Путь от концепта к «зрелому» прототипу устройства


Публикация будет интересна людям, работающим в “хардверных” стартапах, а особенно если основатели имеют “софтверное” прошлое.
У большинства людей, кто значительную часть своей карьеры проработал в ”софтверной” индустрии и хочет создать “хардверный” продукт, может сложиться впечатление, что путь от идеи к прототипу, такой же как при разработке мобильного приложения или вебсайта: спроектировали, нарисовали дизайн, реализовал прототип. В принципе, эти фазы сохраняются и при разработке устройств, но фаза воплощения прототипа может принести вам немало сюрпризов и иметь несколько итераций. Что и случилось при создании нашего первого продукта LaMetric.


Путь от концепта до полнофункционального прототипа и небольшой пилотной партии занял долгих восемь месяцев, что позволило усовершенствовать изначальную идею, понять каким должен быть конечный результат, подготовить продукт к массовому производству и перед выходом краудфандинговой кампании быть уверенным в реализации качественного продукта для уменьшения рисков в плотном графике производства.

Я остановлюсь только на фазе реализации прототипа, поскольку она забрала у нас больше всего времени.

Картонный макет


После того как идея продукта была воплощена в 3D модель, нам необходим был реальный прототип, чтобы понять каким всё-таки должен быть размер устройства. Не погружаясь на ранних стадиях в тонкости различных технологий изготовления корпусов, мы пошли более легким и проверенным путем, изготовив несколько вариантов макета вручную из картона. Этот метод недорогой и реализуется очень быстро. Также на макетках можно рисовать фломастерами в предполагаемых местах будущих разъемов или сенсорных кнопок. Результат ниже, на фото.


Картонные макеты разных размеров в разных обстановках

Картонный макет помог представить устройство в нужной обстановке, оценить читабельность с разного расстояния. Так как продукт будет использоваться в разных местах (стол, тумбочка, навесные полки, витрины магазинов), нам было очень важно понять, как будут восприниматься размеры устройства (выводимого текста и иконок во всех перечисленных местах) с разного расстояния и выбрать оптимальный. Держа макет в руках, вам придет в голову уйма новых идей и вариантов использования устройства. Не жалейте картон, чтобы попробовать разные форм-факторы устройства.

Следующий шаг — реализация работающего прототипа “на коленках” с базовым функционалом.

Работающий прототип “на коленках”


Спроектировав архитектуру устройства, необходимо в быстрые сроки (две недели, до месяца) создать работающий прототип. К счастью, существует огромное количество различных отладочных средств, Arduino, Raspberry Pi, Virt2real и другие, которые без труда можно купить в интернете. Если говорить на счет “софта”, тут лучше использовать существующие технологии, библиотеки или наработки какие у вас есть. На данном этапе, заострять внимание не буду, так как каждый случай уникален и индивидуален.


Прототип “на коленках”

Чтобы превратить набор компонентов в устройство, мы поместили их в самодельную картонную коробку, обклеив ее самоклеющейся черной пленкой.


Прототип “на коленках” превращен в устройство

Данный результат помог нам быстро проверить функционал устройства и сделать некоторые изменения в архитектуре. Имея такой прототип, можно более детально предвидеть для себя трудности, которые встретятся в ходе дальнейшей разработки.

Результат все еще был далек от 3D модели и подходил только для подтверждения идеи. У реальных пользователей его вид, мягко говоря, не вызывал эмоций. В процессе создания концепта, нас вдохновил Nike+ Fuelband, мы хотели добиться такого же эффекта от дисплея и восприятия от продукта. Было важно понять, сможем ли мы этого достичь.
Эта мысль мотивировала нас на усовершенствование прототипа.

“Зрелый” прототип


В большинстве случаев готовые решения для быстрого прототипирования не подходят. Причин этому может быть много. Первая и самая простая это то, что отладочные платы не вмещаются в корпус.

Следовательно, тут не избежать следующих этапов разработки:
  • Если это часть электроники — то необходимо спроектировать схемы, платы, подготовить документацию к производству единичных экземпляров, запаять их, произвести наладку и запуск. Трудности, с которыми пришлось встретиться, и как они были преодолены, мы описали в первой статье на хабре;
  • Если это корпус — то нужно создать модели каждой детали так, чтобы они соответствовали всем требованиям и возможностям технологии производства. В нашем случае, устройство состоит из нескольких уникальных деталей. Пришлось опробовать разные технологии и выбрать более подходящие для каждой отдельно взятой детали. Опытом выбора технологий производства корпусов мы также поделились в прошлой статье;
  • Что касается “софта”, необходимо будет переписать и оптимизировать код под свои потребности. Также старайтесь использовать те библиотеки и наработки, которые поставляются вместе с отладочными средствами по максимуму;


В зависимости от сложности продукта, на вышеперечисленные пункты можно потратить уйму времени, но взамен вы получаете массу различного опыта и нервов удовлетворение от проделанной работы.

В нашем случае больше всего времени было потрачено на экран, для того чтобы он выглядел и функционировал как было задумано в концепте. Это четкость каждого пикселя, качественная цветопередача и эффект слияния экрана с корпусом в выключенном состоянии. На счет формы корпуса, то нам было важно соблюдение всех габаритов, радиусов и изгибов.


4 итерации к “зрелому” прототипу

На фото показано несколько итераций, проделанных нами в ходе изготовления “зрелого” прототипа, на которые было потрачено больше всего времени:

Итерация 1. Размытый экран
Первый сюрприз, с которым мы встретились это размытость изображения, “blurry-эффект”. Изначально у нас были предположения того, что достичь четких квадратных пикселей без дополнительных ухищрений не выйдет, светодиоды в любом случае будут засвечивать друг друга. Решение было очевидное и простое, изготовить квадратную решетку “решето”, которая аккумулировала бы свет четко в квадратной области.

Итерация 2. Плохое качество корпуса, плохой белый цвет
Нас все еще не устраивало два момента:
— качество корпуса изготовленного по технологии 3D печати FDM методом;
— не идеально белый цвет пикселей;

Для изготовления корпуса была применена технология 3D печати, которая основывается на SLS методе. Она нас приятно удивила и справилась с задачей на все 100%. На счет белого цвета старались решить данную проблему “софтверными” методами (комбинируя разные пропорции трех цветов), а также конструктивными, стараясь подобрать передний экран с другим оттенком или сделать решетку с белого материала. Перечисленные попытки смогли приблизить результат к необходимому, а хотелось идеального.

Итерация 3. Хорошее качество корпуса, плохой белый цвет
Продолжая поиски решения проблемы, связанной с плохим белым цветом, выход был найден и прятался в названии самой проблемы. Было решено использовать белый светодиод и перепроектировать платы таким образом, чтобы можно было разместить два светодиода рядом белый + RGB. Эффект получился то что надо и не хуже чем у Nike.

Итерация 4. Хорошее качество корпуса, идеальный белый цвет
Достигнув необходимого результата, мы изготовили небольшую пилотную партию для тестирования продукта на реальных пользователях. Их реакция была совсем иная, чем на начальный прототип. Появилось восприятие продукта, а не исследовательского образца. Всем нравилась четкость пикселей, читабельность текста и иконок, мягкость экрана для глаз, удобная форма прибора, качество и полноценность продукта. Многие сразу хотели приобрести его для дома или офиса.

Хорошая обратная связь и отзывы принесли нам более обширное видение того, как еще можно использовать продукт, что натолкнуло нас на мысль сделать виртуальный симулятор прибора, для возможности генерировать еще больше вариантов применения всем желающим, которые не смогли увидеть и протестировать образцы пилотной партии.


«Скриншот» симулятора прибора

Отдельное замечание. На данном этапе вы начнете оперировать словосочетанием как “массовое производство”, поэтому необходимо вникать в такие вопросы как, подготовка проекта к производству, оптимизация под производственные мощности и возможности и т.д. На хабре есть неплохие статьи посвященные данной тематике пост1, пост2, пост3.

Заключение


“Зрелый” прототип дал нам понимание того, что можно достичь нужного вида и эффекта от устройства, а также добавил уверенности перед запуском “кикстартер“ кампании, которую планируем осуществить в ближайшее время. Мы обязательно поделимся с вами результатами и приобретенным опытом.

Similar posts

Ads
AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

More

Comments 51

    +6
    Классно! По-моему результат получился даже лучше идеи.
      +9
      Я бы себе взял…
        +56
        Читать было бы проще, если бы в начале статьи вы бы рассказали о самом устройстве и его задачах, и как пришли к идее хардварного, а не софтварного решения.
          0
          Лично я, после первых нескольких абзацев просто загуглил, что это за устройство, а потом продолжил читать =)
              +14
              И что там? =)
                +8
                прочитал пост, прочитал ссылку выше и так не понял цель этого устройства.
            +1
            а учитывалась разная сила излучения при разном токе R,G и B светодиода на матовую шторку?
              0
              Да учитывали.
              По каждому отдельно взятому каналу пробовали разные номиналы резисторов, но в конечном счете это только смогло приблизить результат к «почти идеальному» белому цвету, а хотелось добиться «идеального» белого. Только белые светодиоды смогли показать отличные результаты.
                0
                номиналы? я старался драйвером рулить без резисторов вооще. и у меня получалось вполне бело :) но такой подход тоже довольно интересный :) а главное красиво выглядит! :)
                  0
                  Низкочастотный шим плохо выглядит.
                    0
                    у dm633 низкочастотный шим?
              +2
              Офигеть! Возьму парочку при случае.
                +1
                Отлично получилось! Обязательно сообщите общественности о начале «кикстартер» кампании — с удовольствием присоединюсь.
                  0
                  Спасибо за поддержку.
                  Обязательно сообщим!
                    +2
                    На сайте можно подписаться нажав pre-order.
                    Надеюсь не сильно дорогой девайс получится, взял бы пару :-)
                    +14
                    и чего это за дивайс?
                      +10
                      ИконоЦифрометр. Отображает конку и число. Более прибор ни на что не способен. И стоит как процессор )
                        +27
                        Вот именно, раздражает всегда, что авторы в самом начале частно не пишут историю какого устройства они описывают. Как будто все обязаны знать что это такое.
                        +1
                        Добавить динамик, батарейку, плату времени, собственную память — я бы взял, чтоб в режиме простоя отображалось время, был будильник и не сбивалось время при выключении ПК, в идеале вообще ethernet + РoЕ, чтоб было самостоятельным устройством, способным принимать команды по сети (хотя бы SNMP) вне зависимости от включенного ПК, сразу видится много функционала, погодная станция, курсы валют, часы с будильником, вывод информации с других устройств.
                        Может кто знает готовое устройство с описанным функционалом в подобном формфакторе?
                          –1
                          iPad
                            +7
                            Технически устройство складывается с экрана, динамика, трех сенсорных кнопок (которые позволяют переключаться между информацией), интерфейса Ethernet, WiF, небольшой памяти и маленькой батарейки (для сохранения настроек). Прибор работает полностью автономно. Смартфон используется только для настройки информации, которую вы хотите отслеживать. Устройство стационарное и работает от сети.

                            Данные о времени (как и другие числа и информация) поступают на устройство из разных интернет сервисов. В продукт также входит мобильное приложение для смартфонов (Apple, Android). С помощью этого приложения можно настроить какие данные вы хотите показывать (виджеты): время, погода, мероприятия с вашего Gmail-календаря, данный с соц. сетей, письма с почтового клиента, котировки акций, метрики google analytics и их изменения, баланс на PayPAL, количество “фанов” на фейсбук странице (для кафе и ресторанов). Между “виджетами” вы можете переключаться с помощью сенсорных кнопок, один “виджет” всегда приоритетный (на него всегда можно перейти используя кнопку “home”). Для каждого “виджета” можно установить правило и звук появления, при наступлении которого “виджет” показывается (например, если температура упадет ниже 10 градусов).

