Elektronikentwicklung. Projektaudit in Beispielen. Wir sparen die warmen Böden mit allen habr

Ich wollte schon lange eine detaillierte Analyse eines Projekts zur Entwicklung der Elektronik durchführen, um offensichtliche Fehler und die richtigen Ansätze aufzuzeigen, die helfen, diese zu beseitigen. Vielleicht hätte es lange gedauert, aber der Fall ist aufgetaucht - ein Beitrag in der Habra-Blogosphäre „Die Bildung eines Thermostats. Wie ist es passiert? “ Der Artikel verursachte einen Sturm in den Kommentaren , auch von meiner Seite , was bedeutet, dass das Thema relevant ist. Worum geht es bei Projekten, die gescheitert und in Vergessenheit geraten sind, bei denen nichts mehr repariert werden kann? Ist es nicht besser zu versuchen, eine gute Tat zu vollbringen?

Wir werden versuchen, das Projekt unter Berücksichtigung der wertvollsten Kommentare zu prüfen und hoffen, dass das Team etwas Nützliches daraus gewinnt. Wir nehmen die Informationen, die die Autoren in ihrem Artikel veröffentlicht haben, für die Minimum Viable Version (MVP) und überlegen, wie sie in der nächsten Iteration verbessert werden können.

Ein bisschen Schaltung

Die in dem Artikel enthaltenen Materialien enthalten zu wenig Informationen, auf deren Grundlage eine qualitative Analyse von Schaltungen und Leiterplatten durchgeführt werden kann. Vielleicht wurden uns im Allgemeinen veraltete Board-Optionen präsentiert. Aber selbst wenn dies der Fall ist, ist die Analyse für die Autoren des Projekts weniger nützlich als für die Leser.



Mit hoher Wahrscheinlichkeit kann argumentiert werden, dass die häufigen „Hangs“ des ESP-Moduls weniger mit seiner „Glitchiness“ als vielmehr mit schwerwiegenden Problemen im Stromversorgungssystem zusammenhängen. Der Versuch, durch Einführung eines externen Hundes aus der Situation herauszukommen, ähnelt der Behandlung eines Patienten mit Fieber durch Eintauchen in ein kaltes Wasserbad. Kurzfristig wird das Ergebnis erreicht, aber eine solche Behandlung wird höchstwahrscheinlich zum Tod führen.

Kleine, hochwertige AC / DC-Module namhafter Hersteller kosten viel Geld und „untergraben“ die Wirtschaftlichkeit solcher Projekte noch mehr als „ausgefeilte“ grafische Anzeigen mit Touchscreen. Sie können verstehen, warum es für unerfahrene Entwickler schwierig ist, die Versuchung zu überwinden, ein Schaltnetzteil unabhängig und schnell zu entwickeln. In Heimwerkerprojekten enden solche Versuche oft mit einem leichten, aber unvergesslichen Stromschlag und einem kleinen Feuerwerk. Ähnliches in der kommerziellen Entwicklung zu riskieren ist zu gefährlich und in diesem Fall halte ich die Installation eines gekauften Moduls für gerechtfertigt, aber die Frage seiner Wahl bleibt offen.



In diesem Projekt haben wir es mit einem Extremfall zu tun - für die Steuerung wird eine kostengünstige, kleine und zuverlässige Stromquelle benötigt. Am wichtigsten ist jedoch, dass es eine Unterdrückung erheblicher Impulsstörungen bietet, die durch das Schalten von Relais bei hohen Leistungslasten verursacht werden. Es gibt eine große Auswahl an AC / DC-Stromversorgungsmodulen auf dem Markt, deren Passdaten sehr ähnlich sind und deren Preis manchmal unterschiedlich ist. Es gibt allen Grund zu der Annahme, dass dies nicht nur an den Markenmargen liegt.



