การออกแบบและการผลิตเครื่อง POS อัจฉริยะ: กรณีศึกษาทางเทคนิคโดย Wonderful PCB

บทสรุปผู้บริหาร

Wonderful PCB เราได้ร่วมงานกับบริษัทด้านการชำระเงินเพื่อสร้างเครื่อง POS อัจฉริยะแบบพกพารุ่นใหม่ เครื่อง POS อัจฉริยะรุ่นเก่ามีปัญหาใหญ่ 3 ประการ คือ แบตเตอรี่หมดเร็วเกินไป ระบบรักษาความปลอดภัยอ่อนแอ และหน้าจออ่านยากเมื่อใช้งานกลางแจ้ง เครื่อง POS อัจฉริยะรุ่นใหม่ของเราแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้ทั้งหมด แบตเตอรี่ใช้งานได้นานถึง 18 ชั่วโมงโดยไม่ต้องชาร์จ เครื่องผ่านการทดสอบด้านความปลอดภัยอย่างเข้มงวด และสามารถทนต่อน้ำและฝุ่นได้ บริษัทขายเครื่องได้ 50,000 เครื่องภายใน 8 เดือน

การวิจัยตลาดและการระบุปัญหา

ใครเป็นผู้ใช้เครื่องนี้

เครื่อง POS อัจฉริยะนี้เหมาะสำหรับคนสามกลุ่ม กลุ่มแรกคือผู้ขายอาหารกลางแจ้ง เพราะพวกเขาทำงานวันละ 12 ชั่วโมง กลุ่มที่สองคือพนักงานเก็บเงินในร้านค้า เพราะพวกเขาประมวลผลการชำระเงินมากกว่า 200 รายการต่อวัน และกลุ่มที่สามคือช่างซ่อมบำรุงนอกสถานที่ พวกเขาต้องการเครื่องที่ทนทานและใช้งานกลางแจ้งได้

เครื่องจักรเก่ามีปัญหาอะไรบ้าง

ผู้ใช้บ่นเรื่องแบตเตอรี่หมดบ่อยแค่ไหน? ผลการวิจัยพบว่า ผู้ขายสินค้าผ่านมือถือ 67 ใน 100 คน ระบุว่าแบตเตอรี่เครื่องหมดระหว่างเวลาทำงาน เครื่อง POS อัจฉริยะรุ่นเก่าใช้พลังงานแบตเตอรี่เร็วมาก สาเหตุมาจากระบบระบายความร้อนที่ไม่ดีและการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตอย่างต่อเนื่อง ผู้ขายหลายรายต้องชาร์จเครื่องระหว่างทำงาน ซึ่งทำให้ธุรกิจหยุดชะงักและทำให้พวกเขาเสียรายได้

เครื่อง POS อัจฉริยะรุ่นเก่ามีขนาดใหญ่และหนักเกินไป พนักงานเก็บเงินที่ถือเครื่องเหล่านี้จะเมื่อยมือ มือจะเจ็บหลังจากทำงาน 4-6 ชั่วโมง เครื่อง POS อัจฉริยะส่วนใหญ่มีน้ำหนักระหว่าง 320 ถึง 380 กรัม ผู้ขายเคลื่อนที่ที่ต้องถือเครื่องทั้งวันจะรู้สึกเมื่อยล้ากับน้ำหนักนี้มาก

หน้าจอคอมพิวเตอร์อ่านยากเมื่ออยู่กลางแจ้ง หน้าจอทั่วไปมีความสว่าง 300 ถึง 400 นิต ซึ่งไม่เพียงพอเมื่อแสงแดดส่องตรงมาที่หน้าจอ ผู้ขายต้องหาที่ร่มหรือใช้มือบังหน้าจอ ทำให้การชำระเงินช้าลง พนักงานเสิร์ฟในร้านอาหารที่ทำงานทั้งในและนอกร้านเสียเวลาเพราะอ่านหน้าจอยาก

ข้อกังวลด้านความปลอดภัยที่พบบ่อยมีอะไรบ้าง? เครื่อง POS อัจฉริยะจำนวนมากถูกแฮ็ก ลูกค้านับล้านสูญเสียเงินเพราะเหตุนี้ เครื่องรุ่นเก่าไม่สามารถปกป้องข้อมูลบัตรได้ดี พวกมันใช้วิธีการรักษาความปลอดภัยแบบเก่าที่ไม่สอดคล้องกับกฎระเบียบในปัจจุบัน ธุรกิจขนาดเล็กประสบปัญหามากกว่าเพราะการตรวจสอบความปลอดภัยมีค่าใช้จ่ายสูงเกินไป

