Blogin edellisessä osassa käsiteltiin jo fyysistä suojausta ja mm. tietoliikenteen suojausta. Klikkaa päästäksesi blogin ensimmäiseen osaan.
Suurin osa nykyisestä kuluttajaelektroniikasta sisältää huomattavan määrän ohjelmistotekniikkaa. Elektronisen tuotteen arvosta suurin osa on ohjelmistoteknologiaa. Ohjelmistoilla saavutetaan tuotteeseen lisää joustavuutta.
Mitä monimutkaisempi järjestelmä on, sitä työläämpi ja vaativampi sen tietoturvan kohottaminen on. Usein järjestelmistä tehdään turhan monimutkaisia, koska halutaan jättää järjestelmään joustavuutta. Joustavuuden hintana on, että useita eri komponentteja sisältävä järjestelmä sisältää myös enemmän mahdollisia heikkouksia. Tietoturvamielessä tarkastelu pitää ulottaa kaikkiin järjestelmän komponentteihin. Järjestelmän suunnittelussa pitää tehdä päätöksiä siitä, kuinka yksinkertaisella anturilla tavoite saavutetaan. Yksinkertaisemmista osista koostuvia järjestelmiä on myös helpompi testata ja valvoa, kuin monimutkaisia.
Myös teknologian edistyminen saattaa muuttaa käyttöiän laskentaa. Esimerkkinä vaikkapa henkilöautot; polttomoottorikäyttöiset autot käynnistetään ja sammutetaan usein, eivätkä ne ole käytössä (kuluttajakäytössä) kuin murto-osan vuorokaudesta. Modernit sähköautot puolestaan sisältävät hyvin paljon auton valvontajärjestelmiä ja muita koko ajan päällä olevia elektronisia komponentteja, jotka käynnistyvät tehtaalla auton valmistuessa ja sammutetaan kun auto romutetaan. Identtisellä lisälaitteella voi saavuttaa sille suunnitelulla käyttöiällä, vaikkapa 5 vuotta, hyvin erilaiset toteutuvat käyttöiät sähköautossa ja polttomoottoriautossa.
Käyttöiän päättymisen jälkeen laitteessa saattaa esiintyä häiriöitä tai toiminnan muutoksia, jotka myös altistavat sen väärinkäytölle. Vanhentuneet ohjelmistot ovatkin sitten kokonaan oma tarinansa, ja niiden puutteita on käytetty hyväksi tietomurroissa ja -häiriköinnissä jo vuosikymmeniä.
Yksi tapa lähestyä elektroniikkalaitteen suunnittelua, on suunnitella tietoliikenne yksisuuntaiseksi. Esimerkiksi aiemmin kuviteltu mittausanturi, jos suunnitteluvaiheessa on mietitty vaikkapa mittausväliä muuttuvana ja anturi pyytää säännöllisin ajoin uutta mittausväliä. Tai mittausväli voidaan jo suunnitteluvaiheessa sitoa kalenteriin – talvella mittauksia tarvitaan harvemmin, kun vuorokauden keskilämpötila on pakkasen puolella, mutta keväällä kun avovettä alkaa olla, on mittausväliä tihennettävä.
Jos anturin ohjelmistosta tehdään yksinkertainen, mutta se testataan kattavasti, ei se lähtökohtaisesti vaadi ohjelmistopäivityksiä. Jos laite ei huoli ohjelmistopäivityksiä ulkopuolelta, on yksi mahdollinen hyökkäysvektori suljettu. Tämä yksinään ei tee laitteesta tietoturvallista, mutta on yhtenä osana tietoturvallisen laitteen suunnittelua.
Tietoliikenteessä voidaan olettaa olevan häiriöitä, kun laitteen käyttöajat ovat pitkiä. Häiriöiden kesto ja laajuus vaihtelevat. Mittausantureihin tulisi toteuttaa paikallista tallennustilaa, jolloin tietoliikenteen häiriöt eivät haittaa mittauksia. Häiriöhän saattaa aiheutua vaikkapa rikkoutuneesta radiolaitteesta, joka ei häiritse mittauksia ainoastaan mittaustulosten toimittamista eteenpäin. Löydetystä ja pelastetusta anturista voidaan jälkeenpäin lukea mittausdata ja täydentää näin mittaussarja puuttuvilta osin.
Toisinaan häiriöt ovat vain hetkellisiä, jolloin yhteyden palautuessa anturi kykenee lähettämään mittaustuloksensa. Vastaanottavan järjestelmän on tällöin kyettävä ottamaan vastaan myös historiallista dataa.
Elektronisen laitteen tulisi suorittaa käynnistymisen yhteydessä itsediagnostiikka. Sen pitäisi testata antureiden olemassa olevuus ja niiden toiminta, muistilaitteiden-, virtalähteen-, sekä kommunikaatiokanavan toiminta. Eri vikatilanteille tulisi määritellä toipumistoimenpiteet. Monimutkaiselle laitteelle, kuten avaruusalukselle, diagnostiikan suorittaminen on enemmän aikaa vievä.
