Eingebetteter AntexGate-Computer. Vom Prototyp bis zur Serienproduktion

Vor nicht allzu langer Zeit haben mein Team und ich einen kleinen eingebetteten Computer zur Lösung von IIoT- und industriellen Automatisierungsaufgaben entwickelt. Der erste Artikel über unser Gerät kann hier eingesehen werden .



Wir haben uns entschlossen, das Gerät auf dem weit verbreiteten und getesteten Raspberry CM3 + -Modul zu entwickeln, mit dem wir einen Computer mit hervorragenden Computerfähigkeiten, einer großen Community und Benutzerfreundlichkeit erstellen konnten. Unter dem Schnitt werde ich Ihnen in Etappen erzählen, womit sie angefangen haben und wozu sie am Ende gekommen sind.

Die Qual, einen Fall zu wählen

Für Geräte, auch im industriellen Bereich, sind das Aussehen des Geräts und die Vollständigkeit sehr wichtig. Daher begann eine lange Suche nach einem Gehäuse, das unseren Größenanforderungen entspricht. Ich wollte so viel wie möglich in eine Schachtel passen und die minimalen



Plattenparameter waren 10 * 10 cm. Nachdem wir mehrere Varianten der Koffer bestellt hatten, mussten wir mehr davon wegwerfen, da sie nur für Heimwerker geeignet waren und sie an Leute in dieser Form verkauften war nicht möglich. Der Hauptkonkurrent war zu dieser Zeit ein Aluminiumgehäuse mit Kunststoffabdeckungen von 10 * 10 * 5 cm (Abbildung 1).





Abbildung 1 - Der erste Fall



Nachdem wir diesen Körper in der Hand erhalten hatten, wurde beschlossen, bei ihm anzuhalten. Gleichzeitig ging die Entwicklung der Platine zu Ende und es war bereits möglich, anhand der Zeichnungen abzuschätzen, wie die Enden für die Ausgangsanschlüsse zu verarbeiten sind. Die Kunststoffgehäuseabdeckungen nach der Bearbeitung ließen es jedoch nicht marktfähig aussehen, und wir kamen wieder zu einem Handwerk und nicht zu einem fertigen Handelsprodukt.



Der Glanz wurde schnell zerkratzt und die Löcher sahen in diesem glänzenden Rahmen sehr asymmetrisch aus (Abbildung 2). Erwartung und Realität, wie sie sagen.





Abbildung 2 - Kunststoffgehäusedeckel



Wir mussten das Gehäuse jedoch nicht aufgeben, da der Hersteller das gleiche hatte, aber mit Aluminiumenden bestellten wir es schnell und waren überrascht, wie perfekt es aussah (Abbildung 3). Die Enden sind sehr schön, matt und zusätzliche Störfestigkeit war ein Bonus. Ein solcher Fall kostet etwas mehr, aber Schönheit erfordert Opfer.





Abbildung 3 - Metallgehäuse



Der zweite Versuch, die Enden zu verarbeiten, war viel erfolgreicher. Wir haben die Technologie der Inschriften durch Gravieren ausgewählt (Abbildung 4), aber es gab Nachteile, die behoben werden mussten. Das Wichtigste ist, dass der Graveur (Bohrer) sehr klein und empfindlich ist, die Gravurgeschwindigkeit ziemlich niedrig ist. Außerdem bricht der Bohrer selbst häufig. Aufgrund all dessen steigt der Preis aufgrund der verbrauchten Strom- und Arbeitskosten stark an. Außerdem gelangt Schmutz in die Gravur und Aluminium oxidiert allmählich, wodurch die Inschriften weniger auffallen.





Bild 4 - Gravur eines Metallgehäuses



Sie haben versucht, diese Technologie auf Lasergravur umzustellen, aber es stellte sich als hässlich heraus. Der Laser brannte die Farbe falsch aus und die Inschriften erwiesen sich als dunkel.