Eine visuelle Untersuchung der Innenseiten des billigsten der drei Module zeigt, dass eine große Anzahl von manuellen Operationen verwendet wurden, um es zu erstellen. Dies verringert die Wiederholbarkeit der Installation und erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Heirat. Sie können solche Module erst dann in die Spezifikation eines Serienprodukts einbinden, wenn Sie mehrere Instanzen aus verschiedenen Chargen gründlich getestet, rückentwickelt und die Schaltung analysiert haben. Außerdem ist vor der Installation eine hundertprozentige Kontrolle erforderlich, und Sie müssen nicht nur die Ausgangsspannung messen. Wir müssen einen automatisierten Stand für die 100% ige Kontrolle dieser Produkte unter Last und im Zustand von Impulsgeräuschen schaffen. Wenn Sie sich für eine extrem günstige Option entscheiden, müssen Sie alles sieben Mal wiegen.


Es ist Zeit, sich die Fotos der vom Autor gestalteten Tafeln genauer anzusehen.

Selbst in der knappen Dokumentation, die wir zur Verfügung haben, gibt es Nahrung zur Analyse.


An der Wahl des Schnittstellensteckertyps werden wir nichts auszusetzen haben, da wir einen Prototyp haben, und ich bin mir sicher, dass es im realen Gerät etwas Zuverlässigeres geben wird. Die Position auf der Platine und das Vorhandensein eines Temperatursensors im Inneren des Gehäuses sind wahrscheinlicher ein Ort für dessen Installation . Mit dessen Hilfe beabsichtigt der Konstruktionsautor, die Temperatur im Inneren des Gehäuses zu messen. Warum, für mich bleibt es ein Rätsel.

Viel störender ist mein rechtes Foto, das Gestaltungselemente von Hochspannungs-Hochstromkreisen zeigt.

Zum Vergleich sehen Sie unten Fotos der Innenseiten des beliebten chinesischen drahtlosen Relaismoduls „Sonoff“, das über WLAN gesteuert wird und ein Sub-GHz-Submodul an Bord hat.



Das Wunder der Preisgestaltung bei der chinesischen Optimierung scheint eher auf den Betrieb und die Zertifizierung vorbereitet zu sein als unser „Jailbroken“. Darin verwirrt mich eines: Die Klemmleiste ist zu klein für Ströme von 10 Ampere. Das chinesische Gerät ist jedoch hinsichtlich der Leistung für das Schalten der Beleuchtung optimiert. Aber „unser“ sollte per Definition mit hohen Strömen arbeiten, für die es ein Relais von bis zu 16 Ampere hat. Ich hoffe, dass das Relais von der richtigen Qualität ausgewählt wird und seine Kontakte nach ein paar Monaten Betrieb nicht "kleben", aber für den langen und glücklichen Betrieb der Klemmenleiste bei solchen Strömen habe ich ernsthafte Zweifel, obwohl die darin eingeführten Kupferleiter den Mindestdurchmesser (1,5 mm) haben müssen. höchstwahrscheinlich wird es klappen. Persönlich hätte ich, zumindest für Hochstromkreise, die Klemmen eines etablierten Herstellers wie WAGO oder Weidmüller in die Spezifikation eingeschlagen, was ein sehr wichtiges Teil ist, auf das Sie nicht verzichten sollten. Wenn Sie genau hinschauen, sehen Sie die schwierigen Schnitte in der chinesischen Version (Abbildung 2). Wenn der Autor des häuslichen Designs glaubt, dass sie zur Gewichtsreduktion benötigt werden, dann irrt er sich zutiefst. Sie verhindern die Verkohlung des Leiterplattenabschnitts zwischen zwei gedruckten Leitern mit einer großen Potentialdifferenz aufgrund eines Durchschlags. Eine Panne ist eine äußerst unangenehme Sache. Es ist gut, wenn eine der Spuren oder eine Sicherung aufgrund des Lichtbogens einfach durchbrennt. Und wenn es brennt? Besonders häufig treten solche Störungen in Hochspannungs-Gleichstromkreisen auf - zwischen ihnen sammelt sich aufgrund des Polarisationseffekts gern Staub und bei hoher Luftfeuchtigkeit ...

Das einzige wichtige Detail, an dem sich unsere chinesischen Partner sparen ließen, ist der Kondensator, dessen Aufgabe es ist, gepulste Störungen zu unterdrücken.



Wir werden nicht ins Detail gehen, sondern nur darauf hinweisen, dass es sich lohnt, speziell entwickelte Kondensatoren zu verwenden, die kurze Spannungsstöße mit Spannungen bis zu 2500 Volt aufnehmen können. Die für den Hausgebrauch bestimmten sind mit X2 gekennzeichnet.

In der Regel tritt zwischen solchen Kondensatoren ein Kurzschluss auf, wenn sie ausfallen. Im Stromkreis steigt der Strom stark an und entweder die Sicherung oder der Induktor brennen, wodurch die Sicherung häufig in Position gebracht wird. Infolgedessen wird das Gerät, das für das menschliche Leben gefährlich geworden ist, außer Betrieb gesetzt.

Wenn Sie sich für kostengünstigere Kondensatoren ohne solche Kennzeichnung entscheiden, müssen Sie sicherstellen, dass die maximal zulässige Spannung an diesen Kondensatoren mindestens 600 Volt beträgt und sie für den Betrieb in Impulsstromkreisen geeignet sind, wie rechts.
Kehren wir zum veröffentlichten Abschnitt des Fußbodenheizungsregelkreises zurück.



Es scheint, dass es auch einen Kondensator zur Unterdrückung von Impulsstörungen gibt, und das AC-DC-Modul ist ähnlich wie galvanisch getrennt ... Leider können wir nicht erkennen, was sich unter der oberen Platine verbirgt. Es sollte wahrscheinlich ein AC-DC-Modul geben, aber Sie können nur den Typ des linken Kondensators im Stromkreis erraten. Wenn es falsch gewählt wird, kann die Menge an Elektrolyten nicht das erforderliche Maß an Unterdrückung des Impulsrauschens liefern, und dies kann wiederum die Stabilität des WiFi-Moduls am negativsten beeinflussen.
Damit beende ich gewaltsam die Geschichte über Schaltkreise und gehe zu einem wichtigeren Thema über, für das der Artikel geschrieben wurde - Produktentwicklung und Marketing.

Sprechen Sie über die ewigen Werte

Sie haben also Ihr Produkt konzipiert. Ich hoffe, es hat einzigartige Eigenschaften. Je bedeutender diese Unterschiede sind, desto ernsthafter heben Sie sich von der Konkurrenz ab, was bedeutet, dass Sie Aufmerksamkeit erregen. Aber es gibt eine Einschränkung. Unterschiede können sowohl Neukunden anziehen als auch abstoßen.

Angenommen, Sie haben einen Eimer erfunden, in dem der Boden voller Löcher ist. Die meisten Menschen benutzen einen Eimer, um Flüssigkeiten zu transportieren und aufzubewahren. Der Kauf Ihres innovativen Eimers wird Sie begeistern. Aber es gibt einen Mann, der vermutet, dass er damit Sand von Steinen siebt oder duscht. Er wird mit dem Vorhandensein von Löchern sehr zufrieden sein. Das Problem ist, dass es nur einen Käufer pro 1000 oder vielleicht 10000 gibt, der Eimer für seinen traditionellen Zweck verwendet.

Wir kommen zu dem Schluss: Im Prozess der Produktentwicklung ist Funktionalität für die Zielgruppe der Benutzer, für die sie von Wert ist, nicht sinnvoll. Aus diesem Grund sollten Sie frühzeitig den Verbraucherkreis bestimmen, für den Ihr Gerät möglicherweise nützlich ist. Dies muss mit besonderer Sorgfalt angegangen werden - um herauszufinden, welche Sucht sie haben, wie sie denken, welchen Eigentumsstatus haben und vor allem, wie wichtig Ihr Problem für die Lösung Ihres Produkts ist und warum es besser ist als bestehende.

