Что нам стоит сделать китайский роутер?

    Доброго времени суток, уважаемые Хабражители!

    С момента моей последней публикации пролетело немало времени и уже выполнено достаточно проектов. Как обычно водится после публикации мы получили массу предложений по разработке различной степени серьезности. Это и трекеры-часы для детей, автомобильные трекеры на основе Raspberry Pi, неизвестные устройства с условием предварительного подписания NDA и прочие гаджеты. К сожалению, по ряду причин доля стартовавших проектов весьма низкая, историю выполнения одного из них спешу поведать по горячим следам.

    Однажды поступило непрофильное предложение по покупке и поставке из Китая партии мини-роутеров с функцией организации WiFi-Ethernet моста. Тем кому интересно, что из этого получилось прошу пожаловать под кат.

    Итак, запрос на поставку партии роутеров размером в 1000 штук есть — приступаем к поиску.

    Для заказов в повседневной работе мы используем всем известный ресурс www.taobao.com если необходимо приобрести что-нибудь готовое или www.1688.com (китайская версия www.alibaba.com) если нужно приобрести образцы, партию у производителя или заказать услуги.

    Беглый обзор дал 2 основных претендента на поставку: Vonets VAR11N (цена от 60rmb/шт от 500 штук) и всем известный TP-LINK TL-WR802N (цена от 61rmb/шт от 500 штук). Основные требования соответствуют, цена приемлемая — закупаем образцы для тестирования. При получении разбираем, анализируем на соответствие требованиям заказчика и отправляем для согласования.





    Образцы роутеров заказчику понравились, но при проработке итоговой конструкции были сформулированы нововведения. Требуется использовать в качестве питания +12В, изменить габариты печатной платы, а также реализовать возможность прямой впайки в плату витой пары с целью экономии пространства.

    Предварительная оценка, что увеличение площади платы и добавление DC-DC +12В->+5В не является сложной задачей вскоре подтвердилась. Одна из позиций каталога производителя роутеров красочно сообщала о возможности модификации роутеров за приемлемые от 45rmb/шт при партии от 500 штук.



    Формируем техническое задание и запрашиваем возможные условия у производителя. В предварительной переписке проект решался легко и просто, но посетить фабрику в любом случае нужно. Поэтому снаряжаем делегацию в сопровождении этнического китайца-переводчика и выдвигаемся на место, благо добираться 20 минут на такси. Тут и произошло событие, изменившее весь ход течения проекта.

    В процессе обсуждения технических и финансовых деталей производитель сообщил нам о том, что услуга производства кастомных роутеров стоит существенно дороже. «Оказывается» у них на сайте старые цены, которые «просто забыли обновить», поэтому теперь кастомный роутер будет стоит от 65rmb/шт при партии в 500 штук. Не успели мы покинуть фабрику, как информацию на сайте обновили.

    Да, бывает конечно — ищем дальше. Дальнейшие поиски в китайском интернете показали множество различных устройств подходящих по параметрам от 36rmb/шт, но осадок уже остался да и также могут цену неожиданно обновить.

    Итак решено — будем проектировать и производить устройство сами. Предварительные запросы стоимости основных компонентов говорили о возможности уложиться изначальные 45rmb/шт. Также в открытом доступе большое количество открытых проектов, которые стоит предварительно изучить, дабы обеспечить быстрый старт разработки.

    Беглый поиск дал публикацию о китайских роутерах на Хабре — «Исследуем китайские роутеры на RT5350».

    Еще одна небольшая подборка китайских модулей, представленных на www.indiegogo.com«3 проекта недорогих мини-ПК с Indiegogo».

    Краткий перечень ссылок, изучение которых помогло автору в дальнейшей работе:
    www.indiegogo.com/projects/vocore-a-coin-sized-linux-computer-with-wifi
    www.indiegogo.com/projects/asiarf-tiny-linux-computer-with-wifi-and-ethernet#home
    habrahabr.ru/company/makeitlab/blog/239625
    habrahabr.ru/company/makeitlab/blog/238897

    image

    image

    image

    Проекты WiFIDuino, VoCore и AWM002 объединяет использование дешевого чипа Ralink RT5350 с 360 МГц MIPS процессором (WIFIDuino использует WIFI модуль с этим чипом), плюс 8 МБ FLASH-памяти и 32 МБ ОЗУ.

    Запрашиваем цены на процессор и память у поставщиков, опять таки с использованием www.1688.com. Здесь и далее цены приведены для количества необходимого для производства 500 устройств или на минимальную норму упаковки. Быстрый опрос теперь уже нескольких поставщиков дает следующие цены на основные комплектующие — Ralink RT5350 — 10,5rmb/шт, SDRAM 32MB — 5,1rmb/шт, SPI FLASH 8MB — 6rmb/шт. Приемлемые цены — с учетом печатной платы и монтажа должны уложиться в планируемые 45rmb/шт.

    Из выше перечисленных проектов очень хорошее впечатление произвел VoCore, довольно таки хорошо освещенный на хабре. Поэтому в дальнейшей работе использовали его как пример.

    Рисуем в редакторе принципиальную схему, проставляем все номиналы компонентов.



    Схема необходима для генерации перечня элементов и закупки комплектующих, а также, конечно же, для дальнейшего проектирования печатной платы.




    Тут стоит напомнить о требованиях заказчика об использования определенных габаритов. Поэтому перед выполнением финишной трассировки выполняем дополнительный этап согласования положения компонентов на печатной плате. Для этой цели были прорисованы 3-х мерные компоненты, используемые в схеме, и создана 3-х мерная модель устройства. Последующее согласование выявило пару замечаний по положению компонентов, которые тут же были исправлены. Светодиод не попадал в отверстие планируемого корпуса и габариты платы оказались чуть увеличенными.



    После промежуточной проверки — приступаем к трассировке. Плата будет 4-х слойная с контролем импеданса 5-го класса точности. Трассировку печатной платы выполняем с учетом требований технического задания, а также используя ранее подготовленную принципиальную схему и 3-х мерные компоненты. По оценкам черновая трассировка не должна занимать более одного дня, последующие согласования и доработки до 5-и дней. В результате кропотливой работы плата приобрела следующий вид.



    Итак, проект платы готов — пора заказывать печатные платы. Прежде всего необходимо подготовить файлы для производства. Нам нужны гербер-файлы, да не просто платы, а мультиплицированной заготовки. Панель (мультиплицированная заготовка) содержит несколько копий печатной платы. Используется для оптимизации производства — грубо говоря на всех этапах за раз изготавливается/собирается несколько плат. Кроме того, так как у нас двухсторонний SMT-монтаж, для экономии времени и денег делаем хитрую панель симметричную относительно поворота на 180 градусов.

    Размещаем заказ на прототипы печатных плат и неделю спустя — мы становимся счастливыми обладателями симпатичных плат.



    Нужно сказать, что параллельно с производством печатных плат — успешно завершилась закупка комплектующих и согласована дата начала монтажа на SMT-фабрике. Передаем перечень в монтаж, ждем 3 дня и устройства готовы.



    Нормоконтроль пайки с использование рентгена при использовании BGA-корпусов обязателен.



    Впереди самое важное — приступаем к наладке. К сожалению несколько простых ошибок прокралось в проект, поэтому пришлось прибегнуть к термостойкому проводу для модификации. Также изменились некоторые номиналы пассивных компонентов.



    Первое функциональное испытание — используем вновь созданный «китайский роутер» для организации WiFi-Ethernet моста для ноутбука. Для первой проверки пробуем скачать пару файлов. Успешно — стабильная скорость загрузки и уверенный уровень сигнала WiFi говорит о возможности дальнейших тестирования и испытаний.



    Итого, первый этап проекта выполнен: есть живые прототипы годные для функционального тестирования совместно с заказчиком. Впереди ряд проверок на основе которых будет принято решение либо доработке, либо о начале серийного производства.

    Как уже отмечалось, ориентировочная себестоимость устройства 38rmb/шт при производстве партии в 500 штук. Сроки изготовления 2 недели. Сумма в 38rmb, конечно же, существенно меньше заявленных китайцами 65rmb на кастомные роутеры и меньше 60rmb на готовые, что оправдывает потраченное на проект время и усилия.

    Разработка заняла 80 человеко-часов, хотя из-за стремления ограничить расходы растянулась на 2 месяца. Ориентировочно требуется еще до 80 часов на тестирование и доработки.

    За сим спасибо читателям за потраченное время, заказчику за терпение, а китайцам — за трудолюбие.

    P.S. На момент публикации курс USD/RMB = 6,2, RMB/RUB = 10,5. Просьба не минусовать за предоставление цифр в китайской валюте, а посчитать самому в уме, так как курсы валют постоянно меняются.

    P.P.S. Мы не планируем делать железо открытым проектом, поэтому принципиальная схема выложена не в очень хорошем качестве. Поверьте, схема типовая.
    Share post
    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 35

      +3
      Я так и не понял, а делали у нас или у китайцев? Если у нас, то насколько все было адекватно?
        +1
        Судя по написанию и ценам в RMB, автор находится в Китае. Поэтому и заказывалось все там же…
        Да и сроки в неделю — как раз в идеологии taobao, где доставка длится максимум 10 дней.
          +1
          Разработка и производство выполнялись в Китае. Если сравнивать степень адекватности — есть хороший опыт работы как с Новосибирском, так и с Зеленоградом.
          Уровень профессионализма, на мой взгляд, в России существенно выше. Например отправляя проект на выполнение в России можно рассчитывать, что явные ошибки и недочеты будут найдены и исправлены на начала работ, в Китае же возможен лишь учет замечаний в следующей партии.
          В большинстве случаев при покупке на taobao можно найти продавца в твоем городе и получить товар на следующий день.
            0
            Не соглашусь с вами- в Зелике в Резоните криворуких полно, но выполняют быстро и ответственно, что не может не радовать.
              0
              Криворукие есть везде, но в грамотная постановка процесса зачастую позволяет компенсировать данный факт. Как вы указали есть моменты в работе Резонита, которые вас радуют, а значить с внутренними процессами у них все в порядке.
        +6
        Исходя из скорости закупки комплектующих и производства — не у нас.
          0
          Спасибо за статью, было интересно.
            0
            Схему бы в полном размере увидеть, если Вы ее не специально ужали так, конечно.
            • UFO just landed and posted this here
              +1
              На фото у вас не MINI300.

              Кстати, если уж тут заговорили про vonets — может кому будет полезно, как их прошивать под альтернативные прошивки:
              Скрытый текст
                0
                Действительно, на фотографии более универсальный вариант — VAR11N. Позволяет использовать источник питания с напряжением +9В. Текст поправил.
                  0
                  ну и тогда вопрос — почему был выбран морально уже устаревающий(буквально на глазах!) 5350, а не современный 7620? они стоят+- одинаково, обвязка та же. Скорость и температура — лучше.
                    0
                    Моральное устаревание не сказывается на возможности выполнять поставленную задачу, поэтому существенных минусов на данный момент мне не известно.
                    Цена у них все таки разная — использование 5350 более выгодно. То есть микросхема дешевле, монтаж дешевле (так как меньше ножек). Кроме того сочетание 5350+SDRAM, существенно дешевле любых сочетаний для 7620 для обоих вариантов корпусов. Считаем стоимость в сумме — стоимость покупки и стоимость монтажа.
                      0
                      Очевидные минусы 5350 — нагрев и 150мб вайфай и 1T1R. Если что, 7620 sdram поддерживает. Но если финансовые затраты на первом месте — вопросов нет, да.
                        0
                        Вы правы для 5350 рабочая температура порядка 50 градусов, что в моем случае приемлемо. Параметров WiFi достаточно. 7620 поддерживает SDRAM только в версии с корпусом DR-QFN, но данный корпус самый дорогой вариант. Итоговая разница в цене порядка 10rmb в пользу 5350, что составляет порядка 20-25% себестоимости.
                0
                А RF часть у этих чипов не требовала калибровки?
                За статью спасибо, очень понравилась идея с симметричной мультипликацией =)
                  0
                  Радиочасть конечно же требует настройки, в частности контроля волнового сопротивления в допустимых приделах. Планируется добавить разъем для подключения внешней антенны плюс необходимо решить вопрос о типе встроенной антенне — использовать магнитную или нарисовать на плате.
                  В общем работа продолжается — многие вопросы еще нужно раскрыть.
                    0
                    Про волновое то понятно. Я вспомни проект OpenPotato с чипами от atheros — он требовали калибровки RF части и записи результат этой калибровки во внутренний ROM, при то что это был полноценный SOC. Так ребятам пришлось искать партнера, который обладал соответствующей компетенцией и оборудование для проведения этих работ. В последствии он же и стал контрактником по выпуску железок. Я про подобную калибровку и спрашиваю, нету ли скрытых ограничений со стороны производителя чипа?
                      0
                      По подобным вопросам еще требуется провести тестирование. Могу сказать точно — если чип требует калибровки, он однозначно не подходит, так как массовое производство должно содержать минимум операций. Данный проект не требует исключительных характеристик, поэтому я стремлюсь к оптимальному соотношению цена/качество.
                        0
                        Ниже коллега более конкретно отписал про раздел хранения калибрации и по его словам эти чипы не страдают таким производственным недостатком. В принципе должно работать и так. А касательно антенны — можно на плате развести F антену, благо разместить ее на плате просто и готовых примеров расчета много с апноутами от разных производителей. Главное что бы у заказчика потом претензий не было, из разряда, у нас не ловит сеть.
                        Был опыт как раз из подобного расклада, но с GSM антеннами, при том что аппарат уже в серии был и изначально всех устраивал, пока в поля не ушел. Я бы предложил с заказчиком согласовать методику проверки качества приема или на худой конец критерии качества радиоканала.
                          0
                          Подобный опыт с GSM антеннами есть и у меня. Поэтому применил магнитную антенну и хочу добавить разъем для подключения внешней. По умолчанию будет работать в большинстве ситуаций, в исключительных случаях будем добавлять внешнюю антенну.
                            0
                            Поэтому применил магнитную антенну

                            Это какую? Керамическую?
                        0
                        у атероса art-партишн есть на флешке(не в soc!). это как раз результаты радио-калибрации. у ралинка/медиатека я такого не видел. так что, мне кажется, всё хорошо.
                          0
                          Разработчики блэк свифта неделю назад на хабре отвечали мне, что калибровки одинаковые для всей партии(каждое устройство калибровать не нужно). Но подробнее не рассказали.
                      0
                      А прошивку чью использовать будете? От VoCore?
                        0
                        Прошивку планирую делать с использованием OpenWRT.

                        Нужно написать свой веб-интерфейс — функционал нужно принудительно ограничить, чтобы не мучить пользователей множеством настроек. Думаю, что стоит избавится от LuCI — не требуется при планируемом функционале. Также нужно добавить несколько специфичных демонов для поддержки своих протоколов.

                        Важный момент — нужно уменьшить стоимость — планирую урезать память как RAM, так и ROM. Со всеми вытекающими изменениями в прошивке.
                          –1
                          Ежу понятно, что «с использованием OpenWrt». :-)
                          Тут вопрос в другом — какой вариант прошивки вы выберете в качестве базы?
                          Ну вот я почти уверен, что в доки того же VoCore во время разработки платы вы заглядывали (это, насколько я знаю, единственный Open Source проект на 5350?), было бы глупо этого не делать. Если вы еще и прошивку на его базе сделаете, но при этом свой проект закроете — по-моему, как-то нехорошо получится. Или я не прав в чем-то?
                            –1
                            Не совсем понятно что вы хотите узнать?
                            Вы похоже пытаетесь меня обвинить в чем то, что я еще не сделал?
                            Почему вы утверждаете что я собираюсь делать прошивку на базе VoCore?
                            Почему вы считаете, что я не могу сам реализовать железо с использованием 5350?

                            Все что требуется согласно лицензиям используемых открытых проектов я конечно же сделаю, но на данный момент я использовал лишь документацию на микросхемы используемые в проекте. Производители микросхем не требуют ничего подобного.
                              +1
                              Разве я вас в чем-то обвинял?
                              Я просто предположил, что Vonger с его VoCore в чем-то вам сильно помог. Ну, ошибся я, значит. Извините, если так.
                                0
                                Если вы помните мой звонок к Вам я изначально планировал использовать 7620 и рисовал схему под него. Позже, как прояснилась ситуация с ценами на компоненты мне пришлось заменить чип на 5350. Замена чипа с 7620 на 5350 прошла практически без изменений, только изменились специфические номиналы референс-резисторов.
                                Как я уже писал — в минимальном варианте — схема типовая.
                                  0
                                  Так вы ее запускаете-то сейчас на какой прошивке?
                                    0
                                    Загрузчик uboot использовал от Vongera, прошивку собирал из исходников на основе его же инструкций.
                                    Как я уже писал его проект служил в качестве примера для первого запуска железа. Дальнейшая работа все еще впереди, требуется использовать минимальный объем памяти, поэтому в итоговом варианте все нужно будет сделать самому.
                            0
                            а почему вы не хотите использовать sdk от ралинк?
                              0
                              Пока готово только железо — по прошивке и используемым средствам еще предстоит раскрыть все вопросы.
                          0
                          Вот готово и железо и прошивка и корпус и модули для WiFi и BT. Есть так же звуковой интерфейс. Цена от 24 до 35 евро за всё.
                          olimex.wordpress.com/2015/05/18/the-long-anticipated-rt5350f-olinuxino-is-finally-in-stock-and-we-have-some-more-good-news
                          www.olimex.com/Products/OLinuXino/RT5350F/RT5350F-OLinuXino-EVB/open-source-hardware
                          image
                          image

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