часто спасает от катастрофы. Выберите правильный SoC. Затем разработайте прочный корпус. И наконец, обязательно получите сертификацию Google.
Лучшие бренды — это те, которые проверяют то, чего не видят другие. Теперь у вас есть знания, чтобы создать что-то великое. Просто следуйте этим шагам. Затем вы сможете использовать это руководство для своего следующего проекта.
