Výroba desek plošných spojů pro elektronické plavecké brýle pro AR plavecké displeje a sledování pohybu

Elektronické plavecké brýle obsahují displej, pohybové senzory, baterii, bezdrátovou synchronizaci a někdy i funkce měření tepové frekvence nebo kompasu v hydrodynamickém pouzdře připevněném k boku hlavy plavce. Na rozdíl od chytrých hodinek může být elektronika zabudována do čočky nebo struktury stranic a musí zůstat čitelná, i když se uživatel pohybuje ve vodě. Zařízení je také opakovaně vystaveno bazénovým chemikáliím, slané vodě, mokrým nabíjecím kontaktům a povrchovým úpravám proti zamlžování.

Hlavní výzvou v oblasti desek plošných spojů (PCB/PCBA) je kombinace ultrakompaktního optického modulu se spolehlivým vodotěsným snímáním a pohodlným mechanickým sestavováním. Společnost Highleap Electronics vyrábí chytré plavecké brýle a související nositelnou elektroniku navržené zákazníky, zatímco metriky plavání, optická kalibrace, vodotěsnost a sportovní výkonnostní parametry zůstávají pod validací hotového produktu výrobcem originálního vybavení (OEM).

Typy elektronických plaveckých brýlí a architektury desek plošných spojů

Elektronické plavecké brýle zahrnují varianty pro trénink v bazénu, AR/HUD, otevřenou vodu a biometrické varianty. Každá třída produktů se mění s požadavky na displej, senzor, vodotěsnost a výrobní testy, takže pouzdro na desku plošných spojů by mělo identifikovat zamýšlenou konfiguraci předtím, než bude zmrazeno rozvržení nebo výběr zdroje.

• Brýle pro trénink v bazénu s plošnými spoji Využívá detekci kola, záběru a odpočinku založenou na IMU a displej integrovaný v objektivu.
• Plavecké brýle AR/HUD s PCBA: Zdůrazňuje tempo, vzdálenost nebo tréninková data v reálném čase na průhledném displeji.
• Elektronika pro plavecké brýle na otevřené vodě: Může přidat funkci digitálního kompasu a synchronizovat se s hodinkami pro měření vzdálenosti na povrchu pomocí GNSS.
• Plavecké brýle s měřením tepové frekvence (PCB): Přidává optický senzor poblíž spánku nebo propojuje se samostatným senzorem tepové frekvence.
• Plavecké brýle pro triatlonové plavky s plošnými spoji: Upřednostňuje směr na otevřené vodě, metriky tréninku, dlouhou dobu běhu a rychlou synchronizaci po plavání.
• Sousední produkty: Chytré potápěčské masky, sportovní brýle HUD, plavecké hodinky a nositelná elektronika s optickým měřením tepové frekvence sdílejí specifické subsystémy, ale mají odlišné požadavky na tlak a krytí.

Jak se liší AR plavecké brýle a chytré plavecké brýle na úrovni PCB?

Deska plošných spojů (PCB) u plaveckých brýlí s rozšířenou realitou (AR) obvykle klade větší důraz na zobrazení v blízkosti očí, optické zarovnání a grafickou cestu, zatímco širší deska plošných spojů u inteligentních plaveckých brýlí může upřednostňovat snímání pohybu, data o cvičení, bezdrátovou synchronizaci nebo funkce měření tepové frekvence. Finální architektura desky plošných spojů by měla odpovídat skutečné sadě funkcí, spíše než předpokládat, že oba produkty jsou identické.

Integrace displeje pro blízkost oka, vlnovodu a ultrakompaktního technologického balíčku

Zobrazovací systém musí poskytovat čitelné informace, aniž by plavci blokoval výhled. Elektronika může být umístěna v kompaktním bočním modulu s vlnovodem nebo slučovačem zasahujícím do čočky.

• Rozhraní zobrazovacího modulu: Konektory FPC s jemným roztečem a mikrodispleje by měly být připojeny k optickému referenčnímu bodu. Společnost Highleap může používat stejnou výrobní disciplínu, jakou používá pro flexibilní deska plošných spojů v chytrých brýlích architektury.
• Flexibilní propojení: A flexibilní PCB dokáže směrovat signály z displeje, tlačítek nebo senzorů skrz rámeček brýlí s menším objemem než kabelové svazky.
• Optické zarovnání: Otvory pro montáž desek plošných spojů, rozměry výztuh a umístění displeje by měly být kontrolovány, protože i malý posun může způsobit posun virtuálního obrazu.
• Zobrazený proud: Jas by měl být v uzavřeném krytu vyvážen s ohledem na výdrž baterie a lokální zahřívání.
• Oddělení vody/ochrany proti zamlžování: Optické povlaky a elektronická lepidla by se měly uvolňovat společně, aby proces montáže nepoškodil čočku ani úpravu proti zamlžení.

IMU, kompas, barometr a snímání pohybu při plavání

Chytré plavecké brýle dokáží z pohybových senzorů odvodit typ záběru, zatáčky a doby odpočinku. Varianty pro otevřenou vodu mohou být vybaveny magnetometrem pro směr a některé kompaktní plavecké batohy také barometrickým senzorem.

• Orientace IMU: Osy akcelerometru a gyroskopu by měly být připevněny k rámu brýlí, aby software zaznamenával konzistentní pohyb hlavy. Pro tuto třídu produktů jsou vhodné nízkoenergetické nositelné IMU, ale přesná maximální výrobní cena (MPN) zůstává v kompetenci výrobce.
• Umístění kompasu: Udržujte magnetometr v dostatečné vzdálenosti od bateriového proudu, nabíjecích magnetů a feromagnetických popruhů.
• Barometr/tlakový senzor: Pokud se používá pro data o pohybu/prostředí, snímač tlaku vyžaduje definovanou tlakovou/odvzdušňovací cestu a omezení čištění.
• Fúze senzorů: Orientace desky plošných spojů, mechanické uložení a kalibrace firmwaru musí zůstat synchronizované; chyby rotace sestavy se mohou projevit jako chyby algoritmu.
• Montáž bez vibrací: Deska senzoru by měla být v rámu mechanicky stabilní, aby ohýbání objektivu nebo napětí řemínku nevytvářelo artefakty nekonzistentního pohybu.

Musí být GPS navigace pro otevřenou vodu uvnitř brýlí?

Ne nutně. Některé chytré plavecké brýle získávají vzdálenost odvozenou z GPS ze spárovaných hodinek, zatímco brýle zpracovávají displej, tepovou frekvenci a integrovaná data o pohybu/kompasu. Architektura desky plošných spojů by měla odrážet skutečný design produktu výrobce originálního zařízení, nikoli předpokládat integrovaný GNSS.

Optické snímání tepové frekvence na spánku nebo hlavě

Některé pokročilé plavecké brýle umisťují optický senzor PPG na spáncích, kde se mechanický kontakt velmi liší od snímání na zápěstí. Dodavatel desky plošných spojů musí zachovat výšku, orientaci a geometrii okénka senzoru, i když validace algoritmu zůstává na výrobci originálního vybavení (OEM).

• Optický AFE a LED diody: Nízkošumová zařízení PPG často používají kompaktní pouzdra WLP a specializované proudové kolejnice pro LED.
• Okénko senzoru: Optické propojení a potlačení okolního světla určují čočka, světelná bariéra, těsnění a tlak při kontaktu s kůží.
• Mechanická tolerance: Nadměrné lepidlo nebo mezera v pouzdře může způsobit přeslech mezi LED diodou a fotodiodou.
• Šumová vazba: Zobrazení hodin, aktivita rádia a přepínání nabíječek by měly být odděleny od optického analogového vstupu.
• Výrobní test: Základní odezvu LED/fotodiody lze kontrolovat na úrovni desky plošných spojů (PCBA), zatímco konečná přesnost měření tepové frekvence vyžaduje systémový test definovaný výrobcem originálního vybavení (OEM).

Voděodolná deska plošných spojů, odolná vůči chlóru/soli a konstrukci pro suché nabíjení

Plavecké brýle žijí v drsnějším mokrém cyklu než většina fitness nositelných zařízení: elektronika je během používání ponořena a poté se nabíjí po vystavení chlóru, soli nebo čisticí vodě.