                            Также приложение поддерживает 3 метода легкой настройки любых других данных: RSS (показывать отфильтрованные новости), привязку к сервису IFTTT (например LaMetric покажет когда ваш ребенок/муж/жена находятся в школе/в офисе/на работе, или сколько у вас не закрытых заданий на сегодня) и привязку устройства к e-mail (вы можете вывести все что захотите в форме иконка+текст+звук, просто отправив письмо в нужном формате на почту прибора).

                            Мы планируем реализовать два типа API:
                            а) облачное API (для интеграции с web сервисами);
                            б) для работы в закрытых “интранет” сетях (для call-центров и других бизнес пользователей)
                              +1
                              Спасибо за подробное описание, а то из статьи сложилось впечатление, что речь идет о симпатичной моргалке светодиодами, жду поступления в продажу
                                0
                                Скажите пожалуйста, а авто обновление прошивки (ПО устройства) будет поддерживаться?
                                  0
                                  Да, такую возможность предусмотрели и планируем реализовать.
                                  0
                                  Хорошая идея использования для метрики google analytics и их изменения!
                                    0
                                    Спасибо.
                                    Метрики Google Analytics, их изменения и график “тренда “у нас будут поддерживаться из коробки. Также, если глянуть на вкладку “website/app” нашего симулятора, то там есть еще специфические метрики для мобильных приложений. Например, можно следить за данными о количестве загрузок, рейтингом, заработком приложения (в Apple store или Google play). Мы планируем поддерживать сервис AppFigures для этого.
                                +1
                                1) Правильно я понял, что черный акрил экрана не искажает цветов? И белый свет под акрилом остается белым, если смотреть на диод через акрил?
                                2) Как вы присоединяли решетку к экрану, чтобы свет не просачивался под решеткой на соседние пикселы?
                                3) Мне нравится устройство, но хоть я и гуглил, не смог понять как заставить его показывать что-то кроме часов. Например туже температуру в доме и на улице? Какое-то другое устройство должно температуру измерять и по связи (какой, как настраивать?) передавать в этот монитор? Что конкретно это устройство может показывать лично у меня дома?
                                  +2
                                  1) Вышло что “дымчатый” акрил не рассевает в себе свет как простой прозрачный. Про искажение скажу так: что по большому счету любое препятствие перед светодиодом (в виде акрила, будь то прозрачный или дымчатый) а особенно если это RGB светодиод все равно чуток искажает свет (а особенно если мы стараемся добиться белого с помощью комбинаций разных каналов R, G и B). По этому для чисто белого цвета мы применили белый светодиод чтобы искажении вообще не было, а на счет RGB светодиодов, то мы будем проводить программную калибровку каждого отдельного взятого прибора в серии с помощью специального прибора.

                                  2) Решетка просто плотно прижата к плате таким образом что между двумя соседними светодиодами образуется преграда, поэтому светодиоды не засвечивают друг друга а аккумулируют свет исключительно в отведенной для этого области — “квадрате”

                                  3) Посмотрите пожалуйста на обширный ответ который я оставил выше, хабражителу , где я постарался детально изложить о работе устройства, возможностях и функционале.
                                    +2
                                    По первому пункту. Я занимался цветосмешением и скажу, что сделать точный цвет с помощью RGB очень сложно, и обычно не нужно. Сделать RGB-белый совсем гиблая задача. От себя советую готовый нейтральный белый 4000К, с максимально высоким общим индексом цветопередачи. Вроде бы индекс цветопередачи нужен только для целей освещения чего-либо, но на самом деле и для индикаторных целей более высокая цветопередача оказывается важной — смотрится лучше. Например вчера оплатил счет на сто тысяч диодов Nichia с Ra=90, при том, что альтернативой был более эффективный диод с Ra=85. Так вот для Ra=90 японцы в т.ч. точнее сортируют диоды и отирают те, что ближе к кривой АЧТ, то есть цвет получается более белый, без цветного оттенка. И отпадает задача решать как не поставить рядом два световых прибора с разным оттенком, чтобы потребитель эту разницу не увидел.
                                  +1
                                  помоему результат отличный! девайс настолько клево выглядит, что его хочется купить просто так, не важно что он делает :)
                                    0
                                    А что у вас за чипсет внутри с Ethernet и WiFi, если не секрет?

