Es kann schwierig sein, anderen Menschen eine SaaS-Betriebsplattform zu erklären.
In vielerlei Hinsicht lassen sich Plattformen am besten durch praktische Erfahrungen und nicht durch Worte erklären. Deshalb haben wir viel Zeit damit verbracht, darüber nachzudenken, wie wir den Menschen in einem einzigen Erlebnis genau vermitteln können, was Tulip .
Wir haben uns schließlich für einMontage entschieden, bei dem die Teilnehmer ihre eigene Wortuhr von Anfang bis Ende selbst bauen.
In der Praxis bedeutete das, dass wir diese Arbeitszeituhr von Grund auf selbst entwickeln mussten. Hier erfahren Sie, wie wir das Produkt hinter unserer neuesten Demo entwickelt haben.
Was ist eine Word-Clock?
Eine Wortuhr ist genau das, wonach es klingt. Es handelt sich um eine Uhr, die die Uhrzeit nicht über das klassische Zifferblattdesign oder digitale Ziffern anzeigt, sondern durch das Buchstabieren der Uhrzeit.
Warum die Wortuhr Montage?
Wir haben diese Wortuhr entwickelt, um die vielfältigen Facetten von Tulip zu veranschaulichen Tulip intelligente Arbeitsanweisungen, Geräteintegrationen, IoT und Analysen. In einer einzigen Demo erhält der Teilnehmer einen Überblick über alles, was Tulip .
In der Vorführung baut jeder potenzielle Kunde seine eigene Wortuhr zusammen. Dabei erleben sie alles, was ein Fabrikarbeiter erleben würde, und erkennen dabei die Leistungsfähigkeit und Flexibilität von Tulip. Am Ende dürfen die Teilnehmer die fertige Wortuhr als Geschenk behalten.
Entwurf der Wortuhr
Die Entwicklung der Wortuhr war eine Herausforderung in Sachen Technik, Design und Fertigung. Wir wollten ein ästhetisches Objekt, das insgesamt weniger als 10 Dollar kostet – einschließlich aller elektrischen und mechanischen Teile, eines Netzteils und eines Gehäuses.
Was braucht man, um eine Wortuhr zu bauen?
Was braucht man für eine funktionierende Word-Clock? Hier eine kurze Auflistung:
- Eine Frontblende mit Aussparungen für die Buchstaben zur Anzeige der Uhrzeit
- 2. Ein Diffusor für die LEDs, damit das Licht gleichmäßig verteilt wird. Ohne Diffusor wären die LEDs wahrscheinlich durch jeden Buchstaben hindurch zu sehen.
- Ein Gehäuse oder eine andere Möglichkeit, die einzelnen Komponenten zusammenzuhalten.
- Ein 3D-Wabengitter, das verhindert, dass Licht aus den einzelnen LEDs austritt. Ohne dieses Gitter würde das Licht einer einzelnen LED in die anderen Buchstaben übergreifen, wenn diese leuchtet. Dies würde das Ablesen der Uhr unmöglich machen
- Elektronik – mindestens 64 LEDs für eine 8×8-Uhr und einen Mikrocontroller, um das Ganze anzusteuern
- Eine Methode zur Zeitmessung, die genauer ist als ein Mikrocontroller.
- Der Code, mit dem der Mikrocontroller als Word-Clock-Quelle fungiert.
Das sind sieben verschiedene Komponenten, von denen jede ihre ganz eigenen Herausforderungen mit sich bringt.
Das kann doch nicht so schwer sein…
Es hat sich herausgestellt, dass die Entwicklung einer Wortuhr leichter gesagt als getan ist. Hier sind einige der Gründe, warum sich diese Aufgabe als kompliziert erwiesen hat.
Schrittweise Entwicklung eines endgültigen Entwurfs
Bei den meisten Wortuhren wird ein lasergeschnittenes Stück Metall oder Holz als Frontplatte verwendet, um das Licht abzuschirmen. Bei meiner Suche nach Entwürfen für Wortuhren stieß ich auf einige Modelle, bei denen eine flache Leiterplatte (PCB) sowohl als Frontplatte als auch als Lichtdiffusor diente. Der Siebdruck und das Kupfer waren in Form der Buchstaben im Negativ aufgebracht worden, und bei einer ausreichend dünnen Leiterplatte konnte das Licht als Diffusor hindurchscheinen.
Diese Funktionen haben drei unserer Probleme gelöst:
- Bei der Entwicklung einer Frontplatte haben wir zwei der anderen Komponenten kostenlos dazu bekommen
- Wir mussten keinen Diffusor hinzufügen, da die Leiterplatte sowohl als Diffusor als auch als Frontblende diente
- 2. Wir mussten kein Gehäuse hinzufügen, da wir die Rückplatte mit der Elektronik mechanisch an der Frontplatte befestigen konnten
Nachdem die meisten mechanischen Probleme gelöst waren, fehlte noch eine Sache: die Wabenstruktur. Ich bat unseren hervorragenden Anwendungsingenieur Justin, mir bei der Erstellung eines schnellen Entwurfs in Onshape zu helfen, den wir dann auf einem der Formlabs in unseren Labors ausdruckten. Wir stellten fest, dass der Druck direkt auf der Bauplatte die geringsten Verformungen verursachte. In mehreren Iterationen konnten wir die Toleranzen festlegen und einen Entwurf erstellen, der perfekt passte.
Da wir uns gegen ein Gehäuse entschieden hatten, war uns klar, dass wir keine elektrischen Bauteile auf der Rückseite anbringen durften. Dies geschah zum einen aus Sicherheitsgründen (wir wollten nicht, dass jemand versehentlich die Rückseite berührt und dadurch einen Kurzschluss verursacht) und zum anderen aus ästhetischen Gründen. Das bedeutete, dass alles auf die Platine passen musste – einschließlich des ATMega-Mikrocontrollers.
Was die elektrische Konstruktion und die Software angeht, habe ich ein anderes Design geforkt, das einen ATmega328 (denselben Chip wie ein Arduino) und einen vorgefertigten LED-Block verwendete. Wir konnten den Großteil des geforkten Codes verwenden (mit einigen geringfügigen Anpassungen hinsichtlich der Bildwiederholfrequenz und der Buchstabenplatzierung). Ich habe den Schaltplan aktualisiert und mich entschieden, das Layout in Eagle statt in Altium zu erstellen, damit das Design Open-Source-freundlicher wird.
Wir haben eine weitere Funktion hinzugefügt: ein Echtzeituhr- (RTC) und Batteriemodul, das die Uhrzeit auch dann beibehält, wenn das Gerät nicht mit Strom versorgt wird. Oftmals wird die Uhr zurückgesetzt, wenn bei Ihrer Mikrowelle oder Ihrem Herd der Strom ausfällt. Das liegt daran, dass diese Geräte keine RTC mit Batterie haben. Diese kleinen Module wurden mit einer Batterie geliefert und lösten eine Reihe von Konstruktionsproblemen im Zusammenhang mit Batterien. Wir programmieren diese Uhren auf die aktuelle Uhrzeit mithilfe von Tulip einem seriellen Protokoll (I2C), das wir direkt an unser Gateway anschließen.
Nachdem alle sieben erforderlichen Teile funktionierten, konnten wir den Entwurf für die komplette Wortuhr fertigstellen.
Beschaffung der Komponenten & Serienfertigung
In der Schule oder als Ingenieur endet der Prozess an dieser Stelle – man hat den Entwurf fertiggestellt und er sieht gut aus. Für mich war die Fertigstellung des Entwurfs nur die Hälfte des Prozesses – wir mussten das Produkt noch auf den Markt bringen. Das bedeutete, jemanden zu finden, der genügend Komponenten für 500 Word Clocks beschaffen konnte – das waren 500 ATMega328, 31.500 LEDs und 4.000 Widerstände sowie viele andere Bauteile.
Da wir bei unseren wichtigsten Hardwareprodukten (Light Kit Gateway) mit Auftragsfertigern zusammenarbeiten, konnten wir diese Beziehungen bereits in der Prototypen- und Serienproduktionsphase nutzen. Bei komplexeren mechanischen Projekten scheitert die Produktentwicklung von Hardware oft genau an dieser Stelle – es ist schwierig, einen Hersteller zu finden, der qualitativ hochwertige Teile fertigt. Glücklicherweise konnten wir dank unserer bestehenden Beziehungen und der ausgereiften Montage China die Serienproduktion relativ problemlos bewältigen.
Die Beschaffung der Komponenten gestaltete sich schwieriger, da wir sehr preisbewusst waren. Wir wollten nicht wie üblich vorgehen und unseren Auftragsfertiger beauftragen, die Teile in unserem Namen zu kaufen. Auch wollten wir keine amerikanischen Distributoren wie Digi-Key oder Mouser nutzen, da diese teuer sind und eine Einfuhr nach China erfordern.
Da die BOM überschaubar BOM und es sich bei den meisten Bauteilen um Standardkomponenten handelte, habe ich die Beschaffung selbst übernommen. Für den Großteil unserer Teile haben wir auf den chinesischen Distributor LCSC zurückgegriffen. Die Teile sind spottbillig, und wenn man den Expressversand bucht, kommen sie in etwa genauso schnell an wie bei nordamerikanischen Distributoren. Bei unseren Schlüsselkomponenten – den LEDs und dem Mikrocontroller – sind wir jedoch bei amerikanischen Distributoren geblieben.
Nachdem wir die Beschaffung geklärt und alle Teile an das Werk geliefert hatten, konnten wir reibungslos in die Serienproduktion übergehen und erhielten 500 unmontierte Einheiten.
Die Word Clock Montage App einen Blick
Hier ein kurzer Überblick über die „Word Clock“-App in der Praxis.
1.) Pick-to-Light-Systeme leiten die Bediener zum Fach des RTC-Moduls
2.) Programmieren Sie die Echtzeituhr
3.) Wähle die Grundplatte und den Abstandhalter aus
4.) Befestigen Sie die RTC
5.) Schließen Sie die Montage ab Montage schließen Sie die Uhr an
6.) Überprüfung der Word-Clock-Synchronisation
Montage.) Fertig!
Wenn Sie selbst eine Word-Clock bauen und sich Tulip möchten, besuchen Sie uns auf einer unserer nächsten Messen oder vereinbaren Sie noch heute einen Termin für eine Vorführung.