Корпус датчика углекислого газа и температуры «Цельсиум»
Разработка одной конструкции корпуса сразу для двух устройств
Делаем корпус «два в одном»: в нем могут выпускать два датчика — или углекислого газа, или шума и освещенности. Оба датчика — NB-IoT/NIDD*, отличительная черта которых — долгое время работы на батарейках. Дизайн у заказчика уже есть, но в угоду конструкции его можно немножко изменить.
Это уже наш второй проект, в котором мы работаем над корпусом прибора прибора для МТС. Проект делаем в партнерстве с командой RedBees (вот первый).
* NB-IoT (Narrow Band Internet of Things) — стандарт сотовой связи для устройств телеметрии с низкими объёмами обмена данными. NIDD (Non-IP Data Delivery) — технология передачи данных без использования IP.
Задачи и решения
| Проблема, которую решили | Есть дизайн, но нет специалистов, способных разработать конструкцию корпуса и подготовить его запуск в серийное производство |
| Цель клиента | Создать одну универсальную конструкцию для двух устройств с разной функциональностью |
| Что нужно сделать? Задачи | 1. Состав корпуса: лицевая крышка и две задние стенки (внутренняя и стенка-основание для крепления к стене). 2. От отдельного отсека для элементов питания отказались (сильно увеличится толщина корпуса). Но доступ к расположенным на плате батарейкам у пользователя все равно должен быть. А вот к остальной начинке — ни в коем случае. 3. На задней стенке нужно предусмотреть разные варианты крепления: проушина/ на прорез, петельки, скотч двухсторонний/велкро. 4. Передняя стенка для устройства с датчиками шума и света играет роль отражателя, рассеиватель выполняется из пластика молочного оттенка, — нужно подобрать материал. 5. В корпусе должна быть перфорация. Чем больше, тем лучше: воздуху нужно свободно проходить через всё устройство. Однако перфорацию придется как-то закамуфлировать или вообще скрыть от пользователя. 6. Хитрая маркировка, незаметная снаружи. Дело в том, что в «изначальной» версии датчика наклейка часто оказывалась мокрой (даже несмотря на то, что в руководстве по эксплуатации устройства не рекомендовалось использовать его в условиях повышенной влажности). Поэтому сейчас ее придется прятать подальше. 7. Нужна ненавязчивая индикация — индикатор будет светиться только при первичной настройке датчика. 8. Разумеется, требуется кнопка включения/выключения. 9. Предстоит определить, как будет реализован батарейный отсек на 4 щелочных батарейки. 10. В составе прибора — антенна и разнообразные датчики. Для каждого элемента есть свои требования и ограничения по размещению. 11. Сборка — на многоразовых защелках (спойлер: в процессе разработки все немного изменилось). 12. Можно немного увеличить корпус. Но — в рамках дизайна, и чем меньше будут его габариты, тем лучше |
| Решения и объем работ | 1. Разработали два варианта конструкции. 2. Работали в связке с разработчиками платы (точнее, двух плат — для двух устройств). 3. Сделали прототип и организовали производство предсерийных образцов и установочной партии. 4. Как итог: выполнили все требования, придумали, как изолировать батарейный отсек от электронных компонентов, нашли хорошее место для наклейки, реализовали магнитное крепление основного корпуса датчика к стене. Оценили серийное производство с тиражом в несколько тысяч штук — уже по другой технологии. |
Начнем с эскизной конструкции. Первый вариант:
Обновленная эскизная конструкция после правок. Батарейки пользователь заменить сможет, а посмотреть, из чего состоит устройство — уже нет. Сборка — на 4-х саморезах:
А это — первый вариант крепления корпуса к стене, но над ним еще придется поработать:
Вот и обратная связь от заказчика: такое соединение — корпус просто защелкивается в креплении — не подойдет, нужно магнитное. Ок, переделываем, схема теперь такая: магниты внутри корпуса и металлические закладные в держателе.
Конструкция:
Этапы работ
1. Разработка технического задания
2. Эскизная конструкция корпуса
3. Макетирование
3. Разработка конструкции
4. Пакет КД
5. Прототипирование двух версий
6. Сопровождение производства предсерийных образцов и установочной партии
Макет готов:
Даже батарейки «встали» хорошо:
Пора двигаться к прототипу: сроки поджимают. Через четыре месяца нужно отгрузить заказчику уже не прототип, а установочную партию, чтобы обобщить пользовательский опыт и опять внести правки в конструкцию. А до установочной партии надо сделать несколько опытных образцов.
Поскольку у прибора две версии, сейчас надо решить, какой будет лицевая панель (крышка) корпуса — универсальной или «своей» для каждого устройства? В одной есть прозрачное «окошко», другая — «глухая».
Попробуем сделать две версии, а партнеры-разработчики электроники тем временем скорректируют плату. В теории за 4 месяца все можно успеть, но это в теории. Хотя попробовать в любом случае нужно.
Сроки, цены, технологии
| Технологии и материалы | Литье пластика в силиконовые формы, окраска (прототип). |
| Над проектом работали | Технический писатель, конструктор, руководитель проекта — вместе с разработчиками электроники, RedBees |
| Производство | Ruicheng |
| Ценовой диапазон разработки | $20 000 (на январь 2025 г.) — без учёта стоимости прототипов и производства |
| Сроки | 18 месяцев — от начала разработки до установочной партии |
| Тираж | До 100 шт. — установочная партия, до 5 000 шт. / год — при серийном производстве |
Все для прототипа, включая наклейки, заказывали на одном и том же заводе. Первые фото (крышки с отверстием — для датчика шума/освещенности, без — для датчика углекислого газа):
Фотогалерея
Приехал прототип (оказался с «нюансом»), его собрали, внесли пару-тройку мелких изменений в конструкцию, предупредили производство, что на опытных образцах (и тем более — на корпусах установочной партии) подобных «нюансов» мы видеть не желаем.
Получили десять опытных образцов:
— С большим удовольствием участвуем в проектах с командой RedBees. Мы берем на себя корпус, они отвечают за электронику, а конечный заказчик принимает ключевые решения.
Евгений Аракас,
руководитель проекта
Кому нужна эта разработка корпуса?
| Отрасль | Электроника |
| Пользователи | Специалисты по охране труда, работники офисов, складов и т.д. |
| Покупатели устройства | Работодатели и все, кому нужно контролировать уровень углекислого газа, света и шума в помещениях по СанПиН (или просто хочется это делать) |
Хотите узнать больше о разработке промдизайна, технологиях производства и изготовления корпусов — читайте наши статьи на Хабре и в блоге Формлаба.
Нужна похожая разработка?
Расскажите о вашем устройстве — бесплатно проконсультируем и оценим стоимость.