Сделал плату под OrangePi CM5 для небольшого стартапа. Взялся за этот проект в порядке исключения - все-таки это не совсем мой обычный профиль. Но задача была интересная, а ребятам это было действительно нужно.

К плате подключаются тач AMOLED-дисплей высокого разрешения, почти как у небольшого планшета, SD-карта, 3.5 мм аудиоджек для вывода звука, разные кнопки, контроллер заряда аккумулятора, схема питания, RTC-модуль и еще всякое по мелочи.

Работать с OrangePi - удовольствие сомнительное, конечно. Поддержка слабая, документация местами очень сырая и даже с явными ошибками (в смысле не просто опечатка, а прям ошибка и непонятно, что там в итоге должно быть), коммьюнити почти нет. В целом с ними, наверное, можно работать, если ты уже в теме и понимаешь, как устроены SoC от Rockchip. В противном случае, как было у меня, приходится собирать по кускам всю доступную документацию, читать даташиты и сопоставлять их между собой. И даже после этого нет полной уверенности, что все будет работать как надо.

P.S. Модельки в новой версии KiCad выглядят как-то странно и блекло. Пока не разобрался, почему так

Несколько постов назад я писал про тестовый стенд. Собственно вот и он.
Чтобы сэкономить время, я тут срезал углы как мог. Не стал его интегрировать в корпус, по максимуму использовал готовую электронику.

Ну и навайбкодил все что можно было навайбкодить. Получилось дешево и быстро.

Стенд тестирует две разные половинки одного устройства.

Одна половинка вставляется и прижимается к иголкам (pogo pins) в этом оранжевом блоке, а они шлейфом подключаются к моей собранной плате. Вторая половинка зажимается прищепкой и к ней подключается разъем.

Для тестируемых плат формируются питающие напряжения, управляющие сигналы, происходит прошивка и снимаются сигналы с помощью этой синей платы, которую я собрал.

Ну и всем этим процессом руководит комп. На скриншоте можно увидеть измеряемые напряжения, интерфейс управления. Тут у меня нет полной автоматизации, но есть сценарии, которые подают разные комбинации сигналов. Например сценарий "зарядка аккумулятора", в этом варианте подается 5В на USB вход и можно увидеть токи зарядки и соответствующие напряжения. Или сценарий "кручу мотор" при котором подается питание от аккумулятора (на самом деле от лабораторника), контроллер этой синей платы имитирует переключение датчиков Холла при вращении двигателя и контроллер на тестируемой плате думает, что он на самом деле им управляет (а на самом деле он нагружает мощные резисторы), а я в это время вижу, что контроллер действительно ведет себя как должен, что он формирует сигнал вращения двигателя (FQ на графике), вижу соответствующие напряжения питания на графиках и потребление у лабораторного блока питания.

Все это позволяет мне не собирать изделие из дефектных плат и в большинстве случаев сразу понимать, что с платой не так и экономить тучу времени на последующей диагностике, разборке/сборке. Учитывая, насколько проблемными были платы от некоторых поставщиков, потраченное на него время окупилось многократно

Моя плата выше готова и уже у заказчика)
Так выглядит обвес для работы CM5 модуля Orange Pi

Сегодня впервые посмотрел на свое устройство вживую)
Это ячейка выдачи заказов Дринкит. До этого я видел работу только совсем ранних прототипов.
И если что, сама идея не моя. Ко мне пришли с рабочим, но отчаянно глючавшим прототипом, чтобы я сделал из него серийное изделие.

Работает он так - делаешь заказ, загорается вот такая ячейка с твоим именем, подсветка жёлтого цвета. Когда заказ готов - он на этой ячейке и она горит уже синим цветом. Просто идёшь и забираешь свой заказ.

Когда заказов мало, наверно, практической пользы от нее не много. Но могу себе представить, что при большом потоке такая выдача поможет со скоростью обслуживания.
Да и смотрится красиво и ощущается более персонифицировано.

Вспомнил одну историю, как мы поменяли на плате один разъем при переводе производства этих ячеек в Китай и у нас тут же начались проблемы с надёжностью. Расскажу про нее в следующем посте.

Уже почти два года прошло с тех пор, как я закончил разработку умной выдачи для кофеен DrinkIT. С тех пор её серийно производят в Китае уже без моего участия, но время от времени ко мне всё равно возвращаются с разными просьбами.

И на прошлой неделе мне отправили на диагностику сломавшуюся выдачу.
Это первый подобный случай с тех пор, как схема была отлажена, протестирована и окончательно ушла в производство.

Хотя не совсем первый.

Для начала небольшое техническое отступление. В этой системе все модули соединяются последовательно, «паровозиком». Чтобы упростить монтаж, используется всего один кабель, по которому одновременно передаются и питание, и данные. Чтобы снизить требования к кабелю и уменьшить потери на длинных линиях, я предложил использовать питание 48 В. Под такую задачу отлично подходит обычный Ethernet-кабель или готовый патч-корд. По похожей логике построен и PoE. И по тем же парам проводов, которые обычно используются для питания в PoE, мы передаём 48 В, а по сигнальным парам работает общая шина CAN.

И вот такой вариант — на втором фото — благополучно использовался без каких-либо нареканий. Система работала стабильно и не требовала обслуживания.

Но потом настал момент, когда команда решила передать производство в Китай. А раз система теперь должна была поставляться полностью «под ключ», появилась идея заменить Ethernet-кабель на обычный, дешёвый и простой JST-кабель (третье фото).

И тут меня спросили, а можно ли заменить разъём и сразу пустить в производство выдачу без тестов? Как меня научил мой опыт, такой вопрос — один из самых опасных, на которые приходится отвечать инженеру.

Знали бы вы, какие сюрпризы иногда преподносят даже совсем небольшие изменения в конструкции. И кабель это часть электрической схемы, у него есть сопротивление, ёмкость, индуктивность, волновое сопротивление, качество скрутки пар, поведение при помехах и переходных процессах. И если поменять кабель, можно существенно поменять условия работы устройства.

Опыт, конечно, в какой-то степени помогает предвидеть проблемы. Тут даже хорошо ложится эффект Даннинга — Крюгера.

Мой личный совет: если область требует сложной экспертизы, а молодой неопытный специалист уверенно говорит вам, что «всё будет хорошо», это почти наверняка значит, что "хорошо" не будет. Это тот самый "пик глупости".

Бывалый инженер в такой ситуации, наоборот, шарахнется и скажет, что ничего менять категорически нельзя. Он находится в "долине отчаяния".

А более опытный специалист постарается не просто запретить изменение, а расписать риски, предложить рискменеджмент. Это уже "склон просветления".

В этой ситуации я предложил сделать небольшую установочную партию. Тем более что её в любом случае имело смысл сделать: с производителем работали впервые, и кроме кабеля могли всплыть вообще любые проблемы — от качества пайки до ошибок в сборке.

И да, когда эта партия попала к клиентам, системы начали выходить из строя.

Диагностика показала, что в ячейках сгорали CAN-трансиверы. Сам по себе интерфейс очень надёжный и помехоустойчивый, но у любого трансивера есть пределы по допустимому напряжению на линиях и по common-mode диапазону. Если их регулярно превышать, пусть даже короткими импульсами, трансивер может деградировать и в итоге сгореть.

Тогда передо мной встала задача найти максимально бескровное решение: по цене, по срокам и по объёму доработки. Выбрасывать установочную партию было бы неприятно и дорого. Переделывать всю схему — тоже долго.

CAN-трансиверы бывают очень разные. Технически они делают одну и ту же работу, но рассчитаны на совершенно разные условия эксплуатации. Есть дорогие, крутые, которые обладают огромным запасом по защите. А есть совсем бюджетные варианты
Мне нужно было найти компромисс: чтобы не был очень дорогим, был pin-to-pin совместим и был существенно лучше. И я нашел тогда такую замену.

Сейчас у DrinkIT уже 216 кофеен, прошло 2 года и вот одна система всё-таки вышла из строя. Эту систему я починил, а дополнительные меры по защите уже согласовал. Теперь запас должен быть ещё больше — и, надеюсь, такие отказы больше не повторятся.