【編者按】開發板、3D列印一向是那些技術創客們的玩物,而基於其上做出一款真正產品,比如智能圍裙、機器人則更是要技術大牛來操刀。對於不太懂技術的大眾來說,這些東西只能默默豔羨。
在Edison入華首秀現場,英特爾中國研究院智能互聯創新研究中心總監宋繼強公布了一款基於Edison開發的智能瓷杯產品,他在現場非常詳細的分享了這款瓷杯的開發歷程,並開源了相關開發資料。如果你能看懂這篇分享以及動手整合開源資料,那麼做這樣一款瓷杯其實也變成一件非常簡單的事情。以下是宋的分享全文,有刪節。
Edison有一個很有用的功能,通過擴展板和我們的合作夥伴一起可以做出各種各樣的產品。我在這裡做一個案例分析,通過我們自己做的一款產品——智能瓷杯向大家介紹,給各位提供一些做智能設備的參考設計。
首先來看一下這個杯子,它是一個真的瓷杯,不開機的時候跟普通的瓷杯一樣,開機以後,在上面有彩色的顯示,還可以觸摸交互。比如這是一個九宮格,表示所有應用;這是一個工具鍵,進去之後是微信、畫板等應用,這些都可以聯網交互。這是郵件信息,打地鼠遊戲,昨天剛剛加進去的音樂……
來看微信應用,當你用微信給瓷杯發送一條信息,屏幕上就會顯示。小魚應用,它是一個電子寵物,魚身顏色會跟著水的溫度變化,高溫是紅色的,中溫的是黃色,冷的就是藍色。如果杯子不怎麼運動,就會沉底不動,如果拿起來喝水,它會遊得很開心。打地鼠應用,小朋友非常喜歡。它一開始是我們自娛自樂開發出來測試顯示屏速度的。音樂應用,可以放小蘋果。
我們並不是讓大家最終拿著杯子聽音樂,而是把這些功能都做出來,組合在一起成為一個開發平臺,大家後邊開發更多智能硬體時也可以用到。
瓷杯上我們用到英特爾自己開發的Edison。Edison是我們很驕傲的一款產品,它源自於中國研究院三年多的心血做出了一個原型,後來把產品線接收到美國,獲得很多的認可。Edison既有IO支持,也有很強的處理能力,並且功耗非常低,是一個非常好的平臺。我們把它跟中國傳統的瓷藝相結合,開發了這款智能水杯,它也是新的瓷類品類。
因為有了Edison,我們可以有很多的想像空間,多點觸摸、彩色顯示、聲音採集、聲音播放、運動傳感、溫度傳感、無線充電……。
智能瓷杯,看起來很簡單,但是做到今天的程度其實也花了一年的時間。最開始是去年10月份,CEO科再奇決定要把Edison放在今年初的CES上發布,他需要一些很酷的演示。當時中國研究院在想,我們要做有中國特色的,就選了瓷杯。這個想法一浮現出來很多人都贊成,但是怎麼做呢?誰能在瓷杯裡面放東西?從來沒有人想過,我們經過三個月的時間有了最初的原型。
我們設計產品的電子部分是鑲嵌到瓷杯裡面。一開始用3D列印效果非常差,請了清華美院做了一種雙層杯設計,我們拿著構思去景德鎮,通過某些美院學生關係在附近找人幫忙做。從那時到正式展示,中間經歷了好幾個過程,雙層瓷杯要開兩套模,第一版肚子很大,LED軟屏放在夾層中,只是做出一個雛形。後來到CES上展示時,已經變得非常漂亮。
瓷杯裡面的心臟,也花費我們很多的心血。在做外殼的同時,我們的IT系統也在做。當時是用CS版本,有自己的擴展板,我們有很多工程師一起測試它的軟硬體,上面一排杯子是測試LED顯示的。我們在演示時,現場拿一個平板電腦讓人寫字在屏幕上面秀,現場的交互感非常強的。
在CES上還有很多演示。像利用Edison和其它設備互動,跟某個小孩身上穿的衣服的傳感器互動,小孩呼吸不暢,紅色的顯示器就會亮起來,告訴媽媽孩子呼吸不暢;像社交功能,有一個會議馬上要靠近了,會顯示某個符號出來;諸如此類。
CES回來後,Edison正式發布,反響非常好。在後面的過程當中,我們一方面在等產品做出來,另一方面在開發社區。我們在想:要做一款怎樣的設備,可以讓用戶專注於自己想做的事情呢?杯子形式很有吸引力,英特爾中國區CEO楊敘說,希望杯子在給客戶後能馬上就用上,所以我們做了更多更完整的設計:Edison加擴展板的架構,雙層壁瓷杯結構,軟LED屏設計,提高LED屏的解析度,觸摸交互、運動、溫度傳感,喝水姿勢,碰杯,聲音輸入播放,無線充電,這些疊加在一起很酷。還有可靠性、防水,組裝方式我們也做了細緻研究,不能說做了一個東西不考慮量產。
如果考慮杯子以後要量產,那麼有幾個地方要考慮。一是規模化,景德鎮師傅做模子靠手感,但是我後期怎麼方便修改和量產呢?我們把第一版的瓷杯3D掃描放入電腦,並找到一家有3D設計能力的瓷杯生產廠商。二是量產周期穩定且快,師傅做模子要陰乾,需要有一個陰涼且溼氣輕的地方,這對環境依賴很高,下雨就得後延。我們在深圳找了一家專門做瓷器的生廠方,他們對溫溼度控制有經驗,並對產品的設計、一致性、量產周期很是理解,我們選擇了在這家啟動量產。
