Κατασκευή PCB ηλεκτρονικών γυαλιών κολύμβησης για οθόνες κολύμβησης AR και παρακολούθηση κίνησης

Τα ηλεκτρονικά γυαλιά κολύμβησης διαθέτουν οθόνη, αισθητήρες κίνησης, μπαταρία, ασύρματο συγχρονισμό και μερικές φορές λειτουργίες καρδιακού ρυθμού ή πυξίδας σε ένα υδροδυναμικό πακέτο που είναι προσαρτημένο στο πλάι του κεφαλιού του κολυμβητή. Σε αντίθεση με ένα smartwatch, τα ηλεκτρονικά μπορούν να ενσωματωθούν στον φακό ή στη δομή του κρόταφου και πρέπει να παραμένουν αναγνώσιμα ενώ ο χρήστης κινείται μέσα στο νερό. Η συσκευή εκτίθεται επίσης επανειλημμένα σε χημικές ουσίες πισίνας, αλμυρό νερό, επαφές υγρής φόρτισης και αντιθαμβωτικές επιστρώσεις.

Η κύρια πρόκληση των PCB/PCBA είναι ο συνδυασμός μιας εξαιρετικά συμπαγούς οπτικής μονάδας με αξιόπιστη ανίχνευση αδιαβροχοποίησης και μια άνετη μηχανική στοίβα. Η Highleap Electronics κατασκευάζει έξυπνα γυαλιά κολύμβησης σχεδιασμένα από τον πελάτη και σχετικά φορετά ηλεκτρονικά, ενώ οι μετρήσεις κολύμβησης, η οπτική βαθμονόμηση, η βαθμολογία αδιαβροχοποίησης και οι ισχυρισμοί αθλητικής απόδοσης παραμένουν υπό την επικύρωση τελικού προϊόντος του κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).

Τύποι προϊόντων ηλεκτρονικών γυαλιών κολύμβησης και αρχιτεκτονικές πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων

Τα ηλεκτρονικά γυαλιά κολύμβησης περιλαμβάνουν παραλλαγές για προπόνηση σε πισίνα, AR/HUD, ανοιχτού νερού και βιομετρικές. Κάθε κατηγορία προϊόντος αλλάζει τις απαιτήσεις οθόνης, αισθητήρα, στεγανοποίησης και δοκιμής παραγωγής, επομένως η συσκευασία PCB θα πρέπει να προσδιορίζει την προβλεπόμενη διαμόρφωση πριν από το πάγωμα της διάταξης ή της προμήθειας.

• Γυαλιά προπόνησης πισίνας PCB: Χρησιμοποιεί ανίχνευση γύρου, διαδρομής και ανάπαυσης βάσει IMU, καθώς και ενσωματωμένη οθόνη φακού.
• Γυαλιά κολύμβησης AR/HUD PCBA: Δίνει έμφαση σε δεδομένα ρυθμού, απόστασης ή προπόνησης σε πραγματικό χρόνο σε μια διαφανή οθόνη.
• Ηλεκτρονικά γυαλιά κολύμβησης ανοιχτού νερού: Μπορεί να προσθέσει λειτουργικότητα ψηφιακής πυξίδας και να συγχρονιστεί με ρολόι για απόσταση επιφανειακού GNSS.
• Γυαλιά κολύμβησης καρδιακού ρυθμού PCB: Προσθέτει έναν οπτικό αισθητήρα κοντά στον κρόταφο ή συνδέεται με έναν ξεχωριστό αισθητήρα καρδιακών παλμών.
• Γυαλιά κολύμβησης τριάθλου PCB: Δίνει προτεραιότητα στην κατεύθυνση σε ανοιχτό νερό, στις μετρήσεις προπόνησης, στον μεγάλο χρόνο εκτέλεσης και στον γρήγορο συγχρονισμό μετά την κολύμβηση.
• Παρακείμενα προϊόντα: Οι έξυπνες μάσκες κατάδυσης, τα αθλητικά γυαλιά HUD, τα ρολόγια κολύμβησης και οι οπτικές φορητές συσκευές μέτρησης καρδιακών παλμών μοιράζονται συγκεκριμένα υποσυστήματα, αλλά έχουν διαφορετικές απαιτήσεις πίεσης και περιβλήματος.

Πώς διαφέρουν τα γυαλιά κολύμβησης AR και τα έξυπνα γυαλιά κολύμβησης σε επίπεδο PCB;

Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCBA) για γυαλιά κολύμβησης επαυξημένης πραγματικότητας (AR) συνήθως δίνει μεγαλύτερη έμφαση στην απεικόνιση κοντινής απόστασης από τα μάτια, την οπτική ευθυγράμμιση και τη διαδρομή γραφικών, ενώ μια ευρύτερη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος για έξυπνα γυαλιά κολύμβησης μπορεί να δίνει προτεραιότητα στην ανίχνευση κίνησης, στα δεδομένα προπόνησης, στον ασύρματο συγχρονισμό ή στις λειτουργίες καρδιακού ρυθμού. Η τελική αρχιτεκτονική της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος θα πρέπει να ακολουθεί το πραγματικό σύνολο χαρακτηριστικών αντί να υποθέτει ότι και τα δύο προϊόντα είναι πανομοιότυπα.

Οθόνη κοντινής όρασης, κυματοδηγός και ενσωμάτωση εξαιρετικά συμπαγούς Tech-Pack

Το σύστημα απεικόνισης πρέπει να παρέχει ευανάγνωστες πληροφορίες χωρίς να εμποδίζει την ορατότητα του κολυμβητή. Τα ηλεκτρονικά μπορούν να βρίσκονται σε ένα συμπαγές πλευρικό pod με έναν κυματοδηγό ή έναν συνδυαστή που εκτείνεται μέσα στον φακό.

• Διεπαφή ενότητας οθόνης: Οι υποδοχές FPC λεπτού βήματος και μικροοθόνης θα πρέπει να συνδέονται με το οπτικό στοιχείο. Το Highleap μπορεί να χρησιμοποιήσει την ίδια κατασκευαστική πειθαρχία που εφαρμόζεται και σε εύκαμπτο PCB σε έξυπνα γυαλιά αρχιτεκτονικές.
• Ευέλικτη διασύνδεση: A εύκαμπτο PCB μπορούν να δρομολογήσουν σήματα οθόνης, κουμπιών ή αισθητήρων μέσω του πλαισίου των γυαλιών με λιγότερο όγκο από τις καλωδιώσεις.
• Οπτική ευθυγράμμιση: Οι οπές στήριξης της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB), οι διαστάσεις των ενισχυτικών στοιχείων και η τοποθέτηση της οθόνης θα πρέπει να ελέγχονται, επειδή μια μικρή μετατόπιση μπορεί να μετακινήσει την εικονική εικόνα.
• Ρεύμα εμφάνισης: Η φωτεινότητα θα πρέπει να εξισορροπείται με τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και την τοπική θέρμανση σε ένα σφραγισμένο pod.
• Διαχωρισμός νερού/αντιθαμβωτικού: Οι οπτικές επιστρώσεις και οι ηλεκτρονικές κόλλες θα πρέπει να απελευθερώνονται μαζί, ώστε η διαδικασία συναρμολόγησης να μην καταστρέφει τον φακό ή την επεξεργασία ομίχλης.

IMU, πυξίδα, βαρόμετρο και ανίχνευση κίνησης κολύμβησης

Τα έξυπνα γυαλιά κολύμβησης μπορούν να υπολογίσουν τον τύπο της κίνησης, τις στροφές και τις περιόδους ανάπαυσης από αισθητήρες κίνησης. Οι εκδόσεις για ανοιχτά νερά ενδέχεται να προσθέσουν ένα μαγνητόμετρο για την κατεύθυνση, ενώ ορισμένες συμπαγείς τεχνολογικές συσκευασίες περιλαμβάνουν επίσης έναν βαρομετρικό αισθητήρα.

• Προσανατολισμός IMU: Οι άξονες του επιταχυνσιόμετρου και του γυροσκοπίου θα πρέπει να είναι συνδεδεμένοι στο πλαίσιο του γυαλιού, ώστε το λογισμικό να βλέπει συνεπή κίνηση της κεφαλής. Οι φορητές μονάδες IMU χαμηλής ισχύος είναι κατάλληλες για αυτήν την κατηγορία προϊόντων, αλλά το ακριβές MPN παραμένει ελεγχόμενο από τον κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).
• Τοποθέτηση πυξίδας: Κρατήστε το μαγνητόμετρο μακριά από το ρεύμα της μπαταρίας, τους μαγνήτες φόρτισης και τα εξαρτήματα σιδηρομαγνητικών ιμάντων.
• Βαρόμετρο/αισθητήρας πίεσης: Εάν χρησιμοποιηθεί για δεδομένα κίνησης/περιβάλλοντος, το αισθητήρας πίεσης απαιτεί καθορισμένη διαδρομή πίεσης/εξαερισμού και περιορισμό καθαρισμού.
• Σύντηξη αισθητήρων: Ο προσανατολισμός της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB), η μηχανική εφαρμογή και η βαθμονόμηση του υλικολογισμικού πρέπει να παραμένουν συγχρονισμένα. Τα σφάλματα περιστροφής της συναρμολόγησης μπορούν να εμφανιστούν ως σφάλματα αλγορίθμου.
• Τοποθέτηση χωρίς κραδασμούς: Η πλακέτα αισθητήρα θα πρέπει να είναι μηχανικά σταθερή μέσα στο πλαίσιο, έτσι ώστε η κάμψη του φακού ή η τάση του ιμάντα να μην δημιουργούν ασυνεπή αντικείμενα κίνησης.

