Всем привет!

Кто работал в больших компаниях прекрасно знает, что зачастую от заказа до прототипа может пройти достаточно много времени, ну а если речь идет о гос. предприятиях то с их любимыми разговорами про НИР (Научно Исследовательская Работа), НИОКР (Научно Исследовательская  и Опытно Конструкторские Работы) все может затянуться на годы.

Хочу показать примере создания прототипа за один день.

Итак заявка — нужен вакууметр позволяющий поддерживать давление в камере в заданных пределах  ( 1 кПа) с автоматическим включением и отключением вакуумного насоса и байпас линией, и линией сброса давления перед выключением вакуумного насоса (дабы в обратку не пошло масло из компрессора, хотя во всех вакуумниках стоит специальный клапан),  если заказчик просит надо делать.

  1. Обговариваем типы клапанов, остановились на нормально закрытых с напряжением открытия 12 в.
  2. Точность — 1 кПа достаточно, соответвтенно будет использоваться дешевый аналоговый датчик XGZP101SB1 + двухканальный Rail-to-Rail операционник  MCP6021 от Microchip ну и исходя из необходимой точности можно было поставить микроконтроллер с 10 битным АЦП но подумал и решил всетаки поставить 12 битник.
  3. Микроконтроллер STM 32F030 (отладку буду вести на STM32F042)
  4. На счет дисплея никаких особых просьб небыло поэтому на прототип ставлю  OLED 128×64 (SSD1306) у меня на складе их много 🙂
  5. Просьба заказчика собрать в кратчайшие сроки для предварительной проверки.

Перво наперво — воткнул датчик в отладочную плату, и за пару часов с перерывами на чай написал код для проверки, убедился что сам датчик работает (есть реакция на изменения давления) сьездил к другу и по откалиброванному прибору записал показания от 0 до 101 кПа

Делаю аналоговую плату:

За основу взяты Application Notes от TI (да вы не ошиблись операционник от Microchip но так уж сложилось, что у ТI описание на его прямую замену гораздо лучше 🙂 )

Итак сам датчик представляет из себя разомкнутый мост Уитстона, в каждом плече установлено сопротивление 5кОм.

Прикинул схему…. последовательно два канала операционника первый в режиме диф усилителя, второй повторителем, коэффициент усиления 20.

Для изготовления платы буду использовать стандартный набор:

Отрезаем от листового фоторезиста столько сколько нужно для того, чтобы закрыть плату с небольшим припуском.

каплю воды на плату, снимаем верхнюю пленку укладываем на плату, разглаживаем и в ламинатор.

Температура ламинатора от 125 до 150 градусов, прогоняю пару раз. Далее распечатка фотошаблона на обычной офисной бумаге, тонером к плате, капля подсолнечного масла на распечатанный шаблон и трафарет становиться прозрачным. Экспонирую самодельной лампой.

После экспонирования засвеченные участки проявляется (темнеют).

Готовлю раствор для проявки, ложка волшебного средства:

Все верно это обычный стиральный порошек, столовой ложки на стакан воды достаточно 🙂

Процесс пошел 🙂 тут главное следить, проявка идет пару минут всего.

Проверил, что нет подтравов и готовлю раствор для травления платы, использую персульфат аммония.

Через 10..15 минут, плата готова.

Для очистки платы после травления от остатков фотошаблона использую средство для снятия жира, как показала практика не только у жира но и у фотошаблона нет никаких шансов против него.

Ну и готова плата с прошитым контроллером на Bread Board

Плата была изготовлена за 3 часа, тестовая прошивка для испытания датчика написана за 2 часа, когда все было собрано еще пару часов потребовалось для доработки прошивки микроконтроллера под новую аналоговую часть.

Итог за один день был сделан прототип устройства.

Плата была изготовлена за 3 часа, тестовая прошивка для испытания датчика написана за 2 часа, когда все было собрано еще пару часов потребовалось для доработки прошивки микроконтроллера под новую аналоговую часть.

Итог за один день был сделан прототип устройства.

Вопрос который часто слышу — как удается делать прототипы так быстро — ответы:

  1. Постоянно приходится держать руку на пульсе и просматривать новинки, если вижу, что какое то новое изделие решает проблему которая у меня возникала раньше — не задумываясь покупаю на склад, выстреливает одно из 10 но окупает все 10 :). В данном случае датчики были заказаны под совместный проект с Волгоградским Техническим Университетом месяц назад. Устройство же которое было собрано с успехом заменит кое какое санкционное лабораторное оборудование и ценник на него покроет все расходы.
  2. Не стараюсь тянуть одеяло только на себя, в данном случае у меня были наработки и помощь не потребовалась, если бы задача была сложней, отдал бы ее на оутсорс (сетевое взаимодействие обычно пишет другой человек, он на этом собаку сьел) реально дешевле платить профи 20$ в час и получить готовый продукт за день, чем самому разбираться пару недель .
  3. Понятное дело, что для доведения этого устройства до производства (подготовка документов, введение в схему второго датчика для измерения давления в магистрали и добавление драйверов потребуется какое то время но заказчик увидел, что все работает и может быть сделано довольно быстро.

Сколько стоит такая работа. В данном конкретном случае — за создание MVP (минимально жизнеспособного продукта) для проверки самой идеи заказчик не заплатит ни копейки.

Потраченное время и деньги вернуться как только будет заказан первый прибор.

Алексей Седышев, DaWinch.ru, 2020

История одной разработки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *