Кухня промдизайна #1: почти идеальная разработка корпуса модуля IRRIOT

Привет, это первая трансляция с кухни бюро промышленного дизайна «Формлаб». Мы занимаемся дизайном и разработкой корпусов для РЭА. Если вы подумали, что у нас на кухне нет ничего, кроме ноута и пары высохших фломастеров, то фатально ошиблись. Интриги, скандалы /сбежавшая манная каша/, нестандартные решения (один «корпус в корпусе» чего стоит), несколько эпопей «от рисунка на обрывке носового платка до готового корпуса за восемь недель», косяки и их исправления, неожиданные фейлы и внезапные находки, — их есть у нас в ассортименте, и всем этим мы без проблем поделимся (чтобы вы сразу всё делали правильно и не теряли времени).

Проходите, вставайте поближе к плите.

Правда, начнём не с фейлов — в первом репортаже с кухни речь пойдет об идеальной разработке, которая здорово сэкономила заказчику нервы и деньги.

IRRIOT («Иррайт», Irrigation IoT) – это устройство из семейства IoT, Internet of Things, беспроводная система автоматического полива (Wireless IoT Irrigation Automation). Её можно устанавливать на сельскохозяйственных полях, в теплицах, на спортплощадках, парках, — короче, везде, где требуется регулярный полив. Управляется через приложение, может включаться и выключаться автоматически и/или по команде пользователя.

Система состоит из удалённых модулей управления электромагнитными клапанами (ремоутов) и контроллера полива (базы). База (по расписанию или по команде) посылает сигнал на модули, электромагнитный клапан открывается — полив начинает работать. Ещё один сигнал — клапан закрывается.

В целом база может поддерживать до 32 ремоутов, но в этом проекте мы работаем не над ней, а только над модулями управления клапанами.

В качестве корпуса ремоута использовался готовый RND 455-00162.

Требования к материалу корпуса достаточно жёсткие: пластик, из которого он будет сделан, должен быть способен выдерживать перепады температуры и влажности, прямые солнечные лучи, брызги не только воды, но и минеральных и химических удобрений. Прозрачный пластик окна солнечной панели не должен мутнеть.

Но и этого мало: нужны и радиопрозрачность, и защита внутренних компонентов от образования конденсата, ведь модули будут устанавливаться и на открытом воздухе,а не только в теплицах. Защиту от конденсата можно обеспечить несколькими способами: это и покрытие печатных плат защитным составом, и установка клапанов вентиляции. Нам придётся решить, какой способ будет оптимальным не только с точки зрения конструктива, но и экономически.

Кроме корпуса, в составе устройства есть солнечная панель на 0,5 ватт, основная плата, модем стандарта LoRa, обеспечивающий связь на большие расстояния, интерфейсы для подключения цифровых и аналоговых сенсоров и аккумулятора.

Защита корпуса от пыли и влаги — IP66 (включая солнечную панель).

Система может функционировать полностью автономно, согласно заданным программам. Она работает с погодными данными, которые получает через Cloud+, информацией от сенсоров (влажности почвы, температуры воздуха и т.д.) и в нужный момент включает (или не включает) полив. Здесь также есть расходомер, который предупредит, например, об утечках воды.

Электромагнитный клапан, которым управляет ремоут, размещается отдельно.

На корпусе должны иметься отверстия для водоустойчивого коннектора CNLinko (нужен, чтобы подключать кабель к электромагнитному клапану) и цифрового или аналогового датчика, окно солнечной панели, окно под светодиод, а также сервисный люк, за которым прячутся сервисный разъём, АКБ, переключатели и пр. Устройство будут устанавливать практически где угодно, так что необходимо продумать крепления для установки на столбы, трубы и стены.

Типовой корпус не устраивал заказчика и неудобством, и жутким внешним видом. Вдобавок, пользователи воспринимали его как-то несерьёзно (а система полива всё-таки IoT).

Для нового корпуса будем использовать светлые тона, — устройство не должно нагреваться на солнце.

Посмотрим на тренды?

Сначала ручные наброски:

Переход к цифровым — нужно определить форму корпуса:

И вот — много чистовых эскизов:

Эскизы, прошедшие отбор:

Ну и выбор заказчика, в итоге:

На корпусе ремоута должно быть место для разъёма внешней антенны. Вот оно, есть.

Помучились вопросом, что делать с защитным стеклом солнечной батареи. Приклеивать? Но корпусу необходимо обеспечить герметичность. Может быть, здесь подойдёт ультразвуковая сварка?

В конце концов заложили в конструкцию возможность УЗ-сварки, но, если хочется, можно стекло и приклеить: есть возможность выбора.

Рендеры:

Лицевая часть — не лучшее место для размещения точки впрыска (это углубление на панели), но в производстве так проще и дешевле; экономические соображения победили эстетические. Это мы согласовали с заводом изготовителем задолго до старта производства.

Пора печатать макет.

Напечатали, проверили сборку. Внесли незначительные правки (чтобы удобнее было собирать корпус с электроникой) и “ушли” на прототип.

Прототип заказываем в Китае. Перед тем, как отправить нам готовое изделие, подрядчик делает фото:

Посылка приехала. Делаем анализ прототипа и фотографируем корпус уже сами:

Вслед за прототипом наступает очередь тестовой предсерийной партии:

После чего мы помогли разработчикам “Иррайта” подобрать подрядчика и запустить изготовление 200 комплектов литьём в силиконовые формы. Производство по технологии литья под давлением будет, но позже: окончание разработки пришлось как раз на сезон полива, пришлось торопиться.

Вы только что посмотрели на:

• изящный "уход" от готового корпуса. Далеко не всем производителям радиоэлектроники удается переплыть на другую сторону так дешево и несердито;
• правильного заказчика, который полностью доверяет разработчику. Доверяет не просто так: производителю прибора важно как можно скорее выйти на продажи продукта; он не готов тратить свои время и силы на допилы, поэтому пусть всю рутину за него делает кто-то другой.
• проект-почти-эталон в плане организации разработки. Здесь выдержана этапность (всё по правилам), корректно запущено производство.

На следующей экскурсии на кухню разработки расскажем о том, сколько (если по-хорошему) нужно делать прототипов прибора.