เครื่องนี้แตกต่างอย่างไร

เราได้พิจารณาเครื่อง POS อัจฉริยะอื่นๆ ในตลาดแล้ว เครื่องราคาแพงจากแบรนด์ใหญ่ๆ มีระบบรักษาความปลอดภัยที่ดี แต่ราคาสูงถึง 400-600 ดอลลาร์ต่อเครื่อง ซึ่งผู้ขายรายย่อยไม่สามารถซื้อได้ เครื่องราคาถูกมีราคา 150-200 ดอลลาร์ แต่เครื่องราคาถูกเหล่านี้มีคุณภาพไม่ดี เครื่องพิมพ์คุณภาพต่ำและแบตเตอรี่มีขนาดเล็ก ไม่มีเครื่องใดในกลุ่มราคาระดับกลางที่มีทั้งระบบรักษาความปลอดภัยที่ดีและฟังก์ชันการใช้งานที่ดี นี่คือช่องว่างที่เราได้เติมเต็ม

การออกแบบอุตสาหกรรมและประสบการณ์ผู้ใช้

แนวคิดการออกแบบของเรา

Wonderful PCB เราใช้หลักการออกแบบที่เรียบง่ายแต่ใช้งานได้จริง (Functional Minimalism) ในการออกแบบนี้ ซึ่งหมายความว่าเราคงไว้เฉพาะคุณสมบัติที่สำคัญเท่านั้น เราตัดสิ่งที่ไม่จำเป็นออกไป สิ่งนี้ช่วยให้พนักงานเก็บเงินทำงานได้เร็วขึ้นในช่วงเวลาที่ลูกค้าเยอะ พวกเขาจะไม่สับสน เส้นสายที่สะอาดตาและตำแหน่งปุ่มที่ใช้งานง่ายช่วยให้ผู้ใช้ใช้งานเครื่องได้โดยไม่ต้องฝึกฝน

รูปร่างและขนาด

ทีมของเราได้ศึกษาพนักงานร้านค้า 45 คนในสถานที่ต่างๆ เราต้องการทราบว่าขนาดไหนที่จับถนัดมือ เราพบว่าความกว้างของเครื่องควรอยู่ที่ 78 มม. ขนาดนี้เหมาะกับทั้งมือใหญ่และมือเล็ก เครื่องจะโค้งงอ 15 องศาที่ด้านข้างทั้งสองด้าน ซึ่งช่วยกระจายน้ำหนักอย่างสม่ำเสมอในฝ่ามือ

เหตุใดมุมมองของหน้าจอจึงมีความสำคัญ? หน้าจอจะเอียง 7 องศาเมื่อคุณถือในท่าปกติ มุมนี้ช่วยลดแสงสะท้อนได้ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ แสงสะท้อนหมายถึงแสงที่สะท้อนทำให้มองเห็นหน้าจอได้ยาก ผู้ใช้ไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนวิธีการถือเครื่อง การทดสอบแสดงให้เห็นว่าพนักงานเก็บเงินทำงานได้เร็วขึ้น 12 เปอร์เซ็นต์เมื่อใช้มุมหน้าจอแบบนี้

ที่จับทำจากซิลิโคนเกรดทางการแพทย์ วัสดุนี้มีร่องเล็กๆ ที่ช่วยเพิ่มแรงเสียดทาน แรงเสียดทานทำให้ไม่ลื่นไถล พื้นผิวใช้งานได้ดีแม้ในขณะที่มือเปียกเหงื่อ เราทดสอบโดยการทำเครื่องตกหลายครั้ง ที่จับช่วยป้องกันไม่ให้เครื่องหลุดมือ

ทุกอย่างทำงานร่วมกันอย่างไร

เครื่องพิมพ์ เครื่องอ่านบัตร และช่องเสียบบัตรทั้งหมดอยู่ด้านหน้า ทำให้พนักงานเก็บเงินสามารถทำรายการชำระเงินได้โดยไม่ต้องเคลื่อนย้ายเครื่อง เครื่องพิมพ์ขนาด 58 มม. อยู่ด้านล่างหน้าจอ ทำให้การใช้งานราบรื่น ลูกค้าเห็นรายละเอียดการชำระเงิน แตะบัตร และได้รับใบเสร็จ พนักงานเก็บเงินไม่ต้องเปลี่ยนท่าทางมือ

เครื่องสแกนคิวอาร์โค้ดถูกติดตั้งไว้ที่ส่วนบนของตัวเครื่อง โดยใช้กล้องความละเอียด 5 ล้านพิกเซลพร้อมระบบโฟกัสอัตโนมัติ ตำแหน่งนี้ช่วยให้ผู้ใช้สามารถสแกนโค้ดได้โดยไม่บดบังหน้าจอ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าผู้คนสามารถสแกนโค้ดได้ภายในเวลาไม่ถึง 1.2 วินาที ซึ่งเร็วเท่ากับเครื่องสแกนบาร์โค้ดทั่วไป

วิศวกรรมฮาร์ดแวร์และข้อกำหนดทางเทคนิค

ชิปคอมพิวเตอร์หลัก

โปรเซสเซอร์ตัวไหนดีที่สุด? Wonderful PCB เลือกใช้ชิป Qualcomm QCS6490 ชิปนี้เปรียบเสมือนสมองของเครื่อง มีแปดคอร์ทำงานที่ความเร็ว 2.7 GHz ลองนึกภาพคอร์เป็นเหมือนโปรเซสเซอร์ขนาดเล็กที่ทำงานร่วมกัน ชิปนี้มีส่วนรักษาความปลอดภัยพิเศษที่จัดการการป้องกันการชำระเงินแยกต่างหากจากฟังก์ชันอื่นๆ

ชิปนี้ใช้พลังงานน้อยกว่าชิปรุ่นเก่าถึง 35 เปอร์เซ็นต์ แต่ยังคงทำงานได้เร็วกว่า การทดสอบแสดงให้เห็นว่าการชำระเงินเสร็จสมบูรณ์ภายใน 0.8 วินาที ซึ่งหมายความว่าตั้งแต่การแตะบัตรจนถึงการอนุมัติการชำระเงินเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ลูกค้าไม่ต้องรอนานในช่วงเวลาที่มีผู้ใช้บริการจำนวนมาก

คุณลักษณะด้านความปลอดภัย

เครื่องนี้มีระบบรักษาความปลอดภัยระดับธนาคาร มีการป้องกันหลายชั้น ชั้นแรกคือมีตาข่ายพิเศษล้อมรอบวงจรการชำระเงิน หากมีใครพยายามเปิดฝาครอบเครื่อง ตาข่ายจะตรวจจับได้ จากนั้นเครื่องจะทำลายกุญแจรักษาความปลอดภัยทั้งหมดภายใน 50 มิลลิวินาที ซึ่งเร็วมาก

การปฏิบัติตามมาตรฐาน PCI-PTS กำหนดให้ต้องมีอะไรบ้าง? PCI-PTS 6.x เป็นมาตรฐานความปลอดภัยที่เข้มงวด ระดับ 1 รับประกันว่าเครื่องอ่านชิปการ์ดสื่อสารกับการ์ดได้อย่างถูกต้อง แรงดันไฟฟ้าต้องเป็น 5V อย่างแม่นยำ โดยมีค่าเบี่ยงเบนได้ไม่เกิน 5 เปอร์เซ็นต์ ความถี่ต้องเป็น 4.915 MHz เครื่องผ่านการทดสอบกับ Visa, Mastercard, American Express และ Discover แล้ว

ระบบ EMV Level 2 ตรวจสอบว่าซอฟต์แวร์ประมวลผลการชำระเงินอย่างถูกต้องหรือไม่ เครื่องนี้ใช้งานได้กับระบบแตะจ่ายหลักๆ ทุกระบบ รวมถึง Visa payWave, Mastercard Contactless และ China UnionPay QuickPass การประมวลผลการชำระเงินเป็นไปตามขั้นตอนที่เข้มงวด เริ่มจากการตรวจสอบความถูกต้องของบัตร จากนั้นตรวจสอบข้อมูลผู้ถือบัตร จากนั้นอนุมัติการชำระเงิน และสุดท้ายสร้างรหัส

ตำแหน่งติดตั้งเสาอากาศแบบแตะเพื่อชำระเงินทำได้ยาก ชิ้นส่วนโลหะภายในเครื่องทำให้เกิดการรบกวน การรบกวนหมายถึงสัญญาณถูกปิดกั้นหรือปะปนกัน Wonderful PCB แก้ไขปัญหานี้โดยการวางเสาอากาศไว้ในช่องว่าง 3 มิลลิเมตร ช่องว่างนี้อยู่ระหว่างหน้าจอและฝาครอบเครื่องพิมพ์ เสาอากาศสามารถอ่านการ์ดได้จากระยะห่างไม่เกิน 35 มิลลิเมตร ชิ้นส่วนโลหะไม่ก่อให้เกิดปัญหา

สภาพแวดล้อมการทำงานที่เชื่อถือได้ (Trusted Execution Environment หรือ TEE) ทำงานแยกต่างหากจาก Android 12 ข้อมูลการชำระเงินจะอยู่ในพื้นที่ที่ปลอดภัย ระบบปฏิบัติการหลักไม่สามารถเข้าถึงพื้นที่นี้ได้ แม้ว่าไวรัสจะโจมตีระบบ Android ข้อมูลการชำระเงินก็ยังคงปลอดภัยใน TEE

ระบบควบคุมความร้อน

เหตุใดเครื่อง POS อัจฉริยะจึงร้อนขึ้นในช่วงเวลาที่มีลูกค้าจำนวนมาก? การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ต การใช้งานหน้าจอ และการพิมพ์อย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดความร้อน เครื่องพิมพ์ทั่วไปจะมีอุณหภูมิสูงถึง 42-45 องศาเซลเซียสหลังจากใช้งานหนักเป็นเวลาสองชั่วโมง ความร้อนนี้จะทำลายแบตเตอรี่และทำให้ถือเครื่องไม่ถนัดมือ

Wonderful PCB ได้สร้างระบบระบายความร้อนที่มีชิ้นส่วนหลายชิ้น โดยชิ้นส่วนหลักที่ใช้กระจายความร้อนคือแผ่นระบายความร้อนกราฟีน ซึ่งช่วยกระจายความร้อนไปทั่วโครงโลหะด้านใน วัสดุนี้สามารถนำความร้อนได้ดีกว่าแผ่นทองแดงถึง 40 เปอร์เซ็นต์ แผ่นระบายความร้อนนี้เชื่อมต่อชิปประมวลผล วงจรไฟฟ้า และแบตเตอรี่เข้ากับแผ่นระบายความร้อนส่วนกลาง

ช่องระบายอากาศที่แผงด้านข้างช่วยระบายความร้อนออกไป อากาศจะไหลเข้ามาผ่านช่องกรองอากาศ ช่องเหล่านี้ดักจับฝุ่นละอองแต่ระบายความร้อนออกไป เครื่องยังคงกันน้ำได้ การทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิพื้นผิวคงที่ต่ำกว่า 38 องศาเซลเซียส หลังจากใช้งานต่อเนื่องสี่ชั่วโมงในอุณหภูมิห้อง 35 องศาเซลเซียส

หัวพิมพ์เป็นส่วนที่ร้อนที่สุด โดยมีอุณหภูมิสูงถึง 65 องศาเซลเซียสขณะพิมพ์ มีแผ่นกั้นความร้อนพิเศษแยกหัวพิมพ์ออกจากแบตเตอรี่ แผ่นกั้นนี้ช่วยป้องกันความร้อนไม่ให้ไปถึงแบตเตอรี่ ความร้อนทำให้แบตเตอรี่เสื่อมสภาพเร็วขึ้น แผ่นกั้นนี้จึงช่วยปกป้องแบตเตอรี่

คุณสมบัติการเชื่อมต่อ

เครื่องนี้มีอินเทอร์เน็ต 4G LTE และสามารถใช้ 3G ในพื้นที่ที่มีสัญญาณอ่อนได้ โมเด็มเซลลูลาร์ทำงานบนย่านความถี่ที่แตกต่างกัน 12 ย่าน ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้งานได้ในหลายประเทศ เราได้ทดสอบใน 15 ประเทศ และสามารถเชื่อมต่อได้อย่างสำเร็จทั้งในเมืองและหมู่บ้าน

Wi-Fi 6 ให้การเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตที่รวดเร็วในร้านค้า มาตรฐาน Wi-Fi ใหม่นี้จัดการกับเครือข่ายที่มีผู้ใช้งานจำนวนมากได้ดีขึ้น ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญเมื่อมีเครื่องหลายเครื่องทำงานพร้อมกัน ระบบจะสลับระหว่างคลื่นความถี่ 2.4 GHz และ 5 GHz โดยจะเลือกคลื่นความถี่ที่มีสัญญาณดีกว่า

ระบบบลูทูธ 5.2 เชื่อมต่อกับเครื่องพิมพ์ใบเสร็จ ลิ้นชักเก็บเงิน และเครื่องสแกนบาร์โค้ด การเชื่อมต่อใช้งานได้ไกลถึง 15 เมตร ทำให้ร้านค้ามีความยืดหยุ่นในการเลือกตำแหน่งวางอุปกรณ์

ตัวเลือกหน้าจอและเครื่องพิมพ์

คุณจะเลือกจอภาพที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานกลางแจ้งได้อย่างไร? หน้าจอจำเป็นต้องมีคุณสมบัติพิเศษ Wonderful PCB เลือกใช้จอ IPS LCD ขนาด 5.5 นิ้ว ความสว่าง 600 นิต ซึ่งความสว่างระดับนี้ใช้งานได้ดีแม้ในแสงแดดจัด แบตเตอรี่ยังใช้งานได้นาน หน้าจอใช้กระจก Gorilla Glass 3 ซึ่งทนทานต่อรอยขีดข่วน และมีสารเคลือบป้องกันรอยนิ้วมือ

เครื่องพิมพ์นี้พิมพ์ได้เร็ว 80 มิลลิเมตรต่อวินาที หัวพิมพ์มี 576 จุด ทำให้ได้ข้อความและบาร์โค้ดที่คมชัด บาร์โค้ดสามารถสแกนได้นานหลายเดือน เครื่องพิมพ์นี้ใช้งานได้กับม้วนกระดาษที่มีความกว้างสูงสุด 58 มิลลิเมตร ซึ่งมีพื้นที่เพียงพอสำหรับใบเสร็จรับเงิน โฆษณา และคิวอาร์โค้ด

แบตเตอรี่เป็นลิเธียมโพลิเมอร์ขนาด 5000mAh ใช้งานได้นาน 18 ชั่วโมงในสภาวะการใช้งานปกติ ซึ่งเพียงพอสำหรับการใช้งานตลอดทั้งวันทำงานโดยไม่ต้องชาร์จ แบตเตอรี่มีระบบป้องกันการชาร์จไฟเกินและการคายประจุจนหมด รวมถึงป้องกันความร้อนสูงเกินไป การชาร์จถึง 80 เปอร์เซ็นต์ใช้เวลา 90 นาที เรามีที่ชาร์จเร็ว 18W แถมให้ด้วย

ความท้าทายและแนวทางแก้ไขทางวิศวกรรม

ปัญหาเกี่ยวกับแบตเตอรี่

ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในการออกแบบแบตเตอรี่คืออะไร? การออกแบบนี้ต้องการแบตเตอรี่ขนาด 5000mAh ในเคสที่มีความหนาเพียง 18 มม. เท่านั้น เซลล์แบตเตอรี่ทั่วไปที่มีกำลังไฟเท่านี้จะมีความหนา 22 ถึง 25 มม. เราไม่สามารถทำให้เคสหนาขึ้นได้ เพราะเคสที่หนาจะทำให้เครื่องหนัก เครื่องหนักจะทำให้เมื่อยมือระหว่างการทำงานเป็นเวลานาน

ทีมงานของเราได้ร่วมมือกับบริษัทผลิตแบตเตอรี่เพื่อสร้างแบตเตอรี่แบบพิเศษ แบตเตอรี่มีความหนาแตกต่างกันในแต่ละส่วน โดยมีความหนา 16 มิลลิเมตรในบริเวณที่มือจับ และขยายความหนาเป็น 20 มิลลิเมตรในส่วนล่างที่วางเครื่องพิมพ์ การออกแบบนี้ช่วยให้เครื่องมีขนาดกะทัดรัดในบริเวณที่ผู้ใช้จับถือ และแบตเตอรี่ยังคงมีกำลังไฟเพียงพอ

การออกแบบแผงวงจรพิมพ์แบบกำหนดเองช่วยแก้ปัญหานี้ได้ เครื่อง POS อัจฉริยะทั่วไปใช้แผงวงจรขนาดใหญ่แผ่นเดียว ซึ่งกินพื้นที่ส่วนใหญ่ภายในเครื่อง Wonderful PCB ออกแบบแผงวงจรแยกกันสามแผง แผงหนึ่งมีหน่วยประมวลผลหลัก อีกแผงหนึ่งจัดการด้านพลังงาน และแผงที่สามมีชิ้นส่วนไร้สาย การออกแบบสามชิ้นนี้ทำให้เกิดช่องว่างเล็กๆ ซึ่งชิ้นส่วนแบตเตอรี่จะพอดีกับช่องว่างเหล่านี้ได้ดีกว่า

วัสดุระบายความร้อนชนิดพิเศษช่วยปกป้องแบตเตอรี่จากความเสียหาย บริเวณแบตเตอรี่ใช้วัสดุเปลี่ยนสถานะ วัสดุนี้จะดูดซับความร้อนส่วนเกินในระหว่างการชาร์จ และจะค่อยๆ ปล่อยความร้อนออกมาในระหว่างที่ไม่ได้ใช้งาน การควบคุมนี้ทำให้แบตเตอรี่มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น 30 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ที่ไม่มีระบบควบคุมความร้อน

ปัญหาเกี่ยวกับเสาอากาศที่เกิดจากชิ้นส่วนโลหะ

ความท้าทายสำคัญประการที่สองคือประสิทธิภาพการทำงานแบบไร้สายเมื่อมีโลหะหุ้ม กฎความปลอดภัย PCI-PTS กำหนดให้ต้องมีโลหะหุ้มรอบวงจรการชำระเงิน โลหะนี้ช่วยป้องกันไม่ให้ผู้คนขโมยข้อมูลผ่านสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้า แต่โลหะก็สร้างปรากฏการณ์กรงฟาราเดย์ ปรากฏการณ์นี้จะปิดกั้นสัญญาณไร้สายและทำให้เสาอากาศทำงานได้ไม่ดี

Wonderful PCB แก้ไขปัญหานี้ได้ด้วยการจัดวางเสาอากาศอย่างชาญฉลาดและการเลือกใช้วัสดุ เสาอากาศแบบแตะเพื่อจ่ายใช้แผงวงจรแบบยืดหยุ่นได้ โดยติดตั้งอยู่ในกรอบพลาสติก กรอบนี้แยกชิ้นส่วนออกจากชิ้นส่วนโลหะด้วยระยะห่าง 4 มิลลิเมตร ช่องว่างนี้ช่วยให้สนามแม่เหล็กไฟฟ้าก่อตัวได้โดยไม่ถูกปิดกั้น ขดลวดเสาอากาศใช้รูปแบบแฟรกทัล ซึ่งรูปแบบนี้ช่วยเพิ่มพื้นที่ใช้งานที่มีประสิทธิภาพได้ถึง 25 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับขดลวดสี่เหลี่ยมผืนผ้าทั่วไป

เสาอากาศเซลลูลาร์และ Wi-Fi ติดตั้งอยู่ที่มุมบนและล่าง ตำแหน่งเหล่านี้อยู่ห่างจากแผ่นโลหะป้องกันมากที่สุด ฝาปิดพลาสติกใช้ส่วนผสมโพลีคาร์บอเนตพิเศษ พลาสติกชนิดนี้ไม่ปิดกั้นสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้ามากนัก การทดสอบสัญญาณแสดงให้เห็นว่าเครื่องยังคงรับสัญญาณได้แรงแม้ในพื้นที่ที่มีสัญญาณอ่อน ความแรงของสัญญาณเป็นไปตามข้อกำหนดของผู้ให้บริการ

การผลิตและการควบคุมคุณภาพ

การสร้างแบบจำลองทดสอบ

เราสร้างแบบจำลองทดสอบในสี่ขั้นตอน ขั้นแรกใช้การพิมพ์ 3 มิติเพื่อทดสอบแนวคิดการออกแบบ แบบจำลองเหล่านี้ช่วยให้เราทดสอบว่าเครื่องมีลักษณะอย่างไรเมื่ออยู่ในมือ เราทดสอบตำแหน่งปุ่มกับผู้ใช้จริงก่อนที่จะลงทุนซื้อเครื่องมือ

รุ่นที่สองใช้ตัวเรือนอะลูมิเนียมที่ขึ้นรูปด้วยเครื่อง CNC โดยมีชิ้นส่วนที่ใช้งานได้อยู่ภายใน ขั้นตอนนี้ทำให้เราพบปัญหาที่เกิดขึ้นระหว่างเสาอากาศแบบแตะเพื่อจ่ายกับตัวเรือนโลหะ เราพบว่าตำแหน่งของเสาอากาศเดิมทำให้เกิดจุดบอดขนาด 15 มม. บัตรไม่สามารถอ่านได้ในบริเวณนี้

รุ่นที่สามแก้ไขปัญหาเหล่านี้ด้วยการจัดวางชิ้นส่วนที่ดีขึ้น เราได้เพิ่มคุณสมบัติความทนทาน ตัวอย่างเหล่านี้ผ่านการทดสอบการตกกระแทกและการทดสอบวัฏจักรความร้อนครั้งแรก เราพบจุดอ่อนในโครงสร้าง

รุ่นที่สี่ตรงตามข้อกำหนดการผลิตขั้นสุดท้าย เรียกว่าหน่วยทดสอบการตรวจสอบทางวิศวกรรม (Engineering Validation Test units) เครื่องเหล่านี้ผ่านการทดสอบอย่างครบถ้วนแล้ว เราได้ทำการทดสอบการตกจากที่สูง 1.5 เมตร การทดสอบการแตะหน้าจอสัมผัส 1 ล้านครั้ง และการทดสอบเครื่องพิมพ์ที่ระยะทาง 100 กิโลเมตร

ทำให้กระบวนการผลิตง่ายขึ้น

คุณจะลดเวลาในการประกอบได้อย่างไร? Wonderful PCB บริษัทได้ใช้กลยุทธ์หลายอย่างที่ช่วยลดต้นทุนการผลิตลง 22 เปอร์เซ็นต์ การออกแบบแบบโมดูลาร์ช่วยให้เครื่องพิมพ์ แบตเตอรี่ และหน้าจอทำงานแยกกันได้ คุณสามารถเปลี่ยนแต่ละส่วนได้อย่างอิสระ การออกแบบนี้ช่วยลดต้นทุนการซ่อมแซม ช่างเทคนิคสามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนที่เสียได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนเครื่องทั้งหมด

เราลดจำนวนสกรูจาก 18 ตัว เหลือ 8 ตัว ทำให้เวลาในการประกอบลดลง 35 เปอร์เซ็นต์ ตัวเคสใช้ข้อต่อแบบสแนปฟิตพร้อมซี่โครงเสริมแรง ซึ่งช่วยรักษาความแข็งแรงในขณะที่ทำให้การประกอบง่ายขึ้น ข้อต่อแบบสแนปฟิตแต่ละอันสามารถทนแรงดึงได้ 25 นิวตัน ซึ่งเกินกว่าข้อกำหนดสำหรับการใช้งานปกติ

เราเปลี่ยนจากสายไฟแบบหลวมๆ มาใช้แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นได้ แผงวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่นได้เรียกว่า FPC การเปลี่ยนแปลงนี้ช่วยขจัดข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นบ่อยๆ ก่อนหน้านี้ ช่างเทคนิคบางครั้งอาจหนีบหรือต่อสายไฟผิดขณะปิดเคส ตัวเชื่อมต่อ FPC ใช้การออกแบบที่ไม่ต้องใช้แรงกดในการเสียบ ทำให้ป้องกันความเสียหายระหว่างการประกอบและการถอดชิ้นส่วนได้

สายการผลิตผลิตสินค้าได้ 240 ชิ้นต่อกะทำงาน 8 ชั่วโมง เจ้าหน้าที่ตรวจสอบคุณภาพจะตรวจสอบที่ห้าจุด ได้แก่ ตรวจสอบการจัดวางชิ้นส่วน ทดสอบการทำงาน ตรวจสอบการปิดฝา ตรวจสอบการประกอบขั้นสุดท้าย และยืนยันบรรจุภัณฑ์

การทดสอบความน่าเชื่อถือ

Wonderful PCB ทดสอบเครื่องจักรอย่างเข้มงวดกว่าที่กฎระเบียบของอุตสาหกรรมกำหนด การทดสอบเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องจักรสามารถทนทานต่อสภาพการใช้งานจริงในร้านค้าได้

