Функциональные требования
Еще когда прибор только родился в голове возникает много мыслей — какой он будет красивый, маленький, удобный и столько всего уметь. Вот сразу на этом моменте надо начать записывать эти самые мысли. Чем больше вы сразу запишите, тем проще потом будет в разработке. Рассмотрим какие могут возникать требования к будущему прибору.
Все требования можно разделить на следующие категории:
-
Основные функции
-
Питание
-
Интерфейс общения
-
Чем будем управлять
-
Измеряемые показатели, используемые датчики
-
Расширение функций (шины данных, разъемы)
-
Корпус
-
Прочее
В итоге вы должны получить таблицу, где напротив каждой категории собраны все требования. Здесь важно понимать, что на этом этапе - это должна быть именно небольшая таблица, то есть требования должны быть не супер детальные — четкие и ясные короткие слова. Разрабывая прибор в дальнейшем вы будете постоянно работать с этой таблицей, постоянно ее менять. Поэтому лучше хранить версии этой таблицы, или не удалять позиции, а зачеркивать их.
Основные функции
Представьте, что вы пытаетесь продать прибор — что вы про него расскажите. Вы перечислите ключевые функции, которые он умеет делать, ну и конечно его ключевые преимущества относительно существующих аналогичных приборов. Вот эти ключевые функции и надо перечислять в этом пункте. Это должны быть именно простые слова, через запятую например:
-
измерение скорости;
-
хранение измерений за год;
-
замер расстояния;
-
ведение лога на компьютере;
-
работа с программой XYZ;
-
точность +/- 0.1градус
Если вы делаете сложный прибор, выполняющий много функций — то это могут быть названия готовых существующих приборов:
-
кухонный таймер;
-
телефон;
-
будильник.
Ничего страшного не произойдет если вы запишите что-то не в ту категорию, потом можно поменять местами. Более того можно вообще не пользоваться категориями — важно, чтобы у вас обязательно был этот перечень требований к прибору.
Питание
Питание настолько важная часть любого прибора, что ее лучше вынести в отдельную категорию. Здесь стоит указать все, что относится к внешнему питанию вашего прибора. Первый и основной вопрос — питание будет от сети или автономное.
От сети
-
Домашняя сеть 220в.
-
Генератор в машине
-
Бензиновый генератор
-
380В трехфазное напряжение
Автономное питание
Какой тип автономного питания:
-
батарейка, если определена типоразмер, например 2 батарейки AAA
-
аккумлятор, если это определено — типа аккумулятора
-
солнечные батареи
-
химическая реакция
Все, что связано со сменой питания или поддержание его в рабочем состоянии:
-
Будет ли заряжаться аккумулятор
-
От чего будет заряжаться, какой разъем или прибор
-
Как быстро он должен заряжаться
Как долго должен работать прибор на одном заряде (одном комплекте батареек).
Наличие анализатора разряда батарейки.
Смешанное
Система с резервным питание от акумулятора — бесперебойная работа устройства.
Особое
-
Питание от радиоимпульсов.
-
От тела человека.
Интерфейс общения
Это довольно объемный и самый сложный раздел. Здесь необходимо описать все схемы взаимодействия прибора с внешним миром.
Взаимодействие с человеком
-
Первое что тут необходимо описать - собственно все кнопки, рычажки, крутилки
-
Звуковое воздействие — пищалки, динамики, пьезодинамики, микрофоны
-
Зрительное — светодиоды, индикаторы цифры, различные дисплеи — LCD, TFT и другие
Необходимо максимально подробно продумать какие будут элементы. Как они будут работать. Сколько будет кнопок и зачем они будут нужны. Какая информация будет выводиться на экран. Что будет выводиться на индикаторы. Когда и зачем будет пищать динамик. Что будет говорить прибор.
Конечно на первом этапе необходимо определить ключевые моменты, а потом постоянно уточнять их.
Взаимодействие с другими приборами
Здесь необходимо перечислить какие внешние протоколы будет поддерживать прибор. Какие внешние модули будут к нему подключаться. Например, это может быть возможность подключения любого количества датчиков температуры по протоколу 1 wire. Или работа с датчиками I2C. Например наличие внешних портов — UART, SPI , I2C, CAN. Что планируется подключать по этим протоколам, какие модули.
Чем будем управлять
Если прибор используется для управления каким либо другим прибором, то тут надо перечислить чем он будет управлять.
Например, вы хотите управлять лампочкой 220в, паяльником, мотором. Как раз здесь и надо все это описать. Как будет проводиться управление, как часто будет включаться и выключаться управляемый прибор. Какие ограничения на объект управления вы накладываете — сила тока, напряжение, мощность.
Измеряемые показатели, используемые датчики
Как правило, во всех приборах есть какие-то датчики. Здесь необходимо их описать. Какая точность вам от них нужна. Какое энергопотребление данных датчиков. С какой частотой они должны передавать данные.
Желательно прямо на этом этапе сразу подобрать датчики или ограничить их круг. Определится с их стоимостью. Чем выше точность датчика — тем выше его стоимость. Например для квадракоптера необходим акселерометр, есть датчик за 300р., а есть малошумящий высокоточный за 3000р. То же самое можно сказать о других датчиках. Очень точные датчики исользуются в медицине, военной промышленности и их очень сложно купить. Какие-то датчики вообще не реально купить. Например инфракрасный сенсор для тепловизора купить очень сложно и стоит он очень дорого.
Безусловно датчик определяет ваш прибор. К его выбору надо относится очень серьезно. Не правильный выбор датчика приведет к переделке всего прибора.
На этапе выбора датчика очень помогает макетирование на различных платах вида Arduino и других.
Корпус
Корпус самая сложная часть вашего прибора. Если вы посмотрите на все продаваемые приборы, то они имеют уникальный корпус. Над ним очень долго работал дизайнер, его отдельно выпускают на заводе под данную серию прибора. К сожалению, при домашнем производстве это невозможно (или не рентабельно). Остается выбор — подобрать корпус из готовых, которые широко продаются на рынке, или распечатать его на 3D принтере. К сожалению прочность корпуса на 3D принтере не высокая, а также бывает необходимость сделать корпус из металла, силикона и других материалов — их нельзя распечатать.
Но расстраиваться не стоит, на рынке очень много готовых красивых, эргономичных корпусов. Из них обязательно можно что-то подобрать для вашего прибора.
Обязательно необходимо продумать ключевые требования к корпусу:
-
герметичный
-
размеры
-
материал
-
разборный или нет
Также необходимо продумать где будут располагаться элементы интерфейса, подключения питания, как будут располагаться внутри элементы прибора.
Прочее
В этом разделе можно перечислить какие-то особые требования к прибору. Например вес прибора, если это важно. Или возможность смены датчиков, прошивки. Возможно это модульность прибора и наличие различных версий. Стоимость тоже может являться ключевым требованием к прибору.
На этом мы закончим обзор требований к прибору. Надеюсь вы понимаете, что без такого важного документа не стоит начинать разработку схемы прибора.