Как делают планшеты на заводе
Обновлено: 06.07.2024
В советское время в городе Шуя был радиозавод, прославившийся выпуском телевизоров "Темп". Сейчас на его месте работает завод компьютерной техники "Аквариус".
В следующем году пройдёт всероссийская перепись населения, это будет первая "цифровая" перепись (переписчики будут вносить данные на планшеты) и, возможно, последняя перепись в виде опроса населения (перепись проводится раз в десять лет и в следующий раз скорее всего перепись уже не понадобится - все данные и так будут в государственных информационных системах).
Для переписи будет изготовлено 360 тысяч планшетов с российской операционной системой Аврора и специальным программным обеспечением.
Так выглядит интерфейс "Авроры" на планшете.
Приложение для переписи.
Все данные будут сохраняться на планшете, а по окончанию рабочего дня сбрасываться на сервер.
Желающие смогут пройти перепись на Госуслугах, но к ним всё равно придёт переписчик и просто отсканирует QR-код (это нужно для того, чтобы удостоверится, что человек, прошедший перепись на Госуслугах, действительно живёт по указанному адресу).
Планшеты оснащены аккумуляторами 10000 mAh, кроме того они будут комплектоваться пауэрбанками, чтобы переписчику гарантированно хватало энергии на весь рабочий день.
Приложение переписи содержит в себе не только анкету, но и задание для переписчика с картой местности и навигацией.
Комплект переписчика (планшет, пауэрбанк, программное обеспечение) стоит 23000 рублей.
После окончания переписи планшеты будут использоваться для других целей в рамках программы "Цифровая экономика".
У меня была возможность увидеть весь цикл производства планшетов на шуйском заводе.
В планшетах используются шестислойные печатные платы. В цехе SMT-монтажа на них устанавливаются детали и выполняется пайка.
Сами платы завод пока заказывает, но планируется освоить их производство (сейчас идёт строительство нового корпуса).
Автомат установки компонентов с огромной скоростью размещает на плате различные детали: процессоры, микросхемы, разъёмы, резисторы, конденсаторы.
Все эти компоненты приходят на завод вот в таких катушках.
Линия многозонной пайки.
Температура от 180 до 255 градусов.
В отличие от остальных компонентов, чипы памяти приходят не в лентах, а в кассетах.
Они устанавливаются на плату специальным автоматом.
Автоматическое оборудование работает точно, но ошибки иногда случаются, поэтому в цехе есть специальный человек, вручную устраняющий дефекты пайки под микроскопом.
Дальше в платы планшетов "заливается" прошивка. Это делается через USB-разъём и занимает около пяти минут (начальный загрузчик уже записан во внутреннюю память процессора).
К антенным разъёмам платы подключается специальный прибор, эмулирующий сигналы спутников GPS/ГЛОНАСС и плата калибруется для правильного определения координат.
В платы прошиваются MAC-адреса и IMEI.
Проверяется работоспособность платы.
Планшеты собирают вручную, но с использованием конвейера.
Устанавливается экран, припаиваются динамики и микрофоны.
Завинчиваются многочисленные миниатюрные саморезы.
Планшет запускается и проверяется.
Вернусь к первой фотографии. На ней планшеты проходят обязательное четырёхчасовое испытание после сборки.
Официально производство планшетов для переписи началось 30 июня, а это самый первый экземпляр, подписанный руководителями Росстата, Ростелекома и Аквариуса.
Спасибо пресс-службе Федеральной службы государственной статистики (Росстат) за возможность увидеть производство планшетов своими глазами.
Планшеты сейчас стали неотъемлемой частью нашей жизни, они нужны для работы, развлечений, поиска информации и виртуального общения.
Поэтому многим было бы интересно узнать, как происходит изготовление планшетов: как выбирается материал для корпуса, из чего делают дисплей и как подбирают аккумулятор.
Все модели компьютерных планшетов разные: те, что подороже, изготавливают из более качественных материалов. А те, что подешевле, могут быть произведены из плохого сырья.
Производство дорогих моделей
- Как правило, известные производители стараются не экономить на качестве изделия и выбирают под основу корпуса легкий алюминий. Свойства этого металла делают гаджет супер прочным, не добавляя ему лишнего веса.
- На данный момент все производители используют всего два типа дисплея: емкостный и резистивный. Более дорогие модели устройств оснащены емкостным экраном. Он более чувствителен к прикосновению пальцев и дает быстрый отклик.
- Для брендовых планшетников разработчики стараются подобрать более емкостную батарею, заряд которой бы позволял работать с аппаратом как можно дольше.
Производство бюджетных устройств
Изготовление аппаратов эконом-класса основывается на выборе дешевых и не всегда качественных материалов. Особенно этим любят злоупотреблять китайцы, но зато и стоимость на их изделия вне конкуренции. Для дешевых устройств используют:
- Корпус, выполненный из пластика. Сам по себе пластик – материал довольно качественный, но, чтобы максимально снизить затраты, производители используют низкосортный материал, который получается очень хрупким и ненадежным.
- У дешевых аппаратов не емкостный дисплей, а резистивный. Он менее чувствителен к прикосновениям, и в большинстве случаев работает от специальной палочки – стилуса.
- Основная деталь в составе планшетного компьютера, на которой пытаются сэкономить производители – это аккумулятор. Его емкость не то, чтобы имеет минимальное значение, а в некоторых случаях даже ниже этого показателя.
Все эти планшеты изготовлены в городе Шуя Ивановской области, причём это не «отвёрточная сборка».
В советское время в городе Шуя был радиозавод, прославившийся выпуском телевизоров «Темп». Сейчас на его месте работает завод компьютерной техники «Аквариус».
В следующем году пройдёт всероссийская перепись населения, это будет первая «цифровая» перепись (переписчики будут вносить данные на планшеты) и, возможно, последняя перепись в виде опроса населения (перепись проводится раз в десять лет и в следующий раз скорее всего перепись уже не понадобится — все данные и так будут в государственных информационных системах).
Для переписи будет изготовлено 360 тысяч планшетов с российской операционной системой Аврора и специальным программным обеспечением.
Так выглядит интерфейс «Авроры» на планшете.
Приложение для переписи.
Все данные будут сохраняться на планшете, а по окончанию рабочего дня сбрасываться на сервер.
Желающие смогут пройти перепись на Госуслугах, но к ним всё равно придёт переписчик и просто отсканирует QR-код (это нужно для того, чтобы удостоверится, что человек, прошедший перепись на Госуслугах, действительно живёт по указанному адресу).
Планшеты оснащены аккумуляторами 10000 mAh, кроме того они будут комплектоваться пауэрбанками, чтобы переписчику гарантированно хватало энергии на весь рабочий день.
Приложение переписи содержит в себе не только анкету, но и задание для переписчика с картой местности и навигацией.
Комплект переписчика (планшет, пауэрбанк, программное обеспечение) стоит 23000 рублей.
После окончания переписи планшеты будут использоваться для других целей в рамках программы «Цифровая экономика».
У меня была возможность увидеть весь цикл производства планшетов на шуйском заводе.
В планшетах используются шестислойные печатные платы. В цехе SMD-монтажа на них устанавливаются детали и выполняется пайка.
Сами платы завод пока заказывает, но планируется освоить их производство (сейчас идёт строительство нового корпуса).
Автомат установки компонентов с огромной скоростью размещает на плате различные детали: процессоры, микросхемы, разъёмы, резисторы, конденсаторы.
Все эти компоненты приходят на завод вот в таких катушках.
К сожалению МирТесен не позволяет размещать длинные материалы. Читайте дальше ТУТ.
© 2020, Алексей Надёжин
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Тогда мы сделали интерактивную доску, на которой ученик и учитель могли писать как будто бы от руки.
Онлайн-доска, на которой можно чертить, записывать решения примеров и задач, как вы бы делали это в тетради.
Но одна проблема осталась. У нас был «цифровой тетрадный лист», но детям было сложно писать мышкой в браузере. В школе для письма на том же листке они обычно пользуются ручкой. Мы решили, что нужно подключать к платформе дополнительный инструмент ввода.
Как мы честно не хотели пилить свой велосипед, а взять что-то готовое.
Skyeng — софтверная компания. Пилить свои b2c-железки — такой опыт есть у единиц игроков в ИТ. И понятно почему.
Поэтому сначала команда математики во главе с продактом Сашей Перфиловой отправилась изучать, что может нам подойти. Базовый список требований был коротким:
устройство можно легко подключить к нашей платформе в браузере и настроить так, чтобы оно работал только с областью доски;
с его помощью можно удобно и привычно писать;
оно должно стоить меньше 5 тысяч рублей — мы хотели дарить его при покупке большого пакета уроков и дать родителям возможность купить девайс отдельно;
его не надо часто заряжать.
Исходя из этих требований, сразу исключили iPad со стилусом и другие планшеты с экраном — сильно выбивались из бюджета.
Фото умной ручки из обзора ребят из Medgadgets.
Отдельный класс устройств типа «умные» ручки тоже не устроил. Они были дорогими (а ведь такую легко найти потерять), плюс не очень удобными для детской руки.
Графические планшеты со стилусами, которые обычно используют для рисования, казались самым подходящим вариантом. Стилус отображается на компьютере как курсор, все «написанное» появляется на экране. Но была проблема в пользовательском опыте: если преподаватели могли довольно быстро подключить и освоить такое устройство, то ученикам нужен был вариант попроще, настоящий plug&play.
Идеально было бы писать «так, как обычно», то есть в тетради. Но как тогда учитель смог бы сразу видеть, что пишет ученик? Умельцы советовали отправлять ученикам «вебку с гибкой ножкой», которая бы снимала то, что они пишут в тетради, и третьим видеопотоком (к камере учителя и ученика) передавать на платформу. Но.
Оказалось, такую проблему решало одно устройство, которое было у производителя планшетов Wacom.
Знакомьтесь, графический планшет Wacom Bamboo Spark с̶ ̶б̶л̶э̶к̶д̶ж̶е̶к̶о̶м̶ с блокнотом и оцифровкой написанного.
Вот как это работает: обычный бумажный блокнот кладется на планшет-оцифровыватель. Чтобы блокнот не съезжал, его обложка вставляется в прорезь на чехле планшета. Затем вы пишете на листочке специальной ручкой с чернилами, а планшет фиксирует движения и передает их на компьютер через Bluetooth или USB-соединение. Так изображение с листа в блокноте в реальном времени воспроизводится на цифровом двойнике.
Планшет от Wacom подходил почти идеально, но имел два фатальных недостатка: его цена была вдвое выше, чем та, на которую мы рассчитывали. А главное — у устройства не было открытого API под macOS, поэтому у массы пользователей были бы сложности с его подключением к нашей платформе. Конечно же мы связалась с представителями бренда и пытались договориться, чтобы устройства адаптировали под наш запрос (ну и на снижение цены тоже намекали). Но если вы читаете этот пост, то уже поняли, что переговоры не увенчались успехом.
«Если я нужен тебе, ищи меня в Китае»
Зато теперь мы точно знали, чего хотим. Пришла идея поискать других производителей. Сначала мы просто пошли на Алибабу — во-первых, убедиться, что другие производители есть. А во-вторых, мы честно попробовали списаться с несколькими, но… впечатления от общения были так себе.
Алибаба и 40 страниц с выдачей, от которой глаза разбегаются.
