|
Professor Seleznov
|
Расскажу, как мы делаем железо для Neko. Взлёты и падения, победы и провалы, всё как мы любим. Фактически, это лог одного из наших чятов про HW.
Это Neko — гаджет для владельцев рок-гитар, чтобы кайфовать от игры, а не только от их вида
Речь пойдёт только про железо в общих чертах. Треки дизайна, софта, AI и биздева тут рассказывать не буду — там в каждом отдельные увлекательные блокбастеры.
Идея устройства — будучи владельцем висящей на стене электрогитары, хочу иметь возможность от неё кайфануть, не разматывая провода, подлючая преампы-процессоры-усилители.
Вот есть у меня 15 минут после работы, и я хочу кайфануть — поиграть любимые песни, записать рифф, который весь день крутится в голове, и чтобы он сразу превратился в готовый трек.
Вот видо-скринкаст из Neko. Здесь пример fx-процессора, в который подгружаются все модели усилителей и педалек в мире из Tone3000 прямо онлайн, без регистрации и смс
Но это лирика, собственно, к рассказу.
Интро
Точнее, к небольшому интро о нюансах hw-разработки.
Делать железо — дело неблагодарное, которое жутко растит сложность проекта, а дальше (если проект окажется востребован и интересен) ещё и ограничивает рост бизнеса.
Есть примеры, типа Паши Жовнера и его Флиппера — но это случай уникальный, скорее исключение из текущего порядка дел. Обычно по причинам выше и разработчики и бизнес сторонятся hardware-проектов.
Ну мы!
Но меня, наоборот, эта страсть одолевает больше 10 лет — началась с совсем наколеночных рок-девайсов, дальше завела в умные устройства Яндекса. А потом дала жизнь Neko, вокруг которого собралась команда из ещё десятка таких же одержимых ребят.
Несмотря на то, что у нас всех довольно глубокий опыт разработки железа, мы умудрились понаступать на кучу граблей, о части которых и расскажу ниже.
Чтобы было понятнее, добавлю чуть терминологии о стандартных этапах разработки железок. Их придумали, чтобы сделать девелопмент более предсказуемым и управляемым:
- MVP (Minimal Viable Product — это мы знаем, когда идею надо ну хоть как-то проверить)
- EVT (Engineering Validation Test) — когда собираем устройство из около-продовых компонент, но девайс должен заработать в прод-режиме
- DVT (Design Validation Test) — когда запихиваем заработавшее железо в красивый прод-корпус
- PVT (Production Validation Test) — когда работающий красивый девайс адаптируем к конвейеру, и убеждаемся, что попадаем в экономику
Если пытаться перепрыгнуть какую-то из этих стадий, например, чтобы всех обмануть и ускориться, получится кошмар, сущий ад, сорванные сроки и маховик безумия, грозящий разнести любую блестящую идею в щепы.
Конечно же, мы попытались, и вот что из этого вышло.
MVP
Итак, из интервью и личного опыта определили необходимые составляющие гаджета:
— Пусть он будет как AirPods, всегда готов к игре: для этого будут радио-джеки, которые вставляются в гитару, и в комбик (если нужно), без проводов,
— Можно сказать "хочу чистый, как One Металлики", и звук станет реально крутой, как у металлики, и не надо три часа крутить ручки,
— Можно записать рифф из головы, за минуту сгенерировать для него аранжировку, чтобы с ней поджемить или пошейрить другу.
В общем, подключил, сыграл рифец, получил трек, кайфанул, повторил на следующий день.
Посмотрев на эти задачи, как-то родился наивный план — не следовать той самой последовательности EVT-DVT-PVT, а пойти по простому (так показалось) пути.
Первый набор для MVP. Не хватает только LCD. Абсолютно всё из этого в итоге не пригодилось
За 2-3 месяца поднимем MVP на Raspberry, радио соберём из BT-передатчиков, но со своим протоколом данных (чтобы не было BT-задержек). И ещё за пол годика соберём уже девайс из около-продовых запчастей, который отдадим в китайский дизайн-хаус на финальный этап подготовки производста. Ну мы ж спецы, не по объявлению нанялись!
Большая ошибка 
Приёмники были переиспользованы от других устройств, а передатчики собрали на том что было под рукой — Нордиках
Про звуковую технику тут даже писать не хочется. Писал об этом отдельную статью, потому что всё вылилось в суровое RnD, результат которого сейчас патентуется.
Первый нюанс был как раз в приёмниках — они отправляют звуковые данные, полученные из передатчика, по SPI. И из-за критичного для устройства требования к latency (задержке от удара по струне инструмента до звука из колонок), должны залетать в Raspberry в режиме SPI Slave.
Естестенно, Raspberry 4 не поддерживает такой режим SPI Slave на уровне процессора. Надо менять процессор (то есть, всю Raspberry 4) на что-то другое.
Первые испытания франкенштейна. Виден замотанный в изоленту передатчик на зарядке от usb-c
Параллельно совещаясь с фабрикой в Китае, технологическими партнёрами, и между собой об опыте использования других камней, выбрали новые мозги для MVP — Banana Pi на RK3576. Подключили 7" экран, собрали прототипчик — огонь, MVP готово, идея работает.
Разобранная MVP — слева уже видна вторая итерация радио-джека, на которой тестили разные подходы оцифровки гитарного звука
По пути подняли бэк с генеративкой, стем-сплиттером и разметкой табов, написали минимальный софт, чтобы это склеить в работающий прототип.
Весь ассортимент плат скрутили стойками на основание и прикрыли экраном, который то и дело поднимался, чтобы чёто поправить
В итоге проверили на MVP — задуманное сделать можно, играет это норм, всё что задумали, прям надо, но абсолютно всё надо переделать.
EVT не обойти
MVP был полезен, потому что подтвердил в общих чертах, что концепт живой. Но он не ответил ни на один из технических вопросов:
— из каких компонентов будет собрано прод-устройство? Есть ли для них драйвера? Будут ли они работать все вместе?
— какие схемотехнические решения будут использованы? Сможем ли мы упихать их в единое устройство?
— ну и всякие совсем нюансы: масса, стоимость, тепловыделение, etc.
Наш инженер Коля (угадайте, кто он на картинке) на китайской фабрике
Ещё на этапе выбора процессора мы много общались с инженерами китайской фабрики, которая взялась за производство ещё не созданного девайса — они должны гарантировать, что в проде мы сможем установить нужные компоненты, и подтверить их цену.
И там мы поняли, что эмм.. у нас несколько завышенные ожидания от китайцев (китайци!), и нам предстоит чуть больше работы сделать самим, а не надеяться на китайский дизайн-хаус.
Китайци. Самый популярный мем в чате
В общем, никто кроме нас работу не сделает, если хотим хорошо. Начали подбирать компоненты для EVT.
Параллельно шла большая работа по промышленному дизайну устройства — печатали прототипы, крутили в руках, пробовали разные концепции. Один из них был признан финальным, и компоненты выбирали, исходя из его внешки.
Какое-то время я думал, что это финальный вид Неко. Хаха, глупец!
Начали с экрана — весь дизайн устройства и основных экранов в UI был построен от пропорций экрана 4:3, дальше там золотое сечение, правильно буравчика или что там у дизайнеров.
Если честно, засыпаплись мы с первого же вопроса — какой размер диагонали у экрана? Здесь мы чуть не передрались, и чтобы не допустить кровопролития, занялись прототипированием из картона, чтобы обогнать даже 3д-принтер.
В результате размер устройства и варианты наклеенных экранов удалось подобрать
В итоге нашли не только размер экрана, но и способ, как внутрь девайса будут прятаться джеки — блочками слева и справа.
Естестенно, экранов в нужном размере с соотношением сторон 4:3, которые можно брать в прод, не нашлось. Вообще маленькие экраны почти не выпускают, и если для пары прототипов можно найти всё что угодно, то на серию выбор крайне ограничен.
Вот он — красавец с неведанной распиновкой и драйвером
Нашёлся классный вариант похожего размера, но с другим соотношении сторон, ценой и интерфейсом.
Чтобы подключить экран к Банане, разработали ещё одну плату. Для кнопок и контролов нужна была ещё плата, ещё пара плат для передатчиков, и ещё какие-то платы.
В общем, чтобы не захлебнуться в этом обилии рассыпухи, решили, что мы пойдём в самое настоящее EVT, которое будет собрано как Arduino — бутерброд из всех необходимых шилдов для тестов технических решений, упакованных в одну коробочку.
EVT-1
Задачи, возложенные на EVT-1 были такими:
— понятно, что надо потестить всю технику,
— надо потестить UX, который мы придумали, топ-панелька должна быть похожа на прод-устройство,
— EVT станет тестовым девайсом для разработки и тестов,
— а заодно и девайсом для отправки партнёрам, чтобы тестить интеграции.
Естественно, их количество по пути удвоилось, и EVT мы переделывали тоже несколько раз.
Выбор доступного нам экрана, переход на другой проц и другие прод-компоненты — всё это повлекло редизайн устройства и механики ношения и подзарядки джеков. На картинке уже гораздо ближе к проду
Под изменившийся экран и механику вкладывания радио-модулей ещё раз перепридумали, как будет выглядеть устройство.
EVT должно было сверху выглядит похоже, но в остальном — это ящик любых размеров, в котором прячется бутерброд из плат. А их в итоге было.
NRF борда с радио и цифровой частью
На NRF борду заехало всё радио, немного павер менеджмента цифровой части.