Laitteen toimintaympäristön perusteella pitäisi myös määritellä se, kuinka usein itsediagnostiikka suoritetaan laitteen ollessa toiminnassa. Diagnostiikan tuloksia pitäisi myös verrata ennustettuun muutosprofiiliin; jos esimerkiksi kaasun pitoisuusmittarin tiedetään deteroituvan (mittaustulos sisältää enemmän virhettä) ajan kuluessa, olisi tämä muutos hyvä ottaa mukaan itsediagnostiikan tuloksia tulkittaessa.
Suunnittelussa tulisi myös määritellä, mitä toimenpiteitä vikaantuneen laitteen tulee tehdä ja miten eri anturien vikatilat tulee ilmoittaa. Onko laitteella ulkoisia indikaattoreita, kuten virhetilaa osoittava ledi, näyttö tai kaiutin, jonka kautta vikailmoitus voidaan välittää käyttäjälle.
Mikäli järjestelmässä on komponentteja, joihin päivityksiä on saatavilla, tulee niitä myös asentaa. Ennen asennusta on hyvä todentaa päivityksen vaikutukset muihin komponentteihin, ns. varjojärjestelmässä, joka vastaa toiminnallista järjestelmää kaikilta olennaisilta osiltaan. Tämä on erityisen tärkeää toiminnaltaan kriittisissä järjestelmissä.
Elektronisen laitteen suunnittelun jälkeen se valmistetaan ja otetaan käyttöön. Laitteen toimintaa ja sen tilaa tulisi valvoa, jotta voidaan olla varmoja toiminnan oikeellisuudesta. Vikaantuneet laitteet tulee poistaa toiminnasta tai huoltaa. Useita tietomurtoja on toteutettu vikaantuneiden, mutta edelleen käytössä olleiden laitteiden kautta.
Tietoturvallisemman elektroniikan suunnittelu on yhdistelmä edellä esitetyistä perusasioista. Tärkein asia on tarkastella elektroniikkaa osana suurempaa järjestelmää, eikä erillisenä osana. Koko järjestelmän toiminta tulee myös dokumentoida, kattaen kaikki sen osat. Tietoturvallisen elektroniikan valmistus tapahtuu suunnitellusti, testatusti sekä dokumentoidusti.
Kun nykyään puhutaan tietoturvasta ja elektroniikasta yhdessä, ehkä ensimmäisenä ihmisille tulevat mieleen autot ja kännykät. Niitä yhdistää se, että suurimmaksi osaksi, ne ovat ohjelmistoilla täydennettyjä elektronisia laitteita. Vaikka elektroniikan osuus usein unohtuu, on niillä myös muita yhdistäviä tekijöitä. Moderni elektroniikka on usein piilossa käyttäjältä ja usein toistettu fraasi ”Elektroniikka on kuin junan WC, kun kaikki toimii siihen ei kiinnitä huomiota, mutta...”, kertoo paljon suhtautumisestamme elektroniikkaan.
Tietoturva on usein ajankohtainen median aihe, ja erityisesti silloin kun siinä on ollut ongelmia. Mediassa puhutaan tietoturvamurroista, kiristysohjelmista ja meitä käyttäjiä muistutetaan jatkuvasti päivittämään puhelimemme sovelluksia, digiboxin ohjelmistoa ja niin edelleen. On hyvin yleistä, että tietoturvaan ei kiinnitetä huomiota silloin, kun se on kunnossa, tai ei tiedetä sen pettäneen.
Suurin osa nykyisestä kuluttajaelektroniikasta sisältää huomattavan määrän ohjelmistotekniikkaa. Elektronisen tuotteen arvosta suurin osa on ohjelmistoteknologiaa. Miksi näin?
Kun tuote toimii monimutkaisessa tai jatkuvasti muuttuvassa ympäristössä – kuten ihmisten joukossa – sen tulee voida reagoida monimutkaisiin syötteisiin. Ohjelmisto on helpompi suunnitella joustavaksi, ja tällöin voidaan hyödyntää yleisempää elektroniikka-alustaa. Elektroniikan suunnittelu yhtä joustavaksi on kallista, johtuen juuri siitä, että se toteutetaan käsin kosketeltavilla komponenteilla. Ohjelmistolla saavutetaan lisää joustavuutta ja käytön helppoutta.
Seuraavassa tarkastelussa elektroniikka ja ohjelmistot liittyvät yhteen. Tarkastelukulmana esimerkeissä on digitaalipohjainen elektroniikka yhdistettynä ohjelmistoihin, vaikka samat periaatteet koskevat suurimmaksi osaksi myös puhtaasti analogista elektroniikkaa.
Tietoturvallisen elektroniikan tavoite: koskemattomuus, tiedon oikeellisuus, luotettava toiminta ja laitteen suunnitellun käyttöiän tavoittaminen.
Tietoturvallista elektroniikkaa ei voi suunnitella, jos käyttöympäristö ei ole tunnettu. Koska emme elä täydellisessä maailmassa, ei määrittelykään ole täysin kattava, mutta arvioita voi esittää. Hyvä määrittely kattaa myös tilanteet, joissa suunnitellut parametrit ylitetään; sammutetaanko laite, jos laitteen oma lämpötila nousee kriittisen rajan yläpuolelle? Käynnistetäänkö laite uudelleen, kun lämpötila on laskenut sallitulle alueelle?
Laitteeseen voidaan suunnitella myös ympäristön tilaan perustuvia suojatoimintoja, kuten termostaatilla ohjattu jäähdytintuuletin, jonka toiminta on irrallaan varsinaisen laitteen toiminnasta. Suojatoiminnon tilaa tulisi kuitenkin tarkkailla sen toiminnan varmistamiseksi.
Usein suunnittelussa käytetään erilaisia varmuuskertoimia, esimerkiksi kun laitteen tulee toimia korkeassa lämpötilassa tai se toimii korkeilla virroilla. Määrittelyn perusteella kertoimien asettaminen muodostuu helpommaksi.
Elektronisen laitteen fyysinen suojaus käsittää kaikki ne menetelmät, joilla sekä suojataan laitetta ulkoisten elementtien vaikutuksilta (kosteus, lämpötila, ilmanpaine). Sen tarkoituksena on myös estää vihamielinen pääsy sähköisiin komponentteihin. Mekaaniset kotelot, läpivalaisun esto, elektroniikan valaminen epoksiin, kaasutiiviit rakenteet sekä jäähdytyselementit kuuluvat kaikki fyysisen suojauksen toteutukseen. Myös avattaessa tuhoutuva rakenne on yksi käytetty menetelmä.
Kuten fyysisen lukon murtamisen estämisessäkin, elektroniikan fyysisellä suojauksella pyritään ohjaamaan laitteeseen mahdollisesti kohdistuva ulkoinen voima suunnitellusti. Elektroniikka ja elektroniikkakomponentit kestävät eri tavalla eri suunnista kohdistuvia fyysisiä voimia, johtuen mekaanisesta toteutuksesta.
Tarkastellaanpa vaikka kuvitteellista yhden järven alueella sijaitsevia kelluvia ja pohjaan ankkuroituja pinta- ja lämpömittariantureita. Anturit mittaavat yksilöllisesti lämpötila- ja pinnakorkeustietoja sekä yhdistävät ne GPS-sijaintidataan jonka ne välittävät LoRa -radion kautta tietojen keruujärjestelmään.
Käytännön syistä mittariyksiköt on hyvä merkitä ulkopuolella merkinnöillä, jotka kertovat ulkopuoliselle kuka laitteen omistaa ja ettei sitä saa siirtää. Tämän lisäksi selkeällä merkinnällä on hyvä kertoa, laitteen sijainti ja tunniste, esimerkiksi ”Tämä laite on Yläjärven vesiosuuskunnan pinnankorkeus- ja lämpötilamittari. Tunniste: Veikkolahti 173. Lisätiedot: 044 738 2388”. Tällöin laitteen kohtaava kesämökkiläinenkin tietää, että laite ei ole uhka, mitä se tekee ja jos löytää sen keväällä omalta pihaltaan jäiden nostaman laiturin vierestä osannee ottaa yhteyttä laitteen omistajaan.
Laitteen pinnalla olevilla tunnistetiedoilla ei tule olla mitään yhteyttä sen omiin sähköisiin tunnistetietoihin, joita se käyttää lähettäessään mittaustietoja eteenpäin. Sähköinen tunniste yksilöi mittausanturin järjestelmässä. Yhdistetyt lämpötila-, pinnankorkeus ja sijaintitiedot voidaan esittää osana kokonaistilannetta järvellä.
Esimerkiksi mittaustietoja lähettävät anturit ovat yleensä omissa eristetyissä tietoverkoissaan. Tietoverkon eristäminen voidaan toteuttaa myös virtuaalisesti kapseloimassa, esimerkiksi LoRa- tai LTE-radioyhteyksissä. Radioyhteys itsessään on vapaasti ilmakehässä etenevä, ja sitä voidaan kuunnella sopivalla radiolla. Vaikka yhteys olisi toteutettu omalla erillisellä kaapeloinnillaan, salataan tietoliikenne digitaalisesti, esimerkiksi TLS-suojausta käyttäen, jolloin kaikki tietoliikenne on salattua.
Olennaista tietoverkkosuojauksessa on, että käytössä on riittävän vahva protokolla ja siitä hyvä toteutus. Ihmiset kirjoittavat vielä suurimman osan ohjelmistoista ja ihmiset tekevät virheitä myös ohjelmistoihin. Ohjelmiston (esimerkiksi TLS-kirjaston) toteutuksesta löydetään testaamalla