SaaSオペレーション・プラットフォームを人に説明するのは難しいかもしれません。
多くの点で、プラットフォームは口頭ではなく、実体験を通して説明するのが一番です。そこで私たちは、Tulip 何をする会社なのかを、ひとつの体験で正確に理解してもらう方法について、多くの時間を費やしました。
私たちがたどり着いたのは、最初から最後まで手作業で組み立てるワードクロックの体験でした。
つまり、その作業時計をゼロから社内で作る必要があったのです。そこで、最新のデモを支える製品をどのように設計したかをご紹介します。
ワードクロックとは何ですか？
ワードクロックとはその名の通り、文字で時間を知らせる時計です。古典的な文字盤デザインやデジタル数字ではなく、文字で時間を綴る時計です。
なぜワード・クロック・アセンブリなのですか？
スマートな作業指示、デバイスの統合、IoT 接続、分析など、Tulip さまざまな側面を示す方法として、このワードクロックを作成しました。参加者は、1つのデモでTulip 特徴のすべてを見ることができます。
デモでは、顧客候補がそれぞれ自分のワードクロックを組み立てます。その過程で、Tulipパワーと柔軟性を実感していただきます。最終的に、参加者は完成したワードクロックをプレゼントとして受け取ることができます。
ワードクロックのデザイン
ワードクロックの製作は、エンジニアリング、デザイン、製造の訓練でした。私たちは、電気的、機械的部品、電源、箱など、すべてを含めて10ドル以下で、美しいオブジェを作りたかったのです。
ワードクロックを作るには何が必要ですか？
ワードクロックに必要なものは？簡単なリストです：
- 時刻を示す文字が切り抜かれたフェイスプレート
- 2.光が均等に分布するように、LED用のディフューザー。ディフューザーを使わないと、文字が透けて見えることがあります。
- ケースか、各コンポーネントをまとめる別の方法。
- 各LEDからの光漏れを防ぐ3Dハニカムグリッド。これがないと、1つのLEDを点灯させた場合、その光が他の文字に滲んでしまいます。これでは時計を読むことができません
- エレクトロニクス - 少なくとも8×8クロック用の64個のLEDと、それをすべて駆動するマイクロコントローラー
- マイクロコントローラーよりも正確な時間を刻む方法。
- マイクロコントローラーをワードクロックとして動作させるコード。
これは7つの異なるコンポーネントであり、それぞれが独自の課題を抱えています。
そんなに難しいことでは......。
ワードクロックをデザインするのは、案ずるより産むが易し。ここでは、このタスクが複雑になった方法をいくつか紹介します。
最終デザインへの反復
ワードクロックの多くは、レーザーカットされた金属や木材を文字板として使い、光を遮っています。ワードクロックのデザインを検索していると、バンクプリント基板（PCB）を文字板と光の拡散板の両方に使っているデザインに出会いました。文字のネガにシルクスクリーンと銅を加え、PCBを十分に薄くすることで、拡散板として光が差し込むようにしたのです。
これらの機能は、私たちの3つの問題を解決してくれました：
- フェースプレートをデザインするにあたり、私たちは他の部品のうち2つを無料で手に入れました。
- PCBがディフューザーとフェースプレートとして機能するため、ディフューザーを追加する必要はありませんでした。
- 2.電子機器付きのバックプレートをフェースプレートに機械的に取り付けることができたので、ケースを追加する必要はありませんでした
機械的な問題はほとんど解決しました。アプリケーション・エンジニアのジャスティンに手伝ってもらい、Onshapeで簡単なデザインを作成し、ラボにあるFormlabs Form2 3dプリンターで印刷しました。造形プレートに直接プリントするのが最も歪みが少ないことがわかりました。私たちは繰り返し公差を決定し、うまくフィットするデザインを作成することができました。
ケースをつけないことに決めたので、背面には電気部品をつけないことにしました。これは安全のためでもあり（誤って背面に触れて2つのものをショートさせたくない）、美的な選択でもありました。そのため、ATMegaマイクロコントローラーを含め、すべてをボードに収める必要がありました。
ボンネットの中がどうなっているのか、ご質問があればGithubをご覧ください！
電気設計とソフトウェアについては、ATmega328（Arduinoと同じチップ）と既製のLEDブロックを使った別の設計をフォークしました。フォークしたコードのほとんどを使うことができました（リフレッシュ・レートと文字の配置に若干の変更がありました）。回路図を更新し、レイアウトをAltiumではなくEagleで行うことにしました。
私たちは、デバイスに電源が供給されていないときでも時刻を保持するリアルタイムクロック（RTC）とバッテリーモジュールという機能を追加しました。電子レンジやストーブの電源が切れると、時計がリセットされることがよくあります。これは、電池付きのRTCがないためです。これらの小さなモジュールには電池が付属しており、電池に関する設計上の問題を解決しました。私たちは、Tulip ゲートウェイに直接接続するシリアルプロトコル（i2c）を使用して、これらの時計を現在時刻にプログラムします。
必要な7つの部品がすべて動作したことで、ワードクロックの設計を完成させることができました。
部品の調達と量産
学校では、あるいはエンジニアとしては、ここでプロセスは終わりです。私にとっては、設計を完成させることはプロセスの半分でしかありませんでした。つまり、500個のATMega328、31500個のLED、4000個の抵抗器、その他多くの部品を調達する必要がありました。
私たちは主要なハードウェア製品Light Kit ゲートウェイ）の製造委託先と連携しているため、プロトタイピングや大量生産の段階でこうした関係を利用することができました。より複雑なメカニカル・プロジェクトでは、ハードウェアの製品化がうまくいかないことがあります。幸運なことに、私たちの確立された関係と中国における電子機器組み立ての成熟度のおかげで、私たちは比較的簡単に大量生産を行うことができました。
私たちは価格に非常に敏感だったので、部品の調達はより困難でした。私たちは一般的なプロセスを使いたくありませんでしたし、委託製造業者に部品の購入を代行してもらうこともしたくありませんでした。また、DigikeyやMouserのようなアメリカのディストリビューターも使いたくありませんでした。
BOM 小さく、ほとんどの部品が日用品だったので、自分で調達しました。ほとんどの部品は、中国のディストリビューターであるLCSCを利用しました。LCSCの部品は非常に安く、迅速な配送料を払えば、北米のディストリビューターとほぼ同じ時間で届きます。主要部品であるLEDとマイクロコントローラーについては、アメリカのディストリビューターを利用しました。
部品調達を解決し、すべての部品を工場に届けた後、スムーズに量産体制に移行することができ、未組立の状態で500台を受け取ることができました。
ワードクロック・アセンブリー・アプリの概要
単語時計アプリの実際を簡単に説明します。
1.)Pick-to-Lightsは、オペレータをRTCモジュールのビンに誘導します。
2.)RTCのプログラム
3.)ベースプレートとスペーサーを選びます。
4.)RTCの取り付け
5.)組み立てを完了し、時計のプラグを差し込みます。
6.)ワードクロックのQA
7.)組み立て完了！
ご自身でワードクロックを作ってみたい、Tulip どんなものか見てみたいという方は、近々開催される展示会にお越しいただくか、今すぐデモをご予約ください。