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Beatroboでのハードウェアプロトタイピング

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2015年11月5日に開催された渋谷モノ系ミートアップで発表。
3DプリンタやPCB(基板)製作などハードウェア開発の大事なフェーズである
プロトタイピングのノウハウを大公開!
量産に向けて気をつけるところも書いてます。

Published in: Technology

Beatroboでのハードウェアプロトタイピング

  1. 1. Beatroboでの ハードウェアプロトタイピング Beatrobo, Inc. 竹井英行 Nov. 5, 2015 渋谷モノ系ミートアップ
  2. 2. 自己紹介 • たけいひでゆき @HideyukiTakei • エンジニア • SW: マイコン, JS, AWS etc… • HW: 3DCAD, 回路設計, 製造, 中国 • 趣味でロボット開発やっています
  3. 3. 本日の内容 • PlugAirとピコカセット • PlugAirの構成 • HWの開発フロー • プロトタイピング • 3Dプリント • 基板 • 量産に向けて • 金型、基板設計 • 製造業者探し
  4. 4. ピコカ http://picocassette.com @PicocaProject
  5. 5. PlugAirの構成 ECS PlugAir製造 中国工場 PlugAirユーザ 管理ユーザ Beatroboの エンジニアたち
  6. 6. ハードウェア開発フロー • ①プロトタイピングを何度も繰り返す • 基板、3Dプリント外装、アプリ、体験 • ②量産向け設計 • 金型向け外装設計、量産向け基板設計 • 製造業者探し • ③製造 • 金型の修正(テストショットをたくさん) • 治具 • 製造管理 • 中国で製造の最初の一転がりを見届ける
  7. 7. OEMとODM • OEM(Original Equipment Manufacturing) • 設計図などを受託者に支給して製造してもらう。 技術指導なども行う。 • 設計する人を社内で抱える必要あり • ODM(Original Design Manufacturing) • 製造する製品の設計から製品開発、製造までを 行ってくれる • 少なくとも仕様書の定義は必要 • 製品開発の技術的なノウハウの蓄積は受託側に
  8. 8. プロトタイピング • 意義 • デザインスケッチだけではわからないことがある • 特にいままでないモノはプロトタイプがあると良い • 手に持った感覚、存在感、実現可能性 • 量産時のコスト感覚の把握 • ハードウェアとソフトウェアの統合 • さくっとプロトタイプを作る方法 • 外装(3Dプリント) • 基板(手作り、PCB発注)
  9. 9. プロトタイピング: 外装 • 3Dプリンタを使って作る • 3DCADがないとデータが作れない • 本格的な3DCADは値段が高い • FUSION 360が最近使えるようになっているみたい。 4320円/月で利用可能(非営利なら無料って書いてます) • Blenderでも作れるけど、面が閉じてるかを意識しないと いけない
  10. 10. プロトタイピング: 外装 • ネットサービス: 発注後、十数日で発送 • Shapeways (現在送料無料!) • Sculpteo • i.materialise • DMM3Dプリントサービス • 急ぎのプリント: その日に受け取りたい! • オフィスに3Dプリンタ導入 • 東京都立産業技術研究センター(オススメ) • 数千円∼数万円
  11. 11. プロトタイピング: 基板 • 手でハンダ付け or ブレッドボード • 手で作れない・作るのが面倒な場合はPCB製 造サービスを利用する • Arduinoやkonashiで試作するも良し
  12. 12. プロトタイピング: 基板 • Elecrow http://www.elecrow.com/ • よく使う。PCB製造はもちろん、部品調達、部品 実装もやってくれる • Fusion PCBA • PCB(プリント基板)の製造だけでなく部品の実 装まで行ってくれる • PCBだけなら数千円、PCBAも含めると1万円 • BOMリスト: パーツリスト • Fusion PCBAでハードウェアを「コンパイル」す る http://qiita.com/mayfair/items/ 0206bd437c4302be5500
  13. 13. プロトタイピング: 基板 • PCB用のCADを使う • Eagle • 非営利なら2層基板で100x80の サイズは無料で使える • もっと大きい基板を作りたい or ビジネス利用の場合はライセンス 必須($575∼) • KiCad • オープンソース • 無料で使えるがまだRC版なのでプ ロダクションには使わないほうが よい
  14. 14. プロトタイピング: 部品調達 • 国内: 送料安い。普通の部品はある • 秋月電子通商 http://akizukidenshi.com/ • 千石電商 https://www.sengoku.co.jp/ • スイッチサイエンス https://www.switch-science.com/ • Strawberry Linux https://strawberry-linux.com/ • 秋葉原 • 海外: 送料2000円∼。様々な部品がある。 • Mouser http://www.mouser.jp/ • Digikey http://www.digikey.com • Alibaba http://www.alibaba.com/
  15. 15. プロトタイピング: 部品調達 • Alibaba はちょっとコツが必要 • 個数に対する単価、サンプルの価格、リードタイムを聞く • チャット(TradeManager)かお問い合わせフォーム、メールで • 用語解説 • MOQ(Minimum Order Quantity): 最低発注数量 • FOB(Free On Board): 本船渡し。船上で売主の義務が免除 • L/C(Letter of Credit): 信用状取引 • T/T(Telegraphic Transfer remittance): 銀行経由の外貨送金 • PayPalにも対応しているところがほとんど • PO(Purchase Order): 注文書 • Quotation: 見積もり書。PI(Proforma Invoice)とも言う。 • CI(Commercial Invoice): 商業送り状。荷物の詳細情報が書いてある • 量産時はちゃんとした商社から買ったほうが良い
  16. 16. 量産: 金型向け外装設計 • 3Dプリンタはどんな形でも製造可能 • 金型で作るには、金型で抜ける用に考えて 作らないといけない • スライド金型などもあり • 金型が複雑な形だと金型製造費・成形単 価が高くなる 金型1 金型2 • 金型はできてからも時間が かかる • 最初にできてくるのは修正 が必要であることが多い
  17. 17. 量産: 製造業者探し • 国内/国外での製造は一長一短 • 中国の業者はAlibabaで検索するとたくさん 出てきます • 玉石混交 •信頼できる知人から紹介してもらうのが 一番信頼できるのでオススメ!
  18. 18. 量産: 量産向け基板設計 • 製造のしやすさ(歩留まりの良さ)を考える • 部品のコストや信頼性も考慮 • 例:手でハンダ付けするところがある • ハンダ付けしやすいように、その周囲に部 品を置かないようにする キツキツで ハンダ付けしにくい スッキリ!
  19. 19. 量産: 治具 • 治具: 製品を製造するために必要な装置 • ファームウェア書き込み • 組み立て • 動作確認 • QA(Quality Assurance)抜き取り検査機器 • 治具の開発期間もスケジュールに入れておこう
  20. 20. 中国 ごはんがおいしい

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