Топ-панелька с адаптером LCD и контролами
Топ-панелька с контролами — с адаптером LCD, кнопочками, тач вилом, светодиодами, моторчиком, etc.
Аудио-шилд с кодеками и аналоговой аудио-техникой
На аудио-шилде разместили аналоговую часть, такую же как и на радио-джеках, которая отвечает за то, чтобы это всё играло в любых случаях с любыми гитарами и любыми усилителями.
EVT под литерой 0 (ноль), потому что было до EVT-1
Всё это собрали в невероятно красивую коробочку, от которой, естественно, пришлось отказаться. Потому что при сборке об неё ломался LCD.
Одна из причин, почему EVT-1 появилось вслед за EVT-0 — начинка маленько не входит
А ещё доехали требования и экспы по радио-каналу, и в неё физически не влазили новые передатчики на 5,8 ГГц, которые мы вывезли с Тайваня.
Сразу две EVT-шки с уже расширенным корпусом, и уже явно доработанный проводами и клеем радио-джек версии 2.5
Но устройство уже завелось и начало радовать своей работой. При появлении законченного EVT, команда софта ускорилась раз так в 10.
Скрин с обсуждения конструкции кругляша на EVT — как именно его перепечатать и на каком принтере, чтобы повысить чувствительность. Просто прикольно выглядит
Это обнаружило новые баги, которые невозможно починить софтом. Например, пришлось менять конструкцию тач-вила, чтобы сгладить механикой недостаток контроллера (чувствительность в одном из каналов), о котором не было заявлено в дата-шите.
Но кайф, конечно, от того, когда ты получаешь прям физический работающий девайс, вот как ты его и задумал — это невероятно для всех, от дизайнера, проектирующего интерфейс и менеджера, крутящего эти фичи в голове, до инженеров и хардверных и софтверных.
DVT-1
DVT — это Design Valuation Test. Примерно то же, что и EVT, только уже в красивой прод-коробке.
Там важно другое:
— чтобы вся техника впихнулась в нужную коробку и работала там по продуктовым требованиям,
— чтобы CMF (Color, Material, Finish) соответствовал требованиям — нужные оттенки, глубина кликов, шероховатость, etc.
— чтобы UX от устройства соответствовал ожиданиям, конструкция работала, и не разваливалась на запчасти в различных ситуациях.
Работу над ним начали параллельно с EVT, потому что уже лучше понимали, какие будут основные прод-компоненты.
Пластиковый DVT образец рядом с почти собранной EVT-шкой
Для начала распечатали несколько вариантов DVT-корпуса на 3Д-принтере, поприкладывали его части друг к дружке, джеки к гитаре, пощупали руками, ну вроде всё збс.
Только-только доставленный кастомный LCD для DVT, красота, конечно
Начали с заказа продовых LCD — с нужными нам стёклами, а не как кусочек андроидофона. Для этого пришлось договориться с фабрикой перестроить ненадолго конвейер под наши требования.
В итоге получили красивущие LCD, правда, чуток с отклонениями по размерам (не критичными, если есть напильник), без клея (научились вклеивать сами) и естественно (естественно!) с неожиданной распиновкой разъёма, для которого пришлось разработать ещё одну версию адаптера.
Провальные семплы обработки алюминия. Выглядят так себе
Параллельно для производства корпуса отобрали несколько фабрик. На всякий случай заказали алюминиевые болванки с примером шероховатостей.
Семплы пришли в отвратительном качестве, уже привычно напостили мемов "китайци" в чат, в шорт-листе фабрик осталась одна. И уже через пару недель у нас уже появились фотки настоящийх продовых DVT-образцов, точнее из запчастей.
Уже предвкушаем, какие крутые у нас будут DVT-шки
Нашли у других поставщиков подходящие безмолдовые джеки и магнитные разъёмы, отправили напрямую в нашу DVT-фабрику. Договорились об их сборке и подгонке, что фабрика, конечно же, не сделала, и мы собирали уже после получения компонентов сами.
Заключение
Вот такое небольшой рассказ про наши итерации разработки.
Neko — офигеть, оно настоящее!
Конечно, можно было сделать быстрее и лучше. Да и историй там ещё — тысяча и одно тележка. На всё это накладывается всегда сложная логистика запчастей, блокада Ормуза, война в Иране, пандемия, торговые войны и пошлины, китайские и не только праздники и ещё куча самых разнообразных сюрпризов.
Но год назад Neko было просто идеей, пол-года назад — картонкой на столе и франкенштейном из проводом и плат, а сейчас — вполне себе красивая DVT-шка с радио-джеками, работающим процессором и даже нейросетками внутри.
Спасибо, что дочитали, и если интересно следить за тем, как это превратится в готовый девайс, забегайте в канальчике: https://t.me/smirnov_ceo. Пишу не сильно часто, зато никакой рекламы.
Ну а если играете на инструменте — пишите пожелания, учтём -Источник
|
