Формлаб I 2017

Видеорегистратор с пятью камерами

Создание многофункциональной системы MG9 360 — разработка корпусов блока управления и камер. Весь проект поэтапно и в деталях
Этап #1

Постановка задачи

Это не простой видеорегистратор — он не из тех, что устанавливаются на лобовое стекло машины и просто снимают то, что попадет в объектив камеры. Это комплексное решение для отслеживания движения транспорта: заказчик сразу ориентировался на сегмент B2В.

Во-первых, у видеорегистратора не одна, а пять камер: четыре — HD и одна — Full HD. Во-вторых, блок управления передаёт видео с камер через спутник на серверы видеомониторинга, а система обеспечивает просмотр картинки с мобильных (и не только) устройств.
Принцип работы видеорегистратора
Принцип работы видеорегистратора
Блок управления — это всего лишь плата и пластиковый корпус. Однако есть жёсткое ограничение: габариты корпуса и плата в рамках проекта изменению не подлежат, они уже подобраны.

На блоке управления достаточно разъёмов — для подключения камер, микрофона, датчиков, GPS-антенны, HDMI, USB, SD-карт и пр. Их положение можно изменять.

Элементы камеры — корпус из пластика, оптика и собственная плата управления (также не подлежащая изменению).
Такие регистраторы выпускают другие производители
Особая проблема — крепления. Их требуется два типа — для камер (устанавливаются на лобовое стекло и на улице) и для блока, который будет обитать в бардачке или вообще в багажнике.

Также нужно обеспечить достаточную защиту системы от пыли и влаги: показатель IP камер — 66, блока управления — 40.
Этап #2

Разработка дизайна

Эскизирование
Как ни странно, но разработка началась со второстепенного момента. А именно поиска места размещения логотипа на блоке управления.

Лого — это то, о чём обычно вспоминают в последнюю очередь. Но здесь другой коленкор: логотип одновременно служил и индикатором работы устройства, то есть подсвечивался, когда блок был включен (и, соответственно, не подсвечивался в нерабочем режиме системы).

За исключением лого требования к дизайну были обычными — надёжно, современно.


Отобранные варианты — заодно показали уже сделанные, но не принятые корпуса в том же форм-факторе:
Отобранные эскизы
После "селекции" осталось только пять эскизов
Концепты "индивидуализируются".
И делается выбор:
Дизайн системы автовидеонаблюдения, выбранный заказчиком
Дизайн системы автовидеонаблюдения, выбранный заказчиком
Место, где будет размещён логотип, определено. Осталось придумать, как реализовать лого: сделать наклейку или размахнуться на отдельную пластиковую деталь?

Подумали и поняли, что есть риск, что пластиковая деталь идеально не "встанет" в корпус. Так что лучше качественная наклейка с прозрачным логотипом, который будет подсвечиваться светодиодом. Он двойной, красно-зелёный, а если "включены" обе подсветки, то получается оранжевый цвет.
Долго не могли определиться с текстурой поверхностей и блока, и камеры — несколько раз за проект меняли типы покрытия. Сначала был мелкий матовый, потом перешли к поверхности 'brushed' (в обиходе называемой "царапки"), а потом вернулись к мелкому матовому.
Этап #3

Разработка дизайна

3D-моделирование
С эстетической стороной вопроса закончили, начинаем работать над креплениями. К ним особые требования: например, крепление блока не должно быть заметным, но тем не менее "обязано" надёжно держать сам блок. Пожелание клиента — "чтобы смотрелись инновационно". Что лучше подойдёт для "инновационности" — кнопка? Магниты? Липучки?

Защёлка. И можно просто "утопить" защёлку в корпусе, чтобы не привлекала внимания.
Простой вариант защёлки для крепления
Простой вариант защёлки для крепления
Вид сверху — корпус стоит в креплении: видно только маленький язычок защёлки. Цель достигнута: крепление практически незаметно, но в то же время оно надёжно удерживает корпус.
"Концепт" крепления:
А это первый вариант крепления камеры. Она должна быть способна устанавливаться под разными углами, от строго вертикального до горизонтального, то есть так, чтобы её можно было крутить туда-сюда.

Забегая вперёд: первый же прототип показал, что такое крепление нежизнеспособно — в одну сторону камера поворачивалась охотно, а в другую не хотела. Вдобавок ступенчатой регулировки, как требовал заказчик, достичь не удалось.
Вариант крепления камеры
Вариант крепления камеры
Этап #4

Инжиниринг

CAD-моделирование
Но пока мы этого не знаем, и продолжаем предлагать варианты крепления камеры. Вот ещё один из них — версия для крепления на улице:
Вариант крепления камеры
Вариант крепления камеры
Тем временем доделываем разъёмы блока управления. Но на одной стороне они все разместиться никак не могли — иначе мы вышли бы за ограничения по габаритам корпуса. Пришлось "раскидать" разъёмы на обе стороны блока.

Эскизные конструкторские модели камеры и блока:
Этап #5

Прототипирование

Первый прототип нужен для показов на выставке. Варианты поверхностей корпуса:
"царапки" (brushed), матовый, мелкий матовый.
И вот он — прототип:
Проверяем прототип. Сразу о недостатках: защёлка крепления блока недостаточно упруга, наклейку исполнители сделали не очень качественно (надо думать, как исправлять). По камере тоже есть проблемы с защёлками — слишком большие плюс механизм угла наклона работает не очень чётко.

Собственно, для выявления недостатков и делается прототип в реальных серийных материалах. Как иначе можно проверить жёсткость корпуса? 3D-печать такого точно не даст.

Дорабатываем, тем более что конструктив корпуса изменился.

Во втором прототипе цвет у корпуса станет темнее, а камера будет чёрной; с торцов — матовая, по бокам — антивандальное покрытие, так называемые "царапки". И добавятся надписи, HD или Full HD.
Тем временем настало время очередной выставки. Мы сделали рендеры:
... и продолжили работу. Ожидаемо меняется крепление камеры:
В конструкции такой маленькой камеры буквально за неделю много чего успело измениться: поменялась оптика, появились дополнительные детали наподобие держателя объектива, а также добавочные требования к кабелю по способу монтажа; изменился принцип фиксации угла наклона камеры и т.д..
Сборка камеры:
Рендеры камеры с обновлённым креплением:
Корректируем надписи на камере и блоке. Вот актуальные для второго прототипа цвета и текстуры:
Надписи на передней и задней панелях блока управления:
Рендер со взрыв-схемой, то есть эскизом с разнесёнными составными частями:
Рендеры делаются не только для выставок и для красоты, но и перед каждым прототипированием: производитель на заводе должен визуализировать то, что ему надо сделать, чтобы однозначно понимать, какого результатата надо добиться.
Фото второго прототипа:
Двух прототипов оказалось мало — проект непростой, много деталей. Едем дальше: если не делать третьей пробы, это может быть чревато доводкой уже на этапе серийного производства. Например, механизм фиксации камеры по-прежнему неидеален.

Значит, будет третий образец. Вот он, уже со всей предполагаемой "начинкой":
Искупали камеру в стакане с водой и обнаружили проблемы с пыле- и влагозащищённостью. Для "серии" всё равно нужна доработка.

Одновременно электронщики заказчика изменили плату. Для прототипа на этот раз изготавливаются и камера, и блок управления — мы как раз получили и оптику для камер, и тестовую плату для блока.
Фото того же прототипа, но посолиднее:
Этап #6

Подготовка к производству

И вот наконец-то пришло время сделать предсерийный образец, тем более что проблема с влагозащищённостью камеры уже решена, а механизм угла её наклона доработан.

Полный комплект устройства — матовый корпус блока и камеры (от "царапок" отказались в последний момент).
В общем, всю начинку "утрясли", и комплект поехал испытываться в реальных условиях — на автомобиле.
С текстурой для блока всё ясно, но относительно камеры у заказчика ещё остаются сомнения:
И финальный рендеринг:
И в этот момент заказчик решил сменить сегмент продаж — реализовывать систему регистрации уже не в B2B, а в B2G. А это требовало совершенно другого уровня защищённости блока управления — до такой степени, что пришлось переделывать конструкцию корпуса.

Но это уже другая история.
— Чтобы проект шел быстро, хорошо, без напрягов, надо заранее продумать, какая будет "начинка". А именно: если у вас есть оптика, то объективы, матрицы, разъёмы, — надо хотя бы на макете проверить все компоненты и утвердить их до старта работ по корпусу. Купить все провода, подключить, увидеть, что всё работает и работает так, как нужно. Ведь если вы будете менять составляющие в процессе разработки, имеете очень хорошие шансы попасть на почти полную переработку конструктива.

И только после того, как вы убедитесь, что ваше устройство рабочее, — тогда и только тогда, — уже можно звать нас, разработчиков корпусов. Лишь при таких условиях мы сможем выполнить проект с минимумом правок и сроков, а клиент не потратит лишних денег и кучу времени.

Евгений Аракас
Руководитель проекта
Официальный сайт производителя системы MG9 360: