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.

Источник: habrahabr.ru/post/218995/