                                    Сами подобный продукт сейчас разрабатываем. Экран получается самой дорогой деталью, если нормальное разрешение делать…
                                      +1
                                      Самый первый (концепт) и впоследствии прототип был основан на чипе СС2541 и устройство задумывалось для работы в паре со смартфоном по Bluetooth 4.0, но сочетание подходит больше для продуктов типа, умные наручные часы или браслеты. В нашем случае «девайс» больше стационарный поэтому поменяли концепт и пошли в сторону WiFi.

                                      Cледующей прототип реализовали в связке STM32F4 + ElectricIMP (без Ethernet), но ElectricIMP оказался для таких задач не совсем удобен, было много проблем. (Планирую написать статью про него и для каких задач его лучше использовать а для каких нет, основываясь на проблемах с которыми столкнулись).

                                      Думали также про еще несколько вариантов, какую использовать архитектуру и какие технологии, но в конечном счете остановились на чипе AR9331. Второй прототип реализовали на макетке от Carambola2. В последних итерациях (также чип AR9331), но модуль от китайского производителя (на борту соответственно Linux на базе дистрибутива OpenWRT ).

                                        0
                                        Прикольно. У нас тоже AR9331, но плата своя. :-)
                                          0
                                          О проблемах с ElectricIMP очень интересно было бы почитать. Как раз собирался использовать его в своих проектах, но еще не успел.
                                        +4
                                        Чудесно. При адекватной цене купил бы пару (домой и на работу :) ). Пока не знаю зачем, но это крутая штука!
                                          0
                                          +1, а я даже знаю зачем — погода, пробки, статусы оборудования, личные данные (письма, сообщения, и т.д.), что угодно ведь можно вывести.
                                          +3
                                          Отличный продукт, тоже появилось желание купить, но с ценой, я так понял, пока не определились?
                                            +1
                                            На данный момент мы как раз на стадии просчета цены, сразу скажу что цена будет справедлива. Также просчитываем так называемые “реворды” для “кикстартера“, у них будет много сюрпризов особенно для тех, кто первый узнает о запуске кампании.
                                              0
                                              а примерно когда планируется запуск? :)
                                                0
                                                Сейчас работаем над подготовкой кампании, думаю что в ближайшее время выйдем. Осталось совсем не много времени.
                                                  0
                                                  Уже на кикстартере, а сидите молчите. Хотя за 89$ уже все разошлось :(.
                                                    0
                                                    да уж… обидно… расчитывал быть в первых рядах… а еще удивлен: производство в америке происходит? что доставка вне US 25$
                                            +2
                                            Со шнуром питания устройство выглядеть будет уже совсем не так как на картинках промосайта
                                              0
                                              Довольно забавно наблюдать, как десятилетия индустрия шла к супермелким точкам на относительно крупных экранах — т.е. к тому, чтобы точка вообще даже не подразумевалась. И вот теперь как некое новшество появляются проекты с обратной стилизацией.

                                              Как по мне, так те же крупные идеальные точки можно нарисовать на любой матрице (не TFT, конечно; лучше — яркий, пусть даже и не идеальный, IPS; если китайцы в планшеты за 2-4 тыс руб ставят IPS, можно, наверное, и в такой вот штуке использовать IPS за недорого?), притом тогда можно менять в разных режимах размер точки, а иногда выводить и картинки без нарочитой пикселизации. По сути, правда, получаем ту же фоторамку, только со специализированным софтом, но кто сказал, что это — плохо?

                                              Понятно, что здесь другие пропорции корпуса, чем у массовых планшетов/нетбуков (от которых массовые экраны и пляшут размерами сторон). Понятно, что размер экрана от 7" плашнета не всегда решит задачу, которою мог бы решить описываемый прибор, имей он размер в ширину от полуметра, но — это уже все от задач. Как вариант, в вашу машинку можно поставить 2-3 экрана от смартфонов некрупных диагоналей — думаю, 3 экрана по 4" каждый, выстроенные по ширине своими широкими сторонами, дадут отличную «информационную строку», да еще и не будут дороги, все же массовые как грязь.

                                              По честному, мне лично проще повесить на стену 42" ЖК телевизор (на таких размерах матрицы у них оказываются если и не IPS, то уж точно хорошие, иначе ТВ не увидишь просто), и на него выводить всю статистику для себя и коллег в комнате — и число багов, и графики загрузки чего-то там. Но это, еще раз скажу, все от задач.

                                              Успехов Вам в ваших поисках и запуске проекта! Не особо много описано в посте, лучше, конечно, было бы пару слов про цели написать, да и объяснить, чего в смысле работы вы ожидаете от ПО будущего релизного девайса. Скажем, если это просто «большой пейджер», в который нужно как-то отправлять данные (этакий TTY, только внешний) — это неплохо, но его еще нужно прикручивать. А если Вы планируете неких агентов/сборщиков данных (т.е. купил я такую штуку, поставил ПО на комп, а оно само читает число сообщений у меня в FB, число багов у меня в IDE) — оно этим своим автоматически работающим подходом явно будет привлекательнее для многих.
                                                +2
                                                Да действительно, мы много раз слышали мнение о том, что можно использовать или ЖК телевизор или планшет, но мы верим что каждому прибору свое применение (считаем что для чисел и кратких индикаторов наш более удобен). Также, мы хотели создать красивый прибор, в стиле Nike FuelBand. Кроме того, он выигрывает по цене, для него не нужно писать софт, не нужно покупать подставку, что б он не упал, экран который у нас получился очень читабельный, включая большое расстояние.

                                                По сути сам “девайс” это только 50% продукта, остальная часть это ПО, которое будет установлено непосредственно на устройстве и мобильное приложение, которое будет помогать пользователю быстро и легко настроить “девайс”. Основной акцент при разработке мы ставили на простоту и легкость использования, элегантность.

                                                О технических и функциональных возможностей устройства, я описал в комментариях выше «хабрапользователю» Ricox.
                                                0
                                                Какие-то странные шрифты у вас. Почему при наличии 8 рядов светодиодов (так понимаю в правой части девайса их столько же) вы пытаетесь вместить шрифт в 5 рядов, впихивая туда же и выносные элементы? Буквы «Й», «Щ», «Ц» выглядят странно.



                                                В 8 пикселей по высоте моэно вместить достаточно приличный фонт. Например вот, первый попавшийся: www.dafont.com/minecraftia.font
                                                  0
                                                  В правой части (монохромной) у них 7 точек по вертикали, насколько я понял. Тем не менее, ваш вопрос актуален, ибо все-таки 7, а не 5. :-)
                                                  Так что присоединяюсь к вопросу.
                                                    0
                                                    Судя по фоткам отсюда (ссылка уже была в обсуждении выше), там большая прямоугольная матрица светодиодов высотой 8 пикселей.
                                                      0
                                                      … была.
                                                      А вот тут уже пишут:
                                                      image
                                                        0
                                                        Спасибо.
                                                        Да, действительно буквы “щ”, “й”, “ц” можно сделать красивее, исправим.
                                                        На устройстве разрешение будет такое, как заметил dzhe. Этого вполне хватает, чтобы вывести все базовые буквы с выносными элементами. В предыдущей статье (о которой вспоминал basilisk) использовали фотографии матриц промежуточного прототипа, когда все светодиоды у нас были RGB.

                                                Only users with full accounts can post comments. Log in, please.