Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

शेन्ज़ेन में एक टेनिस-ट्रैकिंग डिवाइस का प्रोटोटाइप: एक पाठ

निर्माताओं, इंजीनियरों और DIY उत्साही लोगों के लिए, शेन्ज़ेन, चीन एक सपने की दुनिया का एक सा है। एक बार जब आप बाजारों में खरीदे जाने वाले घटकों के घटिया इंटरनेट और संदिग्ध मूल से बाहर निकल जाते हैं, तो आपको एहसास होता है कि आप कितनी जल्दी और आसानी से लगभग कुछ भी कर सकते हैं। लगभग $ 100 के लिए आप एक दो दर्जन 4-लेयर पीसीबी और एक स्टेनलेस स्टील स्टैंसिल प्राप्त कर सकते हैं। एक और $ 50 के लिए आप इसे 2 दिनों में प्राप्त कर सकते हैं। यह गंभीर रूप से सस्ता है, और खेल तब बदलता है जब आपके पास तेज, सस्ते विनिर्माण के लिए ऐसी तैयार पहुंच होती है। इलेक्ट्रॉनिक्स बाजार शर्म करने के लिए वॉल-मार्ट डालता है, और आप घटकों की रील ले जाने या कैपेसिटर से भरी गाड़ी को धक्का देने के बिना 20 फीट नहीं चल सकते। मैं लेवी सक के साथ वहां था, जो शॉट स्टैट्स के लिए मेरे सह-संस्थापक, चैलेंजर के निर्माता, टेनिस स्विंग ट्रैकिंग डिवाइस थे। हम इस नई जगह से उत्साहित और अभिभूत थे और ऐसा लग रहा था कि कुछ भी संभव है।

शेनजेन में HAXLR8R में भाग लेने के दौरान मैंने अपने आकाओं से बार-बार सुनाए जाने वाले वाक्यांशों में से एक था, "ओह ... हाँ, यह एक चुनौती होगी।" वह और मंदारिन वाक्यांश "इनमें से एक!" अंतरराष्ट्रीय बिंदु पर मेनू चैम्पियनशिप में किसी भी जगह। जितना मुझे चित्र मेनू के बिना रेस्तरां का डर था, मुझे एक नए और महत्वाकांक्षी उत्पाद के प्रोटोटाइप के साथ जुड़े अज्ञात से बहुत अधिक डर था। हमारे संरक्षक अद्भुत थे लेकिन काफी बार उन्होंने फिर से दोहराया कि यह पूरी प्रक्रिया कितनी कठिन होगी। वे निश्चित रूप से सही थे; हमने निर्माण के लिए एक बहुत ही चुनौतीपूर्ण उत्पाद चुना है।

हम अपने पहले प्रोटोटाइप को लाए थे, एक 3 डी-मुद्रित एसएलए आवास के साथ एक छोटी सी बात, जो केवल दो मैट्रिक्स दिखाती थी। उस में एक Atmel xMega MCU (जिसे मैं जल्दी से नापसंद करने के लिए बढ़ा था), एक Invensense MPU-9150 IMU, और बहुत कुछ नहीं। मुझे बहुत जल्द एहसास हुआ कि हम बहुत अधिक बिजली की आवश्यकता के लिए जा रहे थे क्योंकि हमारे बहुत से डेटा crunching जहाज पर किया जाता है। मुझे पता था कि हम क्या चाहते थे: श्रव्य प्रतिक्रिया, ब्लूटूथ, एक ओएलईडी डिस्प्ले, मल्टीपल मोशन सेंसर और एक शक्तिशाली प्रोसेसर। सूचियां बनाना आसान है, लेकिन उस सूची को उत्पाद में बदलना आसान नहीं है।

कोई भी सौंदर्य प्रतियोगिता नहीं जीतना ...

बिना कपड़ों के बहुत पहले प्रोटोटाइप!

मैंने एक रात में एक हाथ में माउस के साथ डेटशीट के लिए एक दो रातें बिताईं और दूसरे में एक पुराने जमाने की तरह, जैसा कि सप्ताहांत में होता है। मैं जल्द ही एआरएम वास्तुकला पर बस गया। इस बिंदु पर, सबसे बुनियादी या कम लागत वाली परियोजनाओं को छोड़कर, कुछ और उपयोग करने के लिए यह समझ में नहीं आया। वे तेज़, सस्ते, भरपूर, और अविश्वसनीय रूप से अच्छी तरह से समर्थित हैं। मैं अपने पहले पूरी तरह कार्यात्मक प्रोटोटाइप के लिए एक आधार के रूप में Arduino प्लेटफॉर्म का उपयोग करने से सावधान था। Arduino बहुत अच्छा है और मैंने इसका भरपूर उपयोग किया है, लेकिन मैं अभी भी इसे "हॉबीस्ट" श्रेणी में मजबूती से देखता हूं और वास्तव में एक अच्छा विकल्प नहीं है जब आपका अंतिम गेम एक तैयार उपभोक्ता उत्पाद का निर्माण कर रहा हो। वहाँ सब कुछ के लिए ढाल रहे हैं, लेकिन वे परीक्षण के लिए एक टेनिस रैकेट के साथ संलग्न करने के लिए थोड़ा बहुत पागल हैं, जिसका मतलब है कि हमारा सबसे अच्छा विकल्प एक कस्टम पीसीबी था।

मैंने पहले मीड का उपयोग किया था और मीड से NXP LPC1768 किट को गंभीरता से देखना शुरू किया था। यह NXP ARM Cortex M3 माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है और काफी शक्तिशाली है। इसने गंभीर प्रोटोटाइप के लिए बहुत सारे बॉक्सों की जाँच की: गति, कम लागत, उपयोग में आसानी। विशेष रूप से IDE Arduino IDE की तुलना में उपयोग करने के लिए अधिक सुखद है यदि आपके पास प्रबंधित करने के लिए बहुत सारी लाइब्रेरी और फाइलें हैं। सबसे अच्छी बात यह है कि एक एचडीके उपलब्ध था जिसने एमबेड इंटरफेस को रखते हुए हमारे अपने कस्टम बोर्ड में लागू करना अपेक्षाकृत सरल बना दिया। मैंने इसे एक अच्छे समाधान के रूप में देखा जो हमें जल्दी से पुनरावृति करने की अनुमति देगा और फिर आसानी से हमारे कोड को अगले प्रोटोटाइप में पोर्ट करेगा जहां हम एक पूर्ण-विशेषताओं वाले एआरएम टूलचैन पर स्विच करेंगे।

अल्टियम के साथ कुछ महीनों के बाद, हमारे दूसरे प्रोटोटाइप का जन्म हुआ। यह हमारा पावरहाउस बोर्ड था, जिसमें उन सभी सेंसरों की आवश्यकता होगी जो उस समय हमारे लिए आवश्यक थे। मैं सावधानी और लचीलेपन की ओर झुकाव करता हूं, इसलिए मैं चाहता था कि एक ऐसा बोर्ड हो जिसका उपयोग हम फर्मवेयर का परीक्षण करने के लिए कर सकें, उपयोगकर्ता इंटरफ़ेस विकसित करने के लिए, और डेटा इकट्ठा करने के लिए। इतना ही नहीं बल्कि इसे काफी छोटा होना पड़ा ताकि यह टेनिस रैकेट पर आसानी से फिट हो सके। उन चीजों को पूरा करने के लिए दूसरा प्रोटोटाइप मीड-कम्पेटिबल था, और पहले के मुकाबले बहुत बड़ा सुधार। अंदर पैक किया गया एक कॉर्टेक्स एम 3, एक यूएसबी इंटरफेस, ड्रैग-एंड-ड्रॉप प्रोग्रामिंग, माइक्रोएसडी, 4 एक्सेलेरोमीटर, एक ब्लूटूथ 4.0 रेडियो, ऑडियो आउटपुट, फ्लैश मेमोरी, एक ओएलईडी डिस्प्ले, एक बैटरी चार्जर, और कई बटन थे। 170 से अधिक घटक अपेक्षाकृत छोटे बोर्ड में ढह गए।

मुझसे अक्सर पूछा जाता है, "चार एक्सेलेरोमीटर क्यों?" यह एक मूर्खतापूर्ण संख्या की तरह लगता है, जैसे कि हम सिर्फ 50-ब्लेड वाले रेजर के लिए एक उच्च तकनीक एनालॉग बनने की कोशिश कर रहे हैं। हालांकि इसके लिए एक अच्छा कारण है, और यह लचीलेपन की मेरी प्रशंसा पर वापस जाता है। 4 एक्सेलेरोमीटर सभी अलग-अलग हैं - एक को उच्च आवृत्ति डेटा एकत्र करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, एक को उच्च त्वरण (400 ग्राम तक) के लिए डिज़ाइन किया गया है, और एक बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन वाला सेंसर है जिसमें गायरोस्कोप और मैग्नेटोमीटर शामिल हैं। हम चौथे के बारे में अनिर्णीत थे, लेकिन यह कभी नहीं होता कि अधिक विकल्प हों। एक प्रोटोटाइप पीसीबी डिजाइन करते समय, आपके पास जगह है, यह बहुत सस्ता और अधिक सेंसरों को जोड़ने के लिए सरल है, जब तक कि आप अगले संशोधन के लिए आवश्यक नहीं हैं। यह बेहतर है और इसकी आवश्यकता नहीं है, आखिरकार।

यह वह जगह है जहां मैं आपको बताना चाहता हूं कि पहली कोशिश में सब कुछ शानदार रहा। दुर्भाग्य से, मैं नहीं कर सकता। जैसा कि किसी भी हार्डवेयर डेवलपर को पता है, शायद ही कभी ऐसा होता है। पहली समस्या रिफ्लो ओवन का खराब तापमान नियंत्रण था जो मैं बोर्डों को मिलाता था। मेरा अनुमान है कि इसका इच्छित उपयोग भेड़ के बच्चे के दलालों का था, और यह बस कारखाने में गुमराह हो गया। किसी भी तरह से, छह बोर्ड और लगभग $ 600 घटकों को गंभीरता से गरम किया गया और संभावित रूप से नष्ट कर दिया गया। डिबगिंग हार्डवेयर एक बुरा सपना हो सकता है, खासकर जब आप यह सुनिश्चित नहीं कर सकते हैं कि आपके कौन से घटक अच्छे हैं और किन लोगों ने भुना हुआ मार्शमॉलो का सबसे अच्छा प्रभाव डाला है।

डिबगिंग ... इंजीनियर का संकट।

दूसरे प्रयास में मैंने कुछ अधिक ध्यान रखा और अच्छे बोर्डों के साथ समाप्त हुआ। यहां, एक और समस्या दिखाई दी: सब कुछ ठीक काम करने लगा, लेकिन प्रदर्शन ने चालू करने से इनकार कर दिया। कुछ जांच के बाद मैंने देखा कि प्रदर्शन की कोई शक्ति नहीं थी, इसलिए मैं सूची से नीचे चला गया। अवयव? चेक। योजनाबद्ध? चेक। संकेतों पर नियंत्रण? चेक। सब कुछ ऐसा लग रहा था कि यह क्या करना चाहिए था, लेकिन 9.5V बूस्ट रेगुलेटर से आने वाली कोई शक्ति नहीं थी।

हर बोर्ड की जाँच करने और उसी समस्या का पता लगाने के एक और दिन के बाद, मैंने आस्टसीलस्कप निकाला और नियामक के इनपुट और आउटपुट की जाँच की, लेकिन कुछ भी नहीं देखा। इस बिंदु पर मुझे चीन में विनिर्माण के साथ आम समस्याओं में से एक याद आया: नकली घटक। मैंने एक अप्रयुक्त बूस्ट रेगुलेटर लिया, इसे प्लास्टिक के एक टुकड़े पर सुपरगेल किया, और इसे ऊपर से नीचे तक सैंड करना शुरू कर दिया। कुछ मिनटों के बाद, मैंने धातु पैड के नीचे सभी तरह से रेत कर दिया था और महसूस किया कि यह कुछ भी नहीं था, लेकिन अंदर बिना सिलिकॉन वाले काले प्लास्टिक का एक हिस्सा था!

पूरी तरह से खाली!

लगभग मेरे सभी घटकों को शेन्ज़ेन के स्थानीय बाजार से प्राप्त किया गया था। आम तौर पर, आप इसे विश्वास पर लेते हैं कि चीजों को काम करना चाहिए, जैसे कि विशेष रूप से मूसर या डिजी-कुंजी जैसे प्रमुख वितरकों से। हमारे मामले में, बाजार के निकट होने के नाते, हाथ में नकदी और घटकों की एक सूची के साथ बूथ पर चलना और मौके पर आपकी ज़रूरत की हर चीज़ का ऑर्डर करना तुच्छ था। कुछ घंटों बाद आप वापस आए और अपने ऑर्डर वाले बैग को उठाया। उस गति और सुविधा के स्तर के साथ पृथ्वी पर कोई अन्य स्थान नहीं है। निश्चित रूप से, नकारात्मक पक्ष यह है कि आप हमेशा यह सुनिश्चित नहीं कर सकते हैं कि आपको क्या मिल रहा है।

उस बिंदु से मैंने केवल डिजी-की से महत्वपूर्ण घटकों का आदेश दिया। 2-3 दिन के इंतजार के बावजूद, $ 30 शिपिंग, और 30 प्रतिशत आयात शुल्क यह अभी भी घटकों के निवारण के दिनों को बर्बाद करने से बेहतर है, जो नकली, ग्रे-मार्केट या सिर्फ सादे खाली हो सकता है। जब आप प्रोटोटाइप कर रहे होते हैं तो पहले से ही बहुत सारी चीजें होती हैं जो गलत हो सकती हैं और यह सबसे अच्छा है कि किसी भी अधिक को न जोड़ें। मैं एक तरह से भाग्यशाली था क्योंकि वह बूस्ट रेगुलेटर बस खाली था। दूर की बात है कि एक काम किया गया था, लेकिन बाहर काम कर रहा था, आंतरायिक समस्याओं के लिए अग्रणी।

लगभग जैसे ही उन बोर्डों को तय किया गया - अप्रैल की शुरुआत के आसपास - हमें तीसरे प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए गियर को शिफ्ट करना पड़ा। यह नया प्रोटोटाइप कम कार्यात्मक होगा लेकिन अंतिम उत्पाद के लिए हमारी दृष्टि के समान होगा। इस समय हम अपने किकस्टार्टर अभियान के लिए कमर कस रहे थे, इसलिए मैंने Arduino IDE में लिखे कोड को चलाकर सामान्य Atmega32u4 का उपयोग करने के लिए चुना। इसमें डेटा एकत्र करने और स्क्रीन के लिए उपयोग किए जाने वाले एक्सेलेरोमीटर भी था।

हम अपने अंतिम उत्पाद के अच्छे, कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर में अपने वर्कहॉर्स प्रोटोटाइप की कार्यक्षमता के सभी को रटना पसंद करेंगे।दुर्भाग्य से कि चिप-स्केल घटकों और मशीन प्लेसमेंट के साथ 8+ लेयर बोर्ड की आवश्यकता होगी। यह सब “महंगे” और “धीमे,” दो शब्दों में तब्दील होता है जिन्हें कोई भी स्टार्टअप संस्थापक सुनना पसंद नहीं करता। हालांकि, गंभीर रूप से कम कार्यक्षमता के बावजूद, तीसरे प्रोटोटाइप ने हमारे दिमाग में और उन लोगों के दिमाग में उत्पाद को वास्तविक बनाने के लिए एक लंबा रास्ता तय किया। स्कैमैटिक्स और ड्राइंग सभी अच्छी तरह से और अच्छे हैं लेकिन वास्तव में एक विचार घर लाने के लिए हार्डवेयर का एक टुकड़ा रखने की तरह कुछ भी नहीं है।

आज शॉट आँकड़े परिवार!

हमने अपने फंडिंग लक्ष्य को पार करने के बाद बस अपने किकस्टार्टर को समाप्त कर दिया है, और हम विनिर्माण के लिए तैयार होने तक अधिक उन्नत प्रोटोटाइप विकसित करने और चैलेंजर को परिष्कृत करने के लिए उत्साहित हैं। हमने निश्चित रूप से इस पूरी प्रक्रिया में कुछ कठिन सबक सीखे हैं और निस्संदेह कई और अधिक होंगे। अंत-लक्ष्य होने पर प्रोटोटाइप चरण के माध्यम से जाना एक उपभोक्ता उत्पाद तंत्रिका-टूटने और निराशा हो सकती है, लेकिन दुनिया में कुछ ऐसा देखने के लिए भी रोमांचक है जो आपके दिमाग में केवल एक विचार था। इसलिए हम ऐसा करते हैं, आखिर


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