• Voděodolná architektura: A voděodolné PCB Tento přístup může zahrnovat povrchovou úpravu a ochranu kontaktů, ale těsnění pouzdra zůstávají primární vodní bariérou.
• Selektivní nátěr: Konformní povlak neměly by zakrývat optická okna, tlakové porty ani nabíjecí rozhraní, pokud nejsou pro tento proces výslovně navrženy.
• Nabíjecí kontakty: Před nabíjením by měly být kontakty produktu suché; metalurgie kontaktů a pokyny k čištění by měly zohledňovat zbytky soli/soli z bazénu.
• Kontrola koroze: Zbytky tavidla a zachycená iontová kontaminace mohou urychlit korozi v opakovaných cyklech mokro/sucho.
• Kryt baterie: Povolený počet buněk, politika odvětrávání a mechanická retence jsou rozhodnutí na úrovni produktu, která by se měla odrážet v pokynech představenstva k vyloučení.

Montáž a miniaturizace PCBA chytrých plaveckých brýlí

Elektronické pouzdro může být mnohem menší než základní deska hodinek, takže konstrukce často využívá součástky s jemnou roztečí, flexibilní propojení a přísná omezení výšky součástek.

• HDI tam, kde je to potřeba: HDI PCB může být odůvodněno únikem WLCSP/BGA nebo objemem optického modulu, ale ne každá deska s plaveckými brýlemi vyžaduje sekvenční laminaci.
• Malé pasivy: Součástky 0201 mohou zmenšit oblast RF/výkonu; důsledky pro montáž jsou popsány v 0201 SMD součástka výrobní.
• Flexibilní sestava: Highleap může podporovat flex sestava PCB použití nosičů a výztuh, které chrání zakřivenou nebo úzkou geometrii.
• AOI: AOI v deskách plošných spojů (PCBA) by se to mělo stát předtím, než je elektronika připojena k rámu brýlí.
• Kontrolované získávání: Displej, IMU, optický senzor, PMIC a RF komponenty by měly používat schválené MPN.

Tovární testování před konečným vodotěsným utěsněním

Elektrický test by měl být proveden před trvalou integrací utěsněného optického modulu. Výrobce originálního vybavení (OEM) může poté ve fázi finálního produktu přidat testy těsnosti, ponoření nebo vlivy prostředí.

• Displej: Ověřte vzor obrazu, jas a komunikaci rozhraní.
• Pohybové senzory: Zkontrolujte identitu IMU/kompasu/barometru a odezvu osy.
• Optický senzor: Ověřte odezvu LED diody a fotodiody, pokud je namontována.
• Bluetooth/synchronizace: Potvrďte schválený režim produkčního připojení.
• Výkon: Měření stavu nabití, aktivního proudu a hlubokého spánku.
• FCT: Highleap může provádět zákaznicky definované funkční testování s firmwarem a zaznamenanými limity.

Kontrolní seznam RFQ pro výrobu desek plošných spojů elektronických plaveckých brýlí

Zašlete soubory s deskami plošných spojů/flexibilitou, displejem/optickým enginem, MPN senzorů, kontakty baterie/nabíjení, mechanický blok brýlí, požadavky na vodotěsnost/povrchovou úpravu, firmware a testovací metodu. Pokud produkt používá integrovaný snímač tepové frekvence, uveďte optické okno a geometrii kontaktu s kůží; pokud používá kurz otevřené vody, uveďte prostředí magnetometru.

Společnost Highleap může vyrábět související konfigurace, jako jsou desky plošných spojů (PCB) pro chytré plavecké brýle , desky plošných spojů (PCBA) pro rozšířenou realitu (AR ) , elektroniku pro prohlížecí brýle (HUD) , desky pro plavecké brýle do otevřené vody , desky plošných spojů pro plavecké brýle s měřením tepové frekvence a sestavy plošných spojů pro chytré triatlonové brýle , za předpokladu, že jsou pro každou verzi definována rozhraní displeje, senzoru a vodotěsného mechanického rozhraní.