Elektronisten uimalasien piirilevyjen valmistus AR-uintinäyttöihin ja liikkeenseurantaan

Elektronisissa uimalaseissa on näyttö, liiketunnistimet, akku, langaton synkronointi ja joskus sykemittaus tai kompassitoiminnot hydrodynaamisessa paketissa, joka on kiinnitetty uimarin pään sivuun. Toisin kuin älykellossa, elektroniikka voi olla upotettu linssiin tai sankoihin, ja sen on pysyttävä luettavissa käyttäjän liikkuessa vedessä. Laite altistuu myös toistuvasti allaskemikaaleille, suolavedelle, märille latauskoskettimille ja huurtumisenestopeille.

Piirilevyjen ja piirilevyjen suurin haaste on yhdistää erittäin kompakti optinen moduuli luotettavaan vedenpitävään tunnistukseen ja mukavaan mekaaniseen rakenteeseen. Highleap Electronics valmistaa asiakaskohtaisesti suunniteltuja älykkäitä uimalaseja ja niihin liittyviä puettavia elektroniikkalaitteita, kun taas uintimittarit, optinen kalibrointi, vedenpitävyysluokitus ja urheilusuorituskykyä koskevat väitteet jäävät alkuperäislaitevalmistajien (OEM) valmiiden tuotteiden validoinnin piiriin.

Elektronisten uimalasien tuotetyypit ja piirilevyarkkitehtuurit

Elektronisia uimalaseja on saatavilla allasharjoitteluun, AR/HUD-näyttöön, avovesikäyttöön ja biometrisiin malleihin. Jokaisen tuoteluokan näyttö-, anturi-, vedenpitävyys- ja tuotantotestausvaatimukset muuttuvat, joten piirilevypakkauksen tulisi tunnistaa aiottu kokoonpano ennen kuin asettelu tai hankinta jäädytetään.

• Uima-altaan harjoittelulasien piirilevy: Käyttää IMU-pohjaista kierros-, veto- ja lepotunnistusta sekä linssiin integroitua näyttöä.
• AR/HUD-uimalasit PCBA:lla: Näyttää reaaliaikaisen vauhdin, matkan tai harjoitustiedot läpinäkyvällä näytöllä.
• Avovesiuintilasien elektroniikka: Saattaa lisätä digitaalisen kompassitoiminnon ja synkronoida kellon kanssa GNSS-pohjaisen etäisyyden mittaamiseksi.
• Sykemittaukseen tarkoitettujen uimalasien piirilevy: Lisää optisen anturin lähelle ohimoa tai liitetään erilliseen sykemittariin.
• Triathlon-uintilasien piirilevy: Priorisoi avovesisuuntaa, harjoitusmittareita, pitkää juoksuaikaa ja nopeaa uinnin jälkeistä synkronointia.
• Vierekkäiset tuotteet: Älykkäät sukellusmaskit, urheiluun tarkoitetut HUD-lasit, uimakellot ja optiset sykemittauslaitteet jakavat tiettyjä alijärjestelmiä, mutta niillä on erilaiset paine- ja kotelointivaatimukset.

Miten AR-uimalasit ja älyuimalasit eroavat toisistaan ​​piirilevytasolla?

AR -uimalasien piirilevy painottaa yleensä enemmän silmän lähellä olevaa näyttöä, optista kohdistusta ja grafiikkapolkua, kun taas laajempi älyuimalasien piirilevy voi priorisoida liiketunnistusta, harjoitustietoja, langatonta synkronointia tai sykemittaustoimintoja. Lopullisen piirilevyn arkkitehtuurin tulisi noudattaa todellista ominaisuusjoukkoa sen sijaan, että oletettaisiin molempien tuotteiden olevan identtisiä.

Lähisilmän näyttö, aaltoputki ja erittäin kompakti Tech-Pack-integraatio

Näyttöjärjestelmän on tarjottava luettavaa tietoa estämättä uimarin näkökenttää. Elektroniikka voi sijaita kompaktissa sivukapselissa, jonka linssiin ulottuu aaltojohdin tai yhdistin.

• Näyttömoduulin käyttöliittymä: Hienojakoiset FPC- ja mikronäyttöliittimet tulee kytkeä optiseen datumiin. Highleap voi käyttää samaa valmistusmenetelmää kuin joustava piirilevy älylaseissa arkkitehtuurit.
• Joustava yhteenliitäntä: A joustava piirilevy voi reitittää näyttö-, painike- tai anturisignaalit suojalasien rungon läpi pienemmällä koolla kuin johtosarjat.
• Optinen kohdistus: Piirilevyn kiinnitysreikiä, jäykisteiden mittoja ja näytön sijoittelua on valvottava, koska pienikin siirtymä voi siirtää virtuaalikuvaa.
• Näyttövirta: Kirkkaus tulisi tasapainottaa akun keston ja paikallisen lämpenemisen suhteen suljetussa kotelossa.
• Veden/sumuneston erotus: Optiset pinnoitteet ja elektroniikkaliimat tulee irrottaa yhdessä, jotta kokoamisprosessi ei vahingoita linssiä tai sumunkäsittelyä.

IMU, kompassi, barometri ja uintiliiketunnistus

Älykkäät uimalasit pystyvät päättelemään uimavedon tyypin, käännökset ja lepoajat liiketunnistimista. Avovesiversioissa voi olla magnetometri suuntaa varten, ja joissakin kompakteissa teknisissä repuissa on myös ilmanpaineanturi.

• IMU-orientaatio: Kiihtyvyysanturin ja gyroskoopin akselit tulisi kiinnittää lasien runkoon, jotta ohjelmisto näkee pään liikkeen tasaisesti. Vähävirtaiset puettavat IMU:t sopivat tähän tuoteluokkaan, mutta tarkka MPN pysyy valmistajan (OEM) määrittämänä.
• Kompassin sijoittelu: Pidä magnetometri poissa akun virrasta, latausmagneeteista ja ferromagneettisista rannekkeista.
• Barometri/paineanturi: Jos sitä käytetään liike-/ympäristödataan, paineanturi vaatii määritellyn paine-/ilmanpoistoreitin ja puhdistusrajoituksen.
• Anturifuusio: Piirilevyn suuntaus, mekaaninen sovitus ja laiteohjelmiston kalibrointi on pidettävä synkronoituina; kokoonpanon kiertovirheet voivat ilmetä algoritmivirheinä.
• Tärinätön asennus: Anturilevyn tulee olla mekaanisesti vakaa kehyksen sisällä, jotta linssin taipuminen tai hihnan kireys ei aiheuta epäjohdonmukaisia ​​liikehäiriöitä.

Pitääkö avovesi-GPS:n olla suojalasien sisällä?

Ei välttämättä. Jotkut älykkäät uimalasit saavat GPS:n perusteella mitatun etäisyyden pariliitetystä kellosta, kun taas lasit itse käsittelevät näyttöä, sykettä ja liike-/kompassitietoja. Piirilevyn arkkitehtuurin tulisi heijastaa laitevalmistajan todellista tuotesuunnittelua sen sijaan, että oletettaisiin integroitua GNSS:ää.

Optinen sykemittaus ohimolla tai päässä

Joissakin edistyneissä uimalaseissa on PPG-optinen anturi ohimoilla, joissa mekaaninen kosketus on hyvin erilainen kuin ranteen tunnistus. Piirilevytoimittajan on säilytettävä anturin korkeus, suunta ja ikkunan geometria, vaikka algoritmin validointi jääkin alkuperäisen laitevalmistajan tehtäväksi.

• Optinen AFE ja LEDit: Vähäkohinaisissa PPG-laitteissa käytetään usein kompakteja WLP-paketteja ja erillisiä LED-virtakiskoja.
• Anturi-ikkuna: Linssi, valokenno, tiiviste ja ihokosketuksen paine määrittävät optisen kytkennän ja ympäröivän valon hylkimisen.
• Mekaaninen toleranssi: Liiallinen liima tai kotelon rako voi aiheuttaa ylikuulumista LEDin ja fotodiodin välille.
• Kohinan kytkentä: Kellon näyttö, radion toiminta ja laturien vaihtaminen tulee erottaa optisesta analogisesta etupäästä.
• Tuotantotesti: LED-/fotodiodivasteen perustoiminto voidaan tarkistaa piirilevytasolla, kun taas lopullinen sykkeen tarkkuus vaatii OEM-valmistajalta määritellyn järjestelmätestin.

Vedenpitävä piirilevy, kloori-/suola-altistus ja kuivalatausrakenne

Uimalasit käyvät läpi ankaramman märkäsyklin kuin useimmat kuntoiluvälineet: elektroniikka upotetaan veteen käytön aikana ja latautuu sitten altistuttuaan kloorille, suolalle tai puhdistusvedelle.

• Vedenpitävä arkkitehtuuri: A vedenpitävä piirilevy Lähestymistapaan voi kuulua pinnoitus ja suojatut koskettimet, mutta kotelotiivisteet ovat edelleen ensisijainen vesieste.
• Valikoiva pinnoite: Muodollinen pinnoite ei pitäisi kattaa optisia ikkunoita, paineportteja tai latausliitäntöjä, ellei niitä ole nimenomaisesti suunniteltu kyseistä prosessia varten.
• Latauskontaktit: Tuotteen kontaktien tulee olla kuivia ennen lataamista; kontaktien metallurgia- ja puhdistusohjeissa on otettava huomioon uima-allas-/suolajäämät.
• Korroosionestosuojaus: Fluksijäämät ja loukkuun jäänyt ionikontaminaatio voivat kiihdyttää korroosiota toistuvissa märkä-/kuivasykleissä.
• Akun kotelo: Solujen turpoamisvara, tuuletuskäytännöt ja mekaaninen pidätys ovat tuotetason päätöksiä, joiden tulisi heijastua kartongin poissaoloasennossa.

Älykkäät uimalasit PCBA-kokoonpano ja pienentäminen

Elektroniikkapaketti voi olla paljon pienempi kuin kellon emolevy, joten suunnittelussa käytetään usein hienojakoisia komponentteja, joustavia yhteyksiä ja tiukkoja komponenttien korkeusrajoituksia.

• HDI tarvittaessa: HDI-piirilevy voidaan perustella WLCSP/BGA-poistolla tai optisen podin tilavuudella, mutta kaikki uimalasilaudat eivät tarvitse peräkkäistä laminointia.
• Pienet passiivit: 0201-komponentit voivat pienentää RF/teho-aluetta; kokoonpanoon liittyviä vaikutuksia käsitellään kohdassa 0201 SMD-komponentti valmistus.
• Joustava kokoonpano: Highleap voi tukea joustava piirilevykokoonpano käyttämällä kaarevaa tai kapeaa geometriaa suojaavia kantoaineita ja jäykisteitä.
• AOI: AOI PCBA:ssa pitäisi tapahtua ennen elektroniikan kiinnittämistä suojalasien runkoon.
• Kontrolloitu hankinta: Näytön, IMU:n, optisen anturin, PMIC- ja RF-komponenttien tulee käyttää hyväksyttyjä MPN-numeroita.

Tehdastestaus ennen lopullista vedenpitävää tiivistystä

Sähköiset testit tulee suorittaa ennen suljetun optisen kotelon pysyvää integrointia. Laitevalmistaja voi sitten lisätä vuoto-, upotus- tai ympäristötestejä lopputuotteen vaiheessa.

• Näyttö: Tarkista kuvan kuvio, kirkkaus ja rajapinnan tiedonsiirto.
• Liiketunnistimet: Tarkista IMU:n/kompassin/barometrin identiteetti ja akselin vaste.
• Optinen anturi: Tarkista LED-aseman ja fotodiodin vaste, jos sellainen on.
• Bluetooth/synkronointi: Vahvista hyväksytty tuotantoyhteystila.
• Teho: Mittaa lataustilaa, aktiivivirtaa ja syvää unta.
• FCT: Highleap voi suorittaa asiakkaan määrittelemiä toiminnallinen testaus laiteohjelmistolla ja lokitietorajoilla.

Elektronisten uimalasien piirilevyjen tuotannon RFQ-tarkistuslista

Lähetä piirilevy-/flex-tiedostot, näyttö-/optinen moottori, anturin MPN-numerot, akun/latauskontaktit, suojalasien mekaaninen pino, vedenpitävyys-/pinnoitevaatimukset, laiteohjelmisto ja testausmenetelmä. Jos tuotteessa on integroitu sykemittari, liitä mukaan optinen ikkuna ja ihokosketuksen geometria; jos siinä käytetään avovesisuuntaa, liitä mukaan magnetometrin ympäristö.

Highleap voi valmistaa niihin liittyviä kokoonpanoja, kuten älykkäiden uimalasien piirilevyjä , AR-uimalasien piirilevyjä , HUD-uimalasien elektroniikkaa , avovesiuimalasien piirilevyjä , sykemittausuimalasien piirilevyjä ja triathlon-älykkäiden uimalasien piirilevykokoonpanoja , edellyttäen, että näyttö, anturi ja vedenpitävät mekaaniset liitännät on määritelty kullekin versiolle.