การทดสอบการตก การทดสอบเกี่ยวข้องกับการปล่อยเครื่องจักรจากความสูง 1.5 เมตรลงบนพื้นคอนกรีต การทดสอบต้องมีการกระแทกที่ทั้งหกด้านและสี่มุม เครื่องจักรต้องทนต่อการตกทั้งหมด 18 ครั้ง ชิ้นส่วนภายในต้องไม่เสียหาย หน้าจอต้องไม่แตก หน่วยการผลิตผ่านการทดสอบโดยไม่มีความล้มเหลวเลยในเครื่องทดสอบ 50 เครื่อง

การทดสอบวงจรชีวิต ใช้แขนหุ่นยนต์ในการทดสอบหน้าจอสัมผัสและปุ่มกด หน้าจอสัมผัสทนทานต่อการแตะ 1.2 ล้านครั้งด้วยแรงกด 5 นิวตัน ส่วนปุ่มกดจริงทนทานต่อการกด 500,000 ครั้ง การทดสอบนี้แสดงให้เห็นว่าเครื่องสามารถใช้งานหนักทุกวันได้นานถึงสามปีโดยไม่เสียหาย

การทดสอบเครื่องพิมพ์ วัดระยะทางของกระดาษก่อนที่หัวพิมพ์จะเริ่มเสื่อมสภาพ เครื่องพิมพ์สามารถพิมพ์ใบเสร็จได้ 75 กิโลเมตรก่อนที่จะเริ่มแสดงคุณภาพลดลง ซึ่งเทียบเท่ากับการพิมพ์ใบเสร็จปกติประมาณ 300,000 ใบ หรือประมาณสองปีในร้านค้าที่มีปริมาณการพิมพ์สูง

การทดสอบไฟฟ้าสถิต ตรวจสอบแล้วว่าเครื่องสามารถรับมือกับการปล่อยประจุไฟฟ้าสถิตได้ เครื่องผ่านการทดสอบการสัมผัสที่แรงดันบวกหรือลบ 8kV และผ่านการทดสอบการปล่อยประจุในอากาศที่แรงดันบวกหรือลบ 15kV ระบบไม่หยุดทำงานหรือรีสตาร์ท การป้องกันนี้มีความสำคัญในสภาพอากาศแห้งเมื่อไฟฟ้าสถิตสะสมบนตัวผู้ใช้

การทดสอบการกลิ้ง ได้นำเครื่องจักรไปวางไว้ในถังหมุนที่มีพื้นผิวเป็นคอนกรีต เพื่อจำลองการถูกโยนและกลิ้งหลายครั้ง เครื่องจักรสามารถทนต่อการหมุนได้ถึง 400 รอบ ซึ่งเทียบเท่ากับการถูกโยนลงมาจากเคาน์เตอร์และกลิ้งหลายครั้งต่อวันเป็นเวลาหลายเดือน

การทดสอบสภาพอากาศ ทดสอบเครื่องจักรในอุณหภูมิตั้งแต่ -10 ถึง 55 องศาเซลเซียส และระดับความชื้นตั้งแต่ 10 ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ เครื่องจักรทำงานได้เต็มประสิทธิภาพตลอดช่วงอุณหภูมิดังกล่าว การทดสอบแบตเตอรี่แสดงให้เห็นว่าไม่มีการบวมหรือสูญเสียความจุหลังจากผ่านวงจรความร้อน 100 รอบ การทดสอบการเกิดฝ้าบนหน้าจอตรวจสอบว่าหน้าจอยังคงคมชัดเมื่อเปลี่ยนจากอุณหภูมิสูงเป็นต่ำ

ผลกระทบของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ตลาดตอบสนองอย่างไร

บริษัทดังกล่าวขายเครื่องได้ 50,000 เครื่องภายในแปดเดือน โดยขายให้กับธุรกิจสามประเภท ร้านค้าปลีกกล่าวว่ากระบวนการชำระเงินเร็วขึ้น 23 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับระบบเดิม ซึ่งหมายความว่าลูกค้าสามารถชำระเงินได้มากขึ้นในช่วงเวลาที่มีลูกค้าเยอะ

ข้อมูลจากหกเดือนแรกแสดงให้เห็นอัตราความล้มเหลวเพียง 0.3 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นหนึ่งในอัตราที่ต่ำที่สุดในอุตสาหกรรม การออกแบบแบบแยกส่วนช่วยให้แก้ไขปัญหาได้อย่างรวดเร็ว ช่างเทคนิคสามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ชำรุดได้โดยไม่ต้องส่งเครื่องจักรทั้งหมดกลับไป ทำให้ลดเวลาหยุดทำงานจากหลายวันเหลือเพียงไม่กี่ชั่วโมง