Чтобы не искать производителя вслепую, мы решили спросить совета у тех, кто уже работал с производством гаджетов и может дать рекомендации. С вопросом «есть ли у вас знакомые, кто мог бы проконсультировать, как недорого произвести девайс с нужной функциональностью?» Саша пришла в канал к другим продактам. Канал этот открытый — вопрос случайно увидел Кирилл Сидоров из отдела продаж. На предыдущей работе он участвовал в проекте по производству электроники с частичной кастомизацией в Китае — и сразу предложил план действий.
Мы стали искать проверенную компанию, которая бы стала посредником между нами и фабрикой-производителем и контролировала бы весь процесс производства. Нашли по рекомендации компанию в Китае с русскоязычным менеджером — так все и началось.
Глава, в которой мы тестируем китайские образцы и очень Рука Лицо Документация Программа
Вместе с подрядчиком мы отобрали несколько производителей и заказали образцы планшетов, запрашивали у каждого SDK и проверяли, как все работает в браузере.
Первый тест немного разочаровал. Почти у всех устройств была проблема с чувствительностью: не все движения ручки отображались на экране.
Как это выглядело на листе бумаги. А вот такие закорючки вместо примеров — на экране.
Покопались в документации, залезли в настройки, нашли, поправили.
Еще обнаружили важный недостаток в конструкции: если использовать обычную тетрадь вместо зафиксированного блокнота, то нужно следить, чтобы она не съезжала. Например, если нарисовать круг, сдвинуть тетрадь и написать в этом круге единицу, то на экране единица будет находиться уже не в круге.
В конце провели онлайн-тесты с несколькими учениками: отправили им образцы, объяснили, как все настроить, попробовали провести занятие, собрали отзывы. Узнали, что образцы казались громоздкими. Стало понятно, что придется поработать и над самим планшетом, и над программной частью.
Начинаем доработку напильником (а ведь исходно нам всего лишь была нужна небольшая кастомизация)
Начать мы решили с чехла планшета. Дело в том, что планшет, который мы взяли за образец, был предназначен для блокнота. И позволял фиксировать бумажный носитель только через горизонтальную прорезь в чехле.
Российские школьники в основном используют тетрадки. Мы подумали, что логично сделать прорезь сбоку, чтобы фиксировать тетрадь. Но поскольку в тетради пишут с двух сторон, кажется, понадобится еще одна прорезь. Нет, это будет неудобно: вместо того, чтобы просто перевернуть страницу, как все это делают, придется вытащить тетрадь из чехла с одной стороны, вставить с другой стороны и потом еще вспомнить, на чем остановился. Для детей такой сценарий казался очень сложным.
Тогда мы решили сделать универсальную обложку для тетради, которая будет каким-то образом фиксироваться на планшете. Например, с помощью магнитов.
Так выглядел самый первый дизайн нашего планшета. К концу проекта в нем изменится примерно всё.
Но эта идея подразумевала изменения в конструкции самого планшета. При этом мы все еще хотели получить аккуратный и приятный девайс небольшого размера, которым будет удобно пользоваться детям.
Идея сделать обложку, которая сама по себе будет выполнять функции планшета, тоже была.
То есть просто надеть ее на тетрадь, подключить через USB к компьютеру — и все, можно пользоваться. Но после переговоров с инженерами все-таки решили от нее отказаться: в месте сгиба ломалась бы внутренняя сетка, через которую передается сигнал от ручки.
ТЗ усложняется и обрастает деталями
Тут мы сформировали новые требования к тому, что у нас должно получиться.
Планшет должен быть немного больше, чем обычная школьная тетрадь, а его рабочая область — размером с тетрадный лист. В углах рабочей области располагаются 4 магнита для фиксации обложки с тетрадью. В местах, где будут магниты, должны быть небольшие углубления. Прорезь для блокнота решили оставить. Плюс сбоку должна крепиться ручка.
Обложка должна быть из износоустойчивого материала, с 8 магнитами (по углам рабочих областей). С внешней стороны в местах, где располагаются магниты, должны быть «выпуклости», чтобы легко позиционировать тетрадь на планшете.
Сам планшет должен подключаться к компьютеру через USB-кабель, чтобы ученикам не пришлось разбираться с Bluetooth-соединением.
В комплекте должна быть ручка и сменные стержни.
Все это должно быть качественное, аккуратное и красиво упаковано.
Финальный вариант дизайна планшета с обложкой для тетради.
В части ПО планшет должен одинаково хорошо и стабильно работать под Windows и macOS, без лишних движений со стороны учеников и без каких-либо ошибок с установкой драйверов и распознаванием устройства. Было важно, чтобы компьютер не распознавал его по умолчанию как мышь и курсор не двигался по всему экрану, а рабочая зона в браузере ограничивалась только нашей доской.
Все эти требования мы отправили подрядчику, и началась долгая история с уточнением деталей: какие нужны магниты, какие материалы использовать для обшивки планшета, какая ткань должна быть у обложки.
Глава, в которой наш человек едет в Китай
Шел энный месяц переписки, на почту и в WeChat упал стотысячный вопрос.
Когда Mr. Translator и Mr. Robot это одно лицо
К лету 2019-го стало понятно, что удаленно решить все эти вопросы не удастся, поэтому нужно кого-то отправлять на производство и тестировать образцы на месте. Решили, что поедет Кирилл. Выдали ему все возможные виды школьных тетрадей (12, 18, 24, 48 листов с разными обложками) и отправили в командировку.
Кириллу сразу же выдали первый образец планшета. Прострочен кривенько, но работает!
Почти каждый день на фабрике делали новый образец, исправляя недостатки вчерашней версии. Было очень много мелких деталей, которые приходилось менять: например, прорезь для блокнота в реальности оказалась меньше, чем ширина стандартного блокнота, и вообще была не в том месте, где должна.
Материал для обшивки был приятным на ощупь, но тонким, поэтому рвался через пару дней. Другой был плотнее, но грубым. У третьего был отвратительный запах.
Папка с образцами материалов. Нелегкая это работа — выбирать. В банках чай, если что :)
А одной из самых серьезных проблем оказалось то, что магниты, которыми мы хотели фиксировать тетрадь, глушили сигнал от электромагнитной сетки. И если вы писали в той области, где был расположен магнит, на экране ничего не появлялось. Когда мы попросили вставить магниты послабее, начала плохо фиксироваться и съезжать обложка.
Но китайские инженеры все-таки нашли выход: подобрали неодимовые магниты определенной формы, помехи от которых были минимальными.
Мы просили драйверы, а вместо них получили нескомпилированный код
Пока Кирилл в Китае общался с фабрикой, фронтенд-разработчик Антон, автор той самой онлайн-доски для математики, сидел в Москве и пытался получить от китайских коллег драйверы, работающие по нужному нам сценарию.
Даже кодировка должна быть похожа на иероглифы)
Для нас было важно, чтобы устройство работало правильно сразу же после подключения. Все сценарии с кучей всплывающих окон, галочками разрешений и прочим усложняли опыт ученика — мы хотели этого избежать.
В самом начале, вместе с первыми образцами, нам прислали SDK, в котором для работы в браузере под Windows использовалась устаревшая технология ActiveX. Потом был SDK и драйвер, который работал через WebSocket. Но почему-то он был только для Windows, а просьба написать его под macOS ставила китайского разработчика в тупик. В итоге парень просто прислал исходники в Xcode. Еще один минус был в том, что при установке этого драйвера то появлялись какие-то дополнительные окна, то он вообще не видел устройство.
В идеальном для нас варианте все должно было работать в Chrome через WebUSB API, потому что здесь включается знакомый пользователю сценарий, когда нужно разрешить браузеру включить камеру и микрофон. Но WebUSB в целях безопасности запрещает работать с клавиатурой и мышью (и вообще всеми HID-устройствами), чтобы его не использовали как шпиона и не воровали пароли.
Мы просили, чтобы на стороне железа отключили поведение планшета как мыши — вместо этого он должен по умолчанию представляться классом «других устройств». Донести эту мысль китайскому разработчику было очень сложно, но все-таки удалось. Правда, для версий Windows ниже семерки все-таки нужно устанавливать драйвер, но он гораздо проще. По сути, это просто сертификат, который разрешает подключаться к устройству в браузерах через WebUSB.
Дальше уже было просто: мы получаем от планшета размер, пропорции, координаты точек и силу нажатия. Осталось лишь отрисовать все на нашей браузерной платформе.
Получившийся код «нашего драйвера» занимает пару экранов.
Доска — область в комнате урока, на которой можно рисовать с помощью мыши и графического планшета. Это обертка над библиотекой Fabric.js с самописными инструментами — математическими фигурами и графиками.
Fabric.js рендерится в браузере в <canvas>, но внутри хранит все состояние нарисованного в векторном формате, близком к svg. В этом формате мы отправляем все нарисованное через WebSocket (Pusher) и оно синхронизируется между всеми онлайн-пользователями урока. API Fabric.js позволяет рисовать по координатам.
Это не сканирование. Не распознавание фото. Не распечатка. Не очень похожий рисунок.
Через WebUSB мы слушаем координаты планшета и силу нажатия. Если оно было достаточным, то рисуем линию между текущими и предыдущими координатами. В железо встроена чувствительность 8192 степеней нажатия. Антону пришлось немного повозиться, настраивая этот параметр так, чтобы видимая линия на бумаге от чернил соответствовала программной линии.
Как мы проводили эксперименты на детях (ни один ученик не пострадал)
В январе 2020-го мы получили первую партию планшетов для тестирования в бою — и сразу решили протестировать в групповом занятии. Мы только запускали формат, когда к уроку подключаются до 10 учеников и учитель работает как в классе: он объясняет тему, выдает задания, проверяет решения и проводит разбор ошибок.
Групповой урок на примере английского
Пока все выполняют задания, учитель переключается между учениками, видит их доски с записанным решением. Для теста мы выбрали группу девятиклассников, которые готовились к ОГЭ. Сохранился такой вот отзыв от преподавателя:
"Наше счастье зависит от ваших успехов" (с)
Так мы поняли, что все было не зря. Ученики привычно писали в тетрадях, не отвлекаясь ни на что и даже не задумываясь, как изображение передается в браузер. Больше всего их волновало, будут ли ручки разных цветов — дети такие дети :)
Остался один вопрос: как растаможить планшеты в условиях пандемии?
Мы были готовы запустить массовое производство и ввозить устройства в Россию. Наш проджект-менеджер Ульяна никогда до этого не сталкивалась с производством, Китаем и «растаможкой». Даже по отдельности. А тут ее ждал джек-пот. Да еще и в разгар событий 2020-го…
За доставку до аэропорта в Гонконге отвечала та сторона: представитель компании-подрядчика проверил груз, подписал документы и передал их перевозчику. Все прошло быстро и гладко. А вот когда груз попал на российскую таможню, Ульяну почти сломила бюрократия: нужно было собрать внушительную папку с документами.
Наверное, кому-то это покажется обычным делом, но мы столкнулись с таким впервые.
Хэппи-энд: внутри этой коробки — планшет с ручкой и обложкой. Красиво упакованные, как мы и хотели!
Почти 2 года прошло с момента, как возникла идея о планшете. Мы успели отрефакторить платформу математики и задумать запуск целого ряда предметов на ее основе. Успели переименовать проект в Skysmart от Skyeng. И существенно выросли по аудитории.
И сделали оригинальный планшет, адаптированный под наши задачи на базе контрактного производства — и это при том, что у устройства будут несколько тысяч пользователей. Кто-то скажет, что это слишком сложно. А мы просто скажем: «У нас получилось».
Читайте также: