【編者按】開發闆、3d列印一向是那些技術創客們的玩物,而基于其上做出一款真正産品,比如智能圍裙、機器人則更是要技術大牛來操刀。對于不太懂技術的大衆來說,這些東西隻能默默豔羨。
edison有一個很有用的功能,通過擴充闆和我們的合作夥伴一起可以做出各種各樣的産品。我在這裡做一個案例分析,通過我們自己做的一款産品——智能瓷杯向大家介紹,給各位提供一些做智能裝置的參考設計。
首先來看一下這個杯子,它是一個真的瓷杯,不開機的時候跟普通的瓷杯一樣,開機以後,在上面有彩色的顯示,還可以觸摸互動。比如這是一個九宮格,表示所有應用;這是一個工具鍵,進去之後是微信、畫闆等應用,這些都可以聯網互動。這是郵件資訊,打地鼠遊戲,昨天剛剛加進去的音樂……
來看微信應用,當你用微信給瓷杯發送一條資訊,螢幕上就會顯示。小魚應用,它是一個電子寵物,魚身顔色會跟着水的溫度變化,高溫是紅色的,中溫的是黃色,冷的就是藍色。如果杯子不怎麼運動,就會沉底不動,如果拿起來喝水,它會遊得很開心。打地鼠應用,小朋友非常喜歡。它一開始是我們自娛自樂開發出來測試顯示屏速度的。音樂應用,可以放小蘋果。
我們并不是讓大家最終拿着杯子聽音樂,而是把這些功能都做出來,組合在一起成為一個開發平台,大家後邊開發更多智能硬體時也可以用到。
瓷杯上我們用到英特爾自己開發的edison。edison是我們很驕傲的一款産品,它源自于中國研究院三年多的心血做出了一個原型,後來把産品線接收到美國,獲得很多的認可。edison既有io支援,也有很強的處理能力,并且功耗非常低,是一個非常好的平台。我們把它跟中國傳統的瓷藝相結合,開發了這款智能水杯,它也是新的瓷類品類。
因為有了edison,我們可以有很多的想像空間,多點觸摸、彩色顯示、聲音采集、聲音播放、運動傳感、溫度傳感、無線充電……。
智能瓷杯,看起來很簡單,但是做到今天的程度其實也花了一年的時間。最開始是去年10月份,ceo科再奇決定要把edison放在今年初的ces上釋出,他需要一些很酷的示範。當時中國研究院在想,我們要做有中國特色的,就選了瓷杯。這個想法一浮現出來很多人都贊成,但是怎麼做呢?誰能在瓷杯裡面放東西?從來沒有人想過,我們經過三個月的時間有了最初的原型。
我們設計産品的電子部分是鑲嵌到瓷杯裡面。一開始用3d列印效果非常差,請了清華美院做了一種雙層杯設計,我們拿着構思去景德鎮,通過某些美院學生關系在附近找人幫忙做。從那時到正式展示,中間經曆了好幾個過程,雙層瓷杯要開兩套模,第一版肚子很大,led軟屏放在夾層中,隻是做出一個雛形。後來到ces上展示時,已經變得非常漂亮。
瓷杯裡面的心髒,也花費我們很多的心血。在做外殼的同時,我們的it系統也在做。當時是用cs版本,有自己的擴充闆,我們有很多工程師一起測試它的軟硬體,上面一排杯子是測試led顯示的。我們在示範時,現場拿一個平闆電腦讓人寫字在螢幕上面秀,現場的互動感非常強的。
在ces上還有很多示範。像利用edison和其它裝置互動,跟某個小孩身上穿的衣服的傳感器互動,小孩呼吸不暢,紅色的顯示器就會亮起來,告訴媽媽孩子呼吸不暢;像社交功能,有一個會議馬上要靠近了,會顯示某個符号出來;諸如此類。
ces回來後,edison正式釋出,反響非常好。在後面的過程當中,我們一方面在等産品做出來,另一方面在開發社群。我們在想:要做一款怎樣的裝置,可以讓使用者專注于自己想做的事情呢?杯子形式很有吸引力,英特爾中國區ceo楊叙說,希望杯子在給客戶後能馬上就用上,是以我們做了更多更完整的設計:edison加擴充闆的架構,雙層壁瓷杯結構,軟led屏設計,提高led屏的分辨率,觸摸互動、運動、溫度傳感,喝水姿勢,碰杯,聲音輸入播放,無線充電,這些疊加在一起很酷。還有可靠性、防水,組裝方式我們也做了細緻研究,不能說做了一個東西不考慮量産。
如果考慮杯子以後要量産,那麼有幾個地方要考慮。一是規模化,景德鎮師傅做模子靠手感,但是我後期怎麼友善修改和量産呢?我們把第一版的瓷杯3d掃描放入電腦,并找到一家有3d設計能力的瓷杯生産廠商。二是量産周期穩定且快,師傅做模子要陰幹,需要有一個陰涼且濕氣輕的地方,這對環境依賴很高,下雨就得後延。我們在深圳找了一家專門做瓷器的生廠方,他們對溫濕度控制有經驗,并對産品的設計、一緻性、量産周期很是了解,我們選擇了在這家啟動量産。
另外還有螢幕的選型,我們的瓷杯是曲面,需要一塊軟屏,但要用現成的,定制的費用太高。現有的觸摸軟屏是長方形,觸摸效果不太好,後來我們通過改造把一段拉直後效果就好多了,它也更接近杯面。我們還添加了幾個音筒。
總的來說,我們做了很多精細的設計,這些設計的難處在于要考慮瓷杯制作時候的工差,還好我們找了一個在富士康做了多年的工程師幫我們來做,如果沒有這樣的人,我們也做不成。
要把這麼多東西裝進去,瓷杯裡面的設計也是相當的複雜。這裡需要要講一個點,我們在做新的智能裝置的時候,設計流程應該先從應用互動模式、産品id和工業設計開始,然後反推這個系統怎麼做。
創客一般先把這個功能研究出來再說,想一個殼加上去,但這樣做出來可能杯子就不太好看、太大,因為隻是簡單的把這些東西框出來。如果先把杯子設計出來,保證美觀和裝水量,也保證把電子部分裝進去,這樣推出的東西就可能會比較創新。這些地方我們都做得蠻激進的。
瓷杯内的電子部分主要是底部夾層的闆子,一塊io擴充闆,上邊的edison是主要計算子產品。edison裡面有一個mcu,但是還沒有報給第三方開發用,是以在瓷杯io擴充闆上放了一個mcu。它提供兩個功能,一是在開機而edison還未啟動時運作開機動畫;二是杯子處于休息狀态沒有聯網應用運作時顯示螢幕畫面。這個io擴充闆以及軟闆部分都是跟深圳的實義德共同合作,非常感謝他們。
應用方面,我們有這幾類。社交類,比如微信、微網誌、畫畫,有一個自定義;通知類,有新郵件來了通知你,天氣、pm2.5、路況;遊戲類,可以根據需求來做,比如雙杯互動,可以通過藍牙遠端互動,有這麼多的場景,實際上它隻需要一個應用平台去支援它做的。英特爾本身也不是做終端産品,是以這個杯子最後肯定不是英特爾去賣,我們把設計做到完整,讓最終的産品開發商很容易的做成一個能賣的商品。
需要注意一點,這個杯子不僅僅是一個智能的瓷杯,經過它我們實質上開創了一個叫做互動瓷器的新品類。怎麼說呢,第一,這個互動不是簡單的led燈,它有真正社互動動的能力;第二,它是一個開發應用平台,你做這些瓷器時上面的應用可以使用,第三方有奇思妙想的開發者也可以去開發,因為我們提供了很友善的開發平台;第三,基于edison智能硬體開發包,創客們可以很友善的自己裁剪些功能并做出新的形态,比如感興趣的音箱頭盔等等。
我們在做的過程中也解決了幾個互動瓷器的設計難點,比如雙層壁結構、公差問題,觸摸問題,防水、隔熱以及組裝問題,從這個基礎開始,我們可以做互動瓷器的東西了。比如做一款多功能的花瓶,可以檢測家庭空氣品質,可以給出提醒回報,還能開空調,這些都可以實作。
總結一下,瓷杯是一個智能硬體,它支援有很多不同類别應用的應用商店,使用者可以根據個人需求增删應用;同時它也是一個智能軟體開發包,把功能裁減一下就可以做其它的事情,它不僅僅是一個杯子。
我們在杯子的智能軟體開發包裡面包含很多功能和接口,觸摸屏、傳感器、溫度傳感器等等都有,就要看你喜歡什麼樣的開發。它可以切換應用,還支援顯示功能,用它來做一款智能瓷杯應用熟悉的話就十幾行代碼,非常的便捷。比如今年9月idf上,展示的智能衣服就是瓷杯方案去掉觸摸屏,智能腕帶是加上adc、振動馬達後搞定。衣服花了一個月時間開發,腕帶用了兩個月。有了這樣一個基礎的開發闆以及軟體包,往後做事情是越來越快越來越簡單。
最後講幾個點,一般來講在做一個硬體裝置的時候,器件選型非常重要,選擇的時候一個是注意價格,注意成本效益是不是好,另一個要看以後是否會持續供貨。我們采用的就是一個mcu拖了三個led晶片。在整個過程當中,結構設計、組裝測試,我們買器件的時候要做防水測試。對觸摸屏從頭到尾在測試,一直在測試怎麼貼效果好,而且還要看杯壁,看是不是要做更薄的,支援多點觸摸,怎麼把觸摸跟後面的led放在一起,如果放得太近,觸摸屏的電路跟led做在一張闆上,幹擾會比較大。
裝配流程也非常關鍵,如果裝一個杯子需要十幾分鐘,最後的成本也很大。在ces的時候,裝一個杯子需要15分鐘;現在通過合作夥伴的努力,裝一個杯子不到5分鐘就好了,一天可以裝很多。
關于智能杯的線上資源,在這個月底,大家可以拿到edison闆的時候它也上線了,智能杯硬體原理圖,應用開發sdk和例子,資源管理和雲服務開發指南,ideair無線開發環境,智能杯開發包視訊教程,到時候會上線,大家可以下載下傳觀看,都有比較詳細的例子。
最後,希望大家一起來用edison來創造屬于你們自己的智能硬體,謝謝大家。