Πρέπει να υπάρχει GPS ανοιχτού νερού μέσα στα γυαλιά;

Όχι απαραίτητα. Ορισμένα έξυπνα γυαλιά κολύμβησης λαμβάνουν απόσταση που προέρχεται από GPS από ένα συζευγμένο ρολόι, ενώ τα γυαλιά χειρίζονται την οθόνη, τον καρδιακό ρυθμό και τα δεδομένα κίνησης/πυξίδας που είναι ενσωματωμένα στο σύστημα. Η αρχιτεκτονική PCB θα πρέπει να αντικατοπτρίζει τον πραγματικό σχεδιασμό του προϊόντος του κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) αντί να υποθέτει ενσωματωμένο GNSS.

Οπτική ανίχνευση καρδιακού ρυθμού στον κρόταφο ή στο κεφάλι

Ορισμένα προηγμένα γυαλιά κολύμβησης τοποθετούν έναν οπτικό αισθητήρα PPG στον κρόταφο, όπου η μηχανική επαφή είναι πολύ διαφορετική από την ανίχνευση στον καρπό. Ο προμηθευτής των PCB πρέπει να διατηρήσει το ύψος του αισθητήρα, τον προσανατολισμό και τη γεωμετρία του παραθύρου, παρόλο που η επικύρωση του αλγορίθμου παραμένει στον κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).

• Οπτικό AFE και LED: Οι συσκευές PPG χαμηλού θορύβου χρησιμοποιούν συχνά συμπαγή πακέτα WLP και ειδικές ράγες ρεύματος LED.
• Παράθυρο αισθητήρα: Ο φακός, το φωτοφράγμα, η φλάντζα και η πίεση επαφής με το δέρμα καθορίζουν την οπτική σύζευξη και την απόρριψη του φωτός περιβάλλοντος.
• Μηχανική ανοχή: Η υπερβολική κόλλα ή το κενό στο περίβλημα μπορεί να δημιουργήσει παρεμβολές μεταξύ της LED και της φωτοδιόδου.
• Σύζευξη θορύβου: Τα ρολόγια οθόνης, η δραστηριότητα του ραδιοφώνου και οι φορτιστές μεταγωγής θα πρέπει να διαχωρίζονται από το οπτικό αναλογικό μπροστινό μέρος.
• Δοκιμή παραγωγής: Η βασική απόκριση LED/φωτοδιόδου μπορεί να ελεγχθεί σε επίπεδο PCBA, ενώ η τελική ακρίβεια του καρδιακού ρυθμού απαιτεί μια δοκιμή συστήματος που ορίζεται από τον κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).

Αδιάβροχη πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, έκθεση σε χλώριο/αλάτι και σχεδιασμός ξηρής φόρτισης

Τα γυαλιά κολύμβησης ζουν σε έναν πιο σκληρό κύκλο υγρασίας από τα περισσότερα φορέματα γυμναστικής: τα ηλεκτρονικά τους βυθίζονται κατά τη χρήση και στη συνέχεια φορτίζονται μετά από έκθεση σε χλώριο, αλάτι ή νερό καθαρισμού.

• Αδιάβροχη αρχιτεκτονική: A αδιάβροχο PCB Η προσέγγιση μπορεί να περιλαμβάνει επικάλυψη και προστατευμένες επαφές, αλλά οι σφραγίδες περιβλήματος παραμένουν το κύριο φράγμα νερού.
• Επιλεκτική επίστρωση: Συμπληρωματική επίστρωση δεν θα πρέπει να καλύπτουν οπτικά παράθυρα, θύρες πίεσης ή διεπαφές φόρτισης, εκτός εάν έχουν σχεδιαστεί ρητά για τη συγκεκριμένη διαδικασία.
• Επαφές φόρτισης: Το προϊόν θα πρέπει να απαιτεί στεγνές επαφές πριν από τη φόρτιση. Οι οδηγίες μεταλλουργίας επαφών και καθαρισμού θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τα υπολείμματα πισίνας/αλατιού.
• Έλεγχος διάβρωσης: Τα υπολείμματα ροής και η παγιδευμένη ιοντική μόλυνση μπορούν να επιταχύνουν τη διάβρωση σε επαναλαμβανόμενους υγρούς/ξηρούς κύκλους.
• Περίβλημα μπαταρίας: Το περιθώριο διόγκωσης των κυψελών, η πολιτική εξαερισμού και η μηχανική συγκράτηση είναι αποφάσεις σε επίπεδο προϊόντος που θα πρέπει να αντικατοπτρίζονται στη διατήρηση της πλακέτας εκτός λειτουργίας.

