Ciclurile de dezvoltare a produselor devin din ce în ce mai mici, iar presiunea de a scurta timpul de lansare pentru noile produse crește. Organizațiile caută întotdeauna soluții vizuale cât mai simple și flexibile pentru aplicațiile lor.
Soluție modulară versus design discret
Există 2 metode de a adăuga un display la designul dumneavoastră - fie:
1. în câțiva pași:
- design în LCM discret,
- dezvoltarea tuturor librăriilor necesare,
- software pentru controlul display-urilor (design discret).
2. sau folosind un modul de afișare inteligent standard, care este gata de utilizare imediată (soluție modulară).
Ambele opțiuni prezintă avantaje și dezavantaje cu privire la costuri, flexibilitate, scalabilitate, control asupra componentelor, timpul de dezvoltare și complexitatea dezvoltării, etc. Ambele opțiuni trebuie luate în considerare în detaliu cât mai devreme în procesul de planificare.
Dacă ne uităm doar la prețul materialelor, un design discret poate părea opțiunea mai atractivă, în comparație cu prețul modulului finalizat. Cu toate acestea, luând în considerare timpul și resursele necesare pentru designul în sine, în comparație cu soluția modulară finalizată, beneficiile pot fi puse pe picior de egalitate.
Avantajele designului discret în sine: beneficii de cost pe termen scurt și lung
Avantajele soluției modulare: ușurința și viteza cu care se utilizează
Exemple de implementare a designului discret
Să luăm un exemplu în care o aplicație sau un dispozitiv existent se îmbunătățește pentru a include o interfață grafică de utilizator (GUI) cu funcționalitate touch. Acest lucru înseamnă înlocuirea butoanelor fizice sau a altor dispozitive de intrare cu un panou tactil.
Acest dispozitiv existent funcționează pe un microcontroler de 8 biți (MCU) și necesită a fi upgradat, astfel încât să aibă un display grafic color, cu interfață tactilă. Deși majoritatea MCU-urilor sunt capabile să se conecteze la LCD folosind un controler sau un controler separat, dimensiunea și rezoluția display-ului ar putea fi limitată de către resursele MCU-ului. Controlerul poate fi integrat în MCU sau în display. De exemplu, este posibil ca un MCU de 8 biți să poată controla un display cu matrice de puncte cu două linii, însă este posibil să nu aibă suficientă putere de procesare pentru a controla ceva mai mare.
Pentru a crea un mediu captivant și bogat din punct de vedere grafic, designerul va trebui să adauge o cantitate semnificativă de software integrat (librării, fișiere de tip imagine) în aplicație. Doar efortul de dezvoltare pentru a face un display LCD ca dispozitiv de ieșire este destul de mare. Adăugarea unei funcții tactile va face lucrurile chiar și mai complicate, iar LCD-ul va fi folosit ca dispozitiv de intrare.
Folosind această abordare, sunt necesare cercetări și eforturi considerabile pentru a vă putea concentra pe dezvoltarea hardware și software. După finalizarea dezvoltării aplicației și începerea producției, este necesară menținerea unui control strict asupra calității viitoare a display-urilor. Există întotdeauna posibilitatea ca ceva să se schimbe pe display fără notificare prealabilă. Această modificare poate cauza chiar și probleme la asamblare, și poate necesita reproiectarea sau îmbunătățirea controlerelor de display. Pentru a efectua această sarcină, e posibil să fie necesară o echipă dedicată de tehnicieni. Cu toate acestea, ciclul de viață (producție) scurt prezent la majoritatea display-urilor TFT din ziua de azi reprezintă un risc și mai mare. Chiar dacă aproape întotdeauna există un înlocuitor, acesta este rareori un înlocuitor 1: 1 complet, fără a fi necesare alte modificări SW sau HW.
Deși dezvoltarea propriului design individual oferă mai mult control asupra producției (serii mici) și a costurilor, aceasta prezintă costuri suplimentare asociate cu costurile mai mari de inginerie și dezvoltare. Luăm, de asemenea, în considerare timpul necesar pentru a dezvolta pașii mai sus menționați.
Nivelul suplimentar de complexitate pentru o producție în serie mică poate afecta disponibilitatea pe termen lung a componentelor selectate. În cazul în care activitatea unei componente cheie este întreruptă, reproiectarea interfeței grafice de utilizator va fi necesară, și poate genera amânări extensive și costisitoare în asamblare, adică în finalizarea produsului.
Exemplu de implementare a designului modular
O abordare alternativă în raport cu designul display-urilor este utilizarea unui modul de afișare inteligent standard. Modulele de acest tip includ, de obicei, o interfață standard, cum ar fi I2C, SPI, sau UART, pentru comunicarea cu gazda. Anumite module includ, de asemenea, și un microcontroler integrat, care are grijă de toate elementele grafice, și poate include și diferite ieșiri I / O și alte periferice, care eventual pot permite modulului să ruleze întreaga aplicație țintă.Multe module au diferite funcții integrate, care permit o utilizare relativ ușoară din MCU-ul gazdă. Anumite module vin cu un mediu de dezvoltare integrat complet, ce integrează design-ul și construcția interfeței grafice de utilizator ca parte din procesul complet de design integrat. O parte dintre procesele de lucru pentru dezvoltarea acestor funcții IDE și drag-and-drop "WYSIWYG" permit dezvoltarea extrem de rapidă a unui prototip și a aplicației, fără a fi necesară scrierea unui cod.
Avantajul utilizării unei abordări modulare este că toate driverele, elementele de bază și funcțiile interfeței grafice de utilizator au fost deja dezvoltate și testate. MCU-ul gazdă poate, de asemenea, stoca toate sarcinile display-ului în modul, astfel încât gazda să își poată dedica toate resursele aplicației principale.
Astfel, inginerii se pot concentra pe designul efectiv al interfeței grafice de utilizator, fără a-și face griji pentru dezvoltarea de nivel inferior.
Practic, se începe cu dezvoltarea generală, și elimină luni de muncă alocate configurării lucrurilor de bază.
În prezent sunt disponibile mai multe soluții de modul inteligent. Una dintre aceste soluții este disponibilă de la 4D Systems, într-o varietate de module de afișare, cu diferite opțiuni de dimensiune și opțiuni tactile, ce se programează folosind mediul de dezvoltare integrat 4D Workshop4 IDE.
Seria gen4 de module HMI a fost proiectată pentru a lucra cu aproape orice formă de MCU gazdă sau procesor. Acesta funcționează și pentru dispozitive de mici dimensiuni, cu un număr mic de pini, deoarece întreaga interacțiune dintre modulul de afișare și gazdă are loc prin intermediul unei conexiuni seriale simple, ce este suportată de majoritatea MCU-urilor.
Modulul de afișare înlătură toate cerințele de proiectare de nivel inferior, iar dezvoltatorul se poate concentra pe dezvoltarea unei interfețe grafice de utilizator și a aplicației de bază.
Prototipurile pot fi, așadar, finalizate în câteva zile, iar aplicația finală poate fi gata în câteva săptămâni, ceea ce scurtează masiv timpul de intrare pe piață.
Analiză de cost – design discret vs design modular
Haideți să aruncăm un ochi la un posibil scenariu de analiză de cost, pentru a vedea ce spun cifrele.
De exemplu, să analizăm un scenariu în care, pentru o aplicație existentă, se proiectează un display LCD de 4.3-inch cu funcție tactilă capacitivă și sticlă de protecție. Vom menționa ambele abordări, pentru a putea efectua comparația.
Exemplu de specificații de design
• Durată de viață proiect: 2 ani• Volum total necesar: 1,200 bucăți
• Volum de livrare: 50 de bucăți pe lună
Design discret
• Pentru dezvoltare și design sunt necesari doi ingineri de dezvoltare.
• Costuri cu salariul anual per inginer: 36,000€ / an
• Timpul de dezvoltare este de 6 luni.
• Costuri de dezvoltare pe 6 luni: 18,000€ x 2 ingineri de dezvoltare
• Cost unitar estimat pentru un display LCD de 4.3" și perifericele aferente: 30€
Design modular:
• Este necesar un inginer de dezvoltare pentru a crea designul.
• Costuri cu salariul anual pentru un inginer: 36,000€ / an
• Timpul de dezvoltare este de 1 lună.
• Costurile pentru 1 lună de dezvoltare: 3,000€
• Cost unitar estimat pentru un modul de afișare inteligent de 4.3”: 55€
Începem designul modular cu un cost inițial de 3,000€.
Începem designul discret cu un cost inițial de 36,000€.
Faza de producție:
3.000 Eur + 1200*55 = costuri totale de producție pentru design modular
36 000Eur + 1200*30 = costuri totale de producție pentru design discret
Costurile pentru dezvoltarea modulului sunt semnificativ mai mici în comparație cu costurile pentru dezvoltarea designului discret.
Costul unitar total pentru prima serie de 50 de piese este, de asemenea semnificativ mai mic, în cazul abordării modulare, prețul fiind de 115€, în comparație cu 750€.
De exemplu, costul unitar total lunar pentru prima serie de 200 de piese este, de asemenea, semnificativ mai mic în cazul abordării modulare, fiind de 70€, în comparație cu 210€.
În cazul unui volum de producție de 1,320 de display-uri, costurile acestor 2 abordări diferite privind dezvoltarea și producția sunt echilibrate. Atunci când costurile de dezvoltare pentru un design discret se compensează în timp, costul total per unitate scade.
Așadar, putem trage concluzia că alegerea soluției modulare cu volume sub 1,320 de unități este mai eficientă din punct de vedere al costurilor, în comparație cu designul discret. În cazul în care toate variabilele, cu excepția volumului, rămân aceleași pentru acest exemplu, iar volumul necesar ar fi fost mult mai mare, un design discret ar fi fost mult mai eficient din punct de vedere al costurilor. Cu toate acestea, un furnizor de module ar avea posibilitatea de a oferi un preț mai eficient în cazul volumelor mai mari. Acest lucru ar putea reduce în mod semnificativ avantajul de cost al designului discret la volume mai mari.
În acest exemplu, am făcut câteva generalizări, și ne-am uitat doar la factorul de cost al celor două abordări. Deși este foarte important să acordăm atenție prețului, este necesar să menționăm toate celelalte avantaje și dezavantaje asociate cu oricare dintre acestea abordări. Un beneficiu imens al utilizării modulului inteligent este reducerea semnificativă a timpului de proiectare a produsului și de marketing, care uneori poate fi de maximă importanță pentru succesul produsului pe piață.
Concluzie
Inginerii se lovesc deseori de provocarea de a incorpora un display grafic complet, cu ecran tactil, într-un nou produs sau proiectarea unei îmbunătățiri pentru un produs deja existent. Aceștia sunt puși în situația de a alege dacă vor să meargă pe calea dezvoltării sau să opteze pentru o soluție modulară.
Metoda tradițională de proiectare a unei soluții de la zero ar descuraja cu siguranță mulți dezvoltatori și multe companii din a-și actualiza sau îmbunătăți dispozitivele. Una dintre probleme este lipsa de resurse financiare, know-how și informații cu privire la soluțiile alternative pe care inginerii ar trebui să le aibă la dispoziție.
În această evaluare preliminară, prețul soluției modulare poate părea, la prima vedere, un obstacol. Mai mult decât atât, la o privire mai atentă, costurile vă pot duce la concluzia că o soluție modulară este scumpă. De fapt, adevărul este chiar complet opus, în special în cazul aplicațiilor cu cerințe mai mici de volum anual.
Așadar, vă recomandăm cu tărie să analizați toate opțiunile înainte de a alege o anumită cale de design. Ciclurile de viață ale produselor devin din ce în ce mai scurte, iar design-urile trebuie reînnoite tot mai des, așadar soluțiile care facilitează procesul de proiectare și implementare reprezintă un beneficiu important. Și nu doar pentru display-uri, dar și pentru alte tehnologii integrate.
Sursă: 4D Systems
Vă plac articolele noastre? Dacă da, atunci nu ratați nici unul! Nu trebuie să vă faceți griji în privința modului de livrare. Ne vom ocupa noi de tot pentru dvs.