ผู้ใช้มีความคิดเห็นอย่างไรเกี่ยวกับหลักการออกแบบตามหลักสรีรศาสตร์? พนักงานเก็บเงินบอกว่ามือไม่เมื่อยล้า เครื่องมีน้ำหนักเพียง 295 กรัม ผู้คนสามารถใช้งานได้ทั้งวันอย่างสะดวกสบาย ผู้ขายอาหารเคลื่อนที่ทำงานครบ 12 ชั่วโมงโดยไม่ต้องชาร์จแบตเตอรี่ แบตเตอรี่ใช้งานได้นานจึงไม่เสียเงินเพราะแบตเตอรี่หมด

เครื่องจักรดังกล่าวได้รับรางวัลเหรียญทองแดงจากการประกวดออกแบบยอดเยี่ยมระดับนานาชาติ รางวัลนี้เป็นการยกย่องวิธีการที่เราสามารถผสานคุณสมบัติที่ซับซ้อนเข้ากับการออกแบบที่เรียบง่ายได้

ผลลัพธ์ทางธุรกิจ

บริษัทประหยัดต้นทุนการเป็นเจ้าของโดยรวมได้ถึง 34 เปอร์เซ็นต์ อัตราความเสียหายที่ต่ำลงหมายถึงการเรียกร้องการรับประกันที่น้อยลง การออกแบบแบบโมดูลาร์ช่วยลดจำนวนชิ้นส่วนอะไหล่ที่ต้องจัดเก็บ

ร้านค้าต่างๆ สามารถเปิดใช้งานเครื่องได้ภายใน 25 นาทีหลังจากเปิดกล่อง ซึ่งรวมถึงการชาร์จและการตั้งค่าเครือข่าย อินเทอร์เฟซที่ใช้งานง่ายช่วยลดต้นทุนการฝึกอบรมลง 40 เปอร์เซ็นต์

ความน่าเชื่อถือในการประมวลผลการชำระเงินอยู่ที่ 99.7 เปอร์เซ็นต์ในทุกเครื่อง

โครงการในอนาคต

การออกแบบแบบโมดูลาร์รองรับการอัปเกรดในอนาคต บริษัทวางแผนที่จะเพิ่มเครื่องอ่านลายนิ้วมือ ซึ่งจะช่วยให้ลูกค้าสามารถชำระเงินด้วยลายนิ้วมือได้ ร้านค้าสามารถเพิ่มฟังก์ชันนี้ได้โดยไม่ต้องซื้อเครื่องใหม่

บริษัทกำลังพัฒนา AI สำหรับจัดการสินค้าคงคลัง กล้องจะสามารถระบุผลิตภัณฑ์ได้โดยไม่ต้องสแกนบาร์โค้ด ซึ่งจะเป็นประโยชน์อย่างมากสำหรับตลาดกลางแจ้งและตลาดเกษตรกรที่สินค้าไม่มีบรรจุภัณฑ์

การอัปเดตซอฟต์แวร์เกิดขึ้นผ่านระบบไร้สาย ซึ่งจะเพิ่มคุณสมบัติใหม่โดยไม่ต้องเปลี่ยนแปลงฮาร์ดแวร์ การอัปเดตล่าสุดได้เพิ่มการรองรับ Apple Pay, Google Pay และการชำระเงินด้วยสกุลเงินดิจิทัล ความยืดหยุ่นนี้ช่วยให้เครื่องทันสมัยอยู่เสมอตามการเปลี่ยนแปลงของเทคโนโลยีการชำระเงิน

สรุป

Wonderful PCB สร้างเครื่อง POS อัจฉริยะที่ผสมผสานคุณสมบัติขั้นสูงเข้ากับการใช้งานง่าย โครงการนี้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบและการผลิตทำงานร่วมกันเพื่อสร้างผลิตภัณฑ์ที่ดีกว่า เครื่องนี้มีระบบรักษาความปลอดภัยระดับธนาคารผ่านการรับรอง PCI-PTS 6.x ราคาอยู่ในระดับที่ผู้ขายรายย่อยสามารถซื้อได้ การออกแบบช่วยลดความเมื่อยล้าของมือในระหว่างการทำงานเป็นเวลานาน การทดสอบอย่างเข้มงวดทำให้มั่นใจได้ว่าเครื่องทำงานได้ดีในสภาพแวดล้อมร้านค้าที่ยากลำบาก การออกแบบแบบโมดูลาร์ช่วยให้สามารถอัปเกรดในอนาคตได้ กรณีศึกษาชิ้นนี้แสดงให้เห็นถึงคุณค่าของการผสมผสานทักษะการออกแบบ ความรู้ด้านวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ และประสิทธิภาพการผลิตเพื่อแก้ปัญหาในตลาดจริง

เกี่ยวกับเรา Wonderful PCB: Wonderful PCB เราให้บริการออกแบบและผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อัจฉริยะแบบครบวงจร เราให้บริการด้านการออกแบบอุตสาหกรรม วิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ การผลิตแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และการผลิตจำนวนมาก เราร่วมงานกับบริษัทต่างๆ ทั่วโลกเพื่อเปลี่ยนไอเดียให้กลายเป็นผลิตภัณฑ์จริง