另外還有屏幕的選型,我們的瓷杯是曲面,需要一塊軟屏,但要用現成的,定製的費用太高。現有的觸摸軟屏是長方形,觸摸效果不太好,後來我們通過改造把一段拉直後效果就好多了,它也更接近杯麵。我們還添加了幾個音筒。
總的來說,我們做了很多精細的設計,這些設計的難處在於要考慮瓷杯製作時候的工差,還好我們找了一個在富士康做了多年的工程師幫我們來做,如果沒有這樣的人,我們也做不成。
要把這麼多東西裝進去,瓷杯裡面的設計也是相當的複雜。這裡需要要講一個點,我們在做新的智能設備的時候,設計流程應該先從應用交互模式、產品ID和工業設計開始,然後反推這個系統怎麼做。
創客一般先把這個功能研究出來再說,想一個殼加上去,但這樣做出來可能杯子就不太好看、太大,因為只是簡單的把這些東西框出來。如果先把杯子設計出來,保證美觀和裝水量,也保證把電子部分裝進去,這樣推出的東西就可能會比較創新。這些地方我們都做得蠻激進的。
瓷杯內的電子部分主要是底部夾層的板子,一塊IO擴展板,上邊的Edison是主要計算模塊。Edison裡面有一個MCU,但是還沒有報給第三方開發用,所以在瓷杯IO擴展板上放了一個MCU。它提供兩個功能,一是在開機而Edison還未啟動時運行開機動畫;二是杯子處於休息狀態沒有聯網應用運行時顯示屏幕畫面。這個IO擴展板以及軟板部分都是跟深圳的實義德共同合作,非常感謝他們。
應用方面,我們有這幾類。社交類,比如微信、微博、畫畫,有一個自定義;通知類,有新郵件來了通知你,天氣、PM2.5、路況;遊戲類,可以根據需求來做,比如雙杯互動,可以通過藍牙遠程互動,有這麼多的場景,實際上它只需要一個應用平臺去支持它做的。英特爾本身也不是做終端產品,所以這個杯子最後肯定不是英特爾去賣,我們把設計做到完整,讓最終的產品開發商很容易的做成一個能賣的商品。
需要注意一點,這個杯子不僅僅是一個智能的瓷杯,經過它我們實質上開創了一個叫做互動瓷器的新品類。怎麼說呢,第一,這個互動不是簡單的LED燈,它有真正社交互動的能力;第二,它是一個開發應用平臺,你做這些瓷器時上面的應用可以使用,第三方有奇思妙想的開發者也可以去開發,因為我們提供了很方便的開發平臺;第三,基於Edison智能硬體開發包,創客們可以很方便的自己裁剪些功能並做出新的形態,比如感興趣的音箱頭盔等等。
我們在做的過程中也解決了幾個互動瓷器的設計難點,比如雙層壁結構、公差問題,觸摸問題,防水、隔熱以及組裝問題,從這個基礎開始,我們可以做互動瓷器的東西了。比如做一款多功能的花瓶,可以檢測家庭空氣品質,可以給出提醒反饋,還能開空調,這些都可以實現。
總結一下,瓷杯是一個智能硬體,它支持有很多不同類別應用的應用商店,用戶可以根據個人需求增刪應用;同時它也是一個智能軟體開發包,把功能裁減一下就可以做其它的事情,它不僅僅是一個杯子。
我們在杯子的智能軟體開發包裡面包含很多功能和接口,觸控螢幕、傳感器、溫度傳感器等等都有,就要看你喜歡什麼樣的開發。它可以切換應用,還支持顯示功能,用它來做一款智能瓷杯應用熟悉的話就十幾行代碼,非常的便捷。比如今年9月IDF上,展示的智能衣服就是瓷杯方案去掉觸控螢幕,智能腕帶是加上ADC、振動馬達後搞定。衣服花了一個月時間開發,腕帶用了兩個月。有了這樣一個基礎的開發板以及軟體包,往後做事情是越來越快越來越簡單。
最後講幾個點,一般來講在做一個硬體設備的時候,器件選型非常重要,選擇的時候一個是注意價格,注意性價比是不是好,另一個要看以後是否會持續供貨。我們採用的就是一個MCU拖了三個LED晶片。在整個過程當中,結構設計、組裝測試,我們買器件的時候要做防水測試。對觸控螢幕從頭到尾在測試,一直在測試怎麼貼效果好,而且還要看杯壁,看是不是要做更薄的,支持多點觸摸,怎麼把觸摸跟後面的LED放在一起,如果放得太近,觸控螢幕的電路跟LED做在一張板上,幹擾會比較大。
裝配流程也非常關鍵,如果裝一個杯子需要十幾分鐘,最後的成本也很大。在CES的時候,裝一個杯子需要15分鐘;現在通過合作夥伴的努力,裝一個杯子不到5分鐘就好了,一天可以裝很多。
關於智能杯的在線資源,在這個月底,大家可以拿到Edison板的時候它也上線了,智能杯硬體原理圖,應用開發SDK和例子,資源管理和雲服務開發指南,IDEAir無線開發環境,智能杯開發包視頻教程,到時候會上線,大家可以下載觀看,都有比較詳細的例子。
最後,希望大家一起來用Edison來創造屬於你們自己的智能硬體,謝謝大家。
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