Verbraucheranalyse. Haushaltssektor

Lassen Sie uns versuchen, den Kreis der potenziellen Verbraucher unseres Thermostats und die Trends zu skizzieren, die sich auf deren Änderung auswirken.

In der Privatwirtschaft ist das Heizen von Strom etwas teuer, daher interessieren wir uns zunächst für Käufer von neuen Wohnungen und Sekundärimmobilien. In einem wachsenden Markt ist es am einfachsten, Geld zu verdienen, aber heute haben wir das gegenteilige Bild.


Es ist nicht erforderlich, mit Hypothekenempfängern mit einer Mindesterstzahlung zu rechnen. Bei sinkenden Einkommen sind sie nicht auf „warme Böden“ eingestellt.

Wir haben niemanden im Haushaltssegment, wir wenden uns der Mittelschicht zu.

Verbraucheranalyse. Mittelklasse

Trotz der Tatsache, dass die Größe der Mittelschicht aufgrund ihrer Neusegmentierung, der Ersetzung von Unternehmern durch Beamte, Kultusminister und Strafverfolgungsbehörden abnimmt, sollte ein gewisser Strom von Kunden vorhanden sein, die an der Installation warmer Fußböden interessiert sind. Vor dem Hintergrund eines allgemeinen Einkommensrückgangs wird dieses Segment auch von IT-Spezialisten aufgefüllt, deren Gehälter aufgrund der hohen Konvertierbarkeit ihrer Spezialitäten in Auslandsmärkten weiter in Rubel steigen. Und das sind gute Nachrichten.

Verbraucheranalyse. Elite-Nachfrage

Es existierte und wird in unserem Land existieren, zumindest bis das Öl abläuft. Es gibt jedoch allen Grund zu der Annahme, dass die patriotische Haltung der Hauptvertreter dieser Gruppe die Nachfrage nach den Produkten unerfahrener russischer Unternehmer auf dem Gebiet der Systeme zur Unterstützung des häuslichen Lebens nur schwach anregt. Mit hoher Wahrscheinlichkeit wenden sie sich zumindest aus Prestigegründen bekannten westlichen Marken der gehobenen Preisklasse zu.

Verbraucheranalyse. Um es zusammenzufassen

1. Das am schnellsten wachsende Segment Supernova-Mittelrussen - ein wachsendes Segment der Mittelklasse - Beamte, Angestellte von Machtstrukturen aller Art, Geistliche.
2. Langsam wachsendes Segment Hochqualifizierte Fachkräfte, vor allem im Bereich
3. Sinkende Nachfrage Kleine und teilweise mittelständische Unternehmer.

Wir bauen Werthypothesen

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Sensoren

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HUB

BLE ist gut, bietet jedoch keinen Internetzugang. Wir müssen über einen Hub nachdenken, der eine Brücke zwischen BLE und WiFi schlägt. Hier gibt es wahrscheinlich nicht viele Möglichkeiten. WiFi basiert auf einem der ESP-Module, besser als der moderne Typ von ESP32. BLE-Modul, außer Basic Funktionen können den ordnungsgemäßen Betrieb des WLAN-Moduls überwachen und gegebenenfalls neu starten. Theoretisch kann der ESP 32-Chip der neuesten Generation sowohl im WiFi-Modus als auch im BLE-Modus arbeiten, aber ich würde nicht riskieren, einen Router nur auf seiner Basis herzustellen.

Das Gerät wird über einen Micro-USB-Anschluss (USB3 Typ C) mit Strom versorgt. Es verfügt über eine eingebaute Batterie für die Batterielebensdauer, einen Audio-Emitter zur Warnung vor einem Notfall und einen 7-Segment-LED-Emitter für mehrere Entladungen, die unter dem Milchglas versteckt sind.

Designdetails

Lassen Sie uns versuchen, den Fall zu retten. Dies ist äußerst nützlich, wenn Sie den ersten Verkauf in kleinen Mengen organisieren. Es kann in einem modischen, jetzt minimalistischen Design ausgeführt werden - in Form eines Pucks. Die Basis des Rings, die durch Schneiden wie ein Wurstschlauch erhalten wird. Wir bringen eine durchscheinende Plastikabdeckung an. Unten befindet sich die zweite Abdeckung, auf die bei Geräten, deren Position häufig geändert werden soll, Magnetgummi für stationäres doppelseitiges Klebeband geklebt werden kann.

Xiaomi-Sensoren sind ähnlich, aber viel komplexer. Die Herstellung eines Formteils für die Herstellung des oberen Teils des Körpers mit komplexer Form ist bei ihren Produktionsmengen kein Problem.

Alle Geräte mit Ausnahme des Relaismoduls können in diesem Formfaktor ausgeführt werden. In der ersten Phase wird es genug Fälle von zwei Größen geben. Mehr für Hubs, weniger für Sensoren.

Ein solcher Fall ist insofern gut, als er ein stilvolles Erscheinungsbild aufweist und sehr einfach in kleinen Chargen und zur Anpassung hergestellt werden kann. Sie benötigen keine 5.000 US-Dollar pro Form. Das Schneiden von Rohren ist ein einfacher und billiger Vorgang, bei dem auch Kunststoffplatten geschnitten werden.

WIE MAN ALLES UND SOFORT ZUFRIEDENSTELLT

Jeder Stern hat sein eigenes Stück Himmel
Zu jedem Meer - ein Hauch von Regen.
Jeder Apfel hat einen Platz zum Fallen
Jeder Dieb hat die Möglichkeit zu stehlen
Jeder Hund hat einen Stock und einen Knochen
Und zu jedem Wolf - Zähne und Wut

Als Ergebnis unserer Forschung haben wir das Konzept eines praktischen und flexiblen Geräts erhalten. Es gibt nur ein Problem: Wir werden spät am Tag auf den Markt kommen. Heute verfolgen nicht nur namenlose chinesische Firmen, sondern auch globale Unternehmen den gleichen Weg. Einer der ernsthaftesten Konkurrenten ist die Idee von Philips - eine Reihe von Geräten, die unter der gemeinsamen Marke „Xiaomi“ hergestellt werden. Um mit ihnen zu konkurrieren, muss man nach ernsthaften Vorteilen Ausschau halten.

Ein Unternehmen mit geringen Ressourcen, das in einen fallenden Markt eintritt, hat nicht viele Trümpfe im Ärmel. Es ist notwendig, sich auf verwandte Dienstleistungen und eine einfache Installationsprozedur zu konzentrieren.

Boxed-Versionen für preisbewusste Käufer

Die Möglichkeit, aus mehreren Standardversionen zu wählen, in denen:

• Die mitgelieferten Geräte sind bereits miteinander verbunden. Nehmen Sie es aus der Schachtel und legen Sie los
• durchdachte mehrere Standardkonfigurationen zur Auswahl
• Alles, was Sie tun müssen, um mit der Box-Version zu arbeiten, ist, die mobile Anwendung herunterzuladen und zu installieren, an der angegebenen Adresse zum Server zu gehen, den Barcode auf der Box zu scannen und das Passwort einzugeben. Danach befinden Sie sich in einem Profil, das bereits unter den Geräten in Ihrer Box konfiguriert ist, und wählen eines der Betriebsszenarien aus.
• einfache Anbindung zusätzlicher Module in einer Online-Bewerbung über den „Verbindungsassistenten“
• Technischer Support, idealerweise in Form eines Chats in einer mobilen Anwendung oder eines Chats in einem der sozialen Netzwerke
• Ausführliche Beschreibung des Selbstinstallations- und Verbindungsprozesses

Kunden mit hohen Designanforderungen und Kunden, die kundenspezifische Konfigurationen benötigen

• Die Möglichkeit, eine benutzerdefinierte Version selbst oder mithilfe eines Managers zu konfigurieren
• Die Möglichkeit, einen Fall mit einem kundenspezifischen Design zu wählen, kostet zusätzliches Geld und die Vorlaufzeit erhöht sich. Folgende Optionen stehen zur Verfügung:
• Körperfarbe ändern
• Ändern Sie das obere Futter
• die Herstellung von Auskleidungen aus Sondermaterialien bis hin zu Halbedelsteinen (dazu können Sie Handwerker aus der Leistungserbringung einbeziehen, zum Beispiel von profi.ru
• Verkaufsoption mit Installation und Konfiguration. Die Installation kann mit der Lieferung kombiniert und separat durchgeführt werden. Hier müssen Sie die Vor- und Nachteile abwägen.

IT-Spezialisten

Da wir unter den Kunden speziell diejenigen ausgewählt haben, die mit IT-Technologien aus erster Hand vertraut sind, werden wir Brötchen für sie vorbereiten. Dies ist natürlich eine offene API mit großartigen Funktionen zur Anpassung und Integration in andere Systeme.

IOT-Projekte von Drittanbietern

Wenn das Projekt erfolgreich ist, kann eine offene API und Unterstützung bei der Anpassung Entwickler einzelner Geräte im Bereich IOT anlocken, die ihre Fähigkeiten als Teil kompletter Systeme vollständig offenlegen.

Zeit, Bilanz zu ziehen

Unsere kleine Studie ähnelt stark einem Brainstorming, was zu einer Vielzahl von Hypothesen führte, die noch überprüft werden müssen. Es wird für Start-ups äußerst schwierig sein, sich in allen geplanten Bereichen gleichzeitig zu entwickeln. Wählen Sie also die vielversprechendsten aus, testen Sie, gehen Sie zu anderen über ...

Bei extrem begrenzten Ressourcen, in schwach wachsenden oder fallenden Märkten ist dies auch bei reinen Software-Startups schwierig und bei einem Hardware-Produkt fast unmöglich. Selbst mit einer einzigartigen Idee ist es äußerst schwierig, ein Warengerät aus eigenen Ersparnissen zu erstellen.

Die Größe des Artikels erlaubte es uns nicht, die möglichen Schritte zu diskutieren, die für Werbung und PR unternommen werden müssen. Hoffnungen, die nur auf Mundpropaganda beruhen, sind in den meisten Fällen völlig unbegründet.

Vielleicht gehe ich beim nächsten Mal auf diese Probleme ein, wenn der Artikel Interesse weckt ...

Anstelle eines Nachwortes

Wenn du getan hast, was niemand vor dir getan hat, dann bist du vielleicht ein Genie. Aber viel öfter ist der Grund prosaischer - nur niemand außer dir braucht ihn. Große Unternehmen geben Millionen von Dollar aus, um die Nachfrage zu untersuchen. Eine ähnliche Reaktion auf freie Kommentare und Vorschläge der Zielgruppe ist Unsinn.

Sie müssen in der Lage sein, Fliegen von Schnitzel zu trennen. Wenn Sie etwas nur tun, um high zu werden, ist es auf jeden Fall lobenswert. Nur dies nennt man das Wort DIY und wird im Rahmen eines Startups nicht immer skaliert.

Wenn Sie ein Gerät im Rahmen eines kommerziellen Projekts entwickeln, sollten Sie berücksichtigen, dass es fast unmöglich ist, ein erfolgreiches Produkt ohne Feedback von potenziellen Kunden und Experten zu erstellen. In der heutigen Welt ist derjenige, der weiß, wie man es am besten benutzt, auf einem Pferd.

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