Έξυπνα γυαλιά κολύμβησης PCBA συναρμολόγηση και μικρογράφηση

Το πακέτο ηλεκτρονικών μπορεί να είναι πολύ μικρότερο από την κύρια πλακέτα ενός ρολογιού, επομένως ο σχεδιασμός συχνά χρησιμοποιεί εξαρτήματα λεπτού βήματος, εύκαμπτες διασυνδέσεις και αυστηρούς περιορισμούς ύψους εξαρτημάτων.

• ΔΑΑ όπου χρειάζεται: HDI PCB μπορεί να δικαιολογείται από τη διαφυγή WLCSP/BGA ή τον όγκο του οπτικού pod, αλλά δεν χρειάζεται κάθε σανίδα γυαλιών κολύμβησης διαδοχική πλαστικοποίηση.
• Μικρά παθητικά: Τα εξαρτήματα 0201 μπορούν να μειώσουν την περιοχή RF/ισχύος. Οι επιπτώσεις της συναρμολόγησης καλύπτονται στο 0201 Εξάρτημα SMD βιομηχανοποίηση.
• Εύκαμπτη συναρμολόγηση: Το Highleap μπορεί να υποστηρίξει συναρμολόγηση flex PCB χρησιμοποιώντας φορείς και ενισχυτικά στοιχεία που προστατεύουν την καμπύλη ή στενή γεωμετρία.
• AOI: AOI σε PCBA θα πρέπει να συμβεί πριν συνδεθούν τα ηλεκτρονικά στο πλαίσιο των γυαλιών.
• Ελεγχόμενη προμήθεια: Η οθόνη, η μονάδα ενδείξεων (IMU), ο οπτικός αισθητήρας, το PMIC και τα εξαρτήματα RF θα πρέπει να χρησιμοποιούν εγκεκριμένα MPN.

Δοκιμή στο εργοστάσιο πριν από την τελική στεγανοποίηση

Οι ηλεκτρικές δοκιμές θα πρέπει να ολοκληρωθούν πριν από την μόνιμη ενσωμάτωση του σφραγισμένου οπτικού pod. Ο κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) μπορεί στη συνέχεια να προσθέσει δοκιμές διαρροής, εμβάπτισης ή περιβαλλοντικές δοκιμές στο στάδιο του τελικού προϊόντος.

• οθόνη: Επαληθεύστε το μοτίβο εικόνας, τη φωτεινότητα και την επικοινωνία διεπαφής.
• Αισθητήρες κίνησης: Ελέγξτε την ταυτότητα της μονάδας IMU/πυξίδας/βαρόμετρου και την απόκριση του άξονα.
• Οπτικός αισθητήρας: Επαληθεύστε την απόκριση της μονάδας LED και της φωτοδιόδου, εάν υπάρχουν.
• Bluetooth/συγχρονισμός: Επιβεβαιώστε την εγκεκριμένη λειτουργία σύνδεσης παραγωγής.
• Δύναμη: Μετρήστε την κατάσταση φόρτισης, το ενεργό ρεύμα και τον βαθύ ύπνο.
• FCT: Το Highleap μπορεί να εκτελέσει λειτουργικές δοκιμές με υλικολογισμικό και καταγεγραμμένα όρια.

Λίστα ελέγχου RFQ για την παραγωγή ηλεκτρονικών γυαλιών κολύμβησης PCB

Στείλτε τα αρχεία PCB/εύκαμπτης πλακέτας (PCB), την οθόνη/οπτική μηχανή, τα MPN αισθητήρων, τις επαφές μπαταρίας/φόρτισης, τη μηχανική στοίβα γυαλιών, τις απαιτήσεις αδιαβροχοποίησης/επίστρωσης, το υλικολογισμικό και τη μέθοδο δοκιμής. Εάν το προϊόν χρησιμοποιεί ενσωματωμένο αισθητήρα καρδιακού ρυθμού, συμπεριλάβετε το οπτικό παράθυρο και τη γεωμετρία επαφής με το δέρμα. Εάν χρησιμοποιεί κατεύθυνση ανοιχτού νερού, συμπεριλάβετε το περιβάλλον μαγνητόμετρου.

Η Highleap μπορεί να κατασκευάσει σχετικές διαμορφώσεις όπως πλακέτα έξυπνων γυαλιών κολύμβησης (PCB) , γυαλιά κολύμβησης AR (PCBA) , ηλεκτρονικά γυαλιά κολύμβησης HUD , πλακέτες γυαλιών κολύμβησης ανοιχτού νερού , πλακέτα γυαλιών κολύμβησης καρδιακού ρυθμού και συγκροτήματα έξυπνων γυαλιών τριάθλου , υπό την προϋπόθεση ότι ορίζονται οι διεπαφές οθόνης, αισθητήρα και αδιάβροχων μηχανικών διασυνδέσεων για κάθε έκδοση.