Als Ergebnis kamen wir zum Siebdruck mit Backen im Ofen (Abbildung 5). Diese Technologie hat sich als die schnellste und robusteste erwiesen. Es kam darauf an, eine Vorlage einmal zu bestellen (Fotoausgabe) und daraus eine Charge von bis zu 50 Stück pro Tag herzustellen.





Abbildung 5 - Serigraphie des Falles

Fehlerbehebung

Der Fall war beendet, aber die Tafel blieb fehlerhaft. Die Idee unseres Computers ist, dass jeder Benutzer problemlos zusätzliche Geräte in das Gerät einbauen kann, indem er die vier Schrauben am Gehäuse wie bei seinem Laptop löst. Ich denke, die Zeiten, in denen die Aufkleber "Nicht öffnen, Garantieverlust" auf die Hüllen geklebt wurden, sind vorbei.



Im Inneren des Gehäuses befinden sich Peripheriegeräte für die Firmware des Computermoduls, eine SIM-Karte und vieles mehr. Es gab jedoch ein Problem bei der Montage der Platine im Gehäuse, nämlich die Ausgangs-LEDs an den Beinen, die ständig von unseren Kunden gebogen wurden, die Prototypen zum Testen verwendeten (Abbildung 6).





Abbildung 6 - Ausgangs-LEDs an den Beinen



In dieser Hinsicht musste ich die Dioden an den Beinen gegen seitlich leuchtende SMD-LEDs austauschen, und das Problem mit der Installation der Platine im Gehäuse wurde gelöst, nichts anderes wurde verbogen (Abbildung 7).





Abbildung 7 - SMD-LEDs



Die Anzeige befand sich tief im Gehäuse und um das Licht zu sehen, musste man das Ende im rechten Winkel betrachten. Die Idee von optischen Fasern aus transparenten Polymermaterialien kam mir in den Sinn (Abbildung 8). Es blieb ein Budget zu finden, aber ästhetisch schöne Option. Ein Milchplexiglas mit einer Transparenz von 20% und einer Blechdicke von 3 mm kam in den Sinn. Bei der allerersten Laserschneidfirma wurde der Durchmesser eines Miniaturzylinders ausgewählt, der dem Durchmesser des Lochs im Körper entsprach. Die Besonderheit ist, dass die Maschine beim Laserschneiden eine kleine Abschrägung des unteren Durchmessers von 0,1 mm ergibt und wir so einen Beutel mit Miniaturkegelstümpfen mit einem unteren Durchmesser von 2,9 mm und einem oberen Durchmesser von 3 mm erhalten haben und die Höhe 3 mm betrug, wie die Dicke der Enden unseres Körpers. Wir führen den Kegel in das Loch ein und die Pressverbindung treibt diese Fasern fest in das Loch, und ein kleiner Tropfen Klebstoff auf der Rückseite fixiert sie fest.





Abbildung 8 - Plexiglas-Lichtleiter



Das Gerät erhielt mit einer geringen Investition in das Gehäuse ein ästhetisches Erscheinungsbild. Dieser Weg ist jedoch zu Beginn der Produktion gut und es ist geplant, die Kosten zu senken, indem bei der Erhöhung der Produktion ein ähnliches Gehäuse hergestellt wird. Kunststoffformteile werden aufgrund des teuren Anlaufs und der im Vergleich zu Metall geringen Abschirmleistung nicht berücksichtigt.

Ergebnis

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Wir hoffen, dass wir unsere Leser dazu inspirieren, Ihre persönlichen Projekte in eine größere Produktion mit kommerzieller Perspektive umzuwandeln. In unserem großen Land, in den Regalen der Initiatoren, sammeln sich wirklich notwendige Dinge, die die ausländische Produktion ersetzen können.



Im nächsten Artikel werden wir Ihnen die Testgeschichte und die Feinheiten beim Einrichten des mPCIe 3G-Modems Huawei und des mPCIe LoraWan-Moduls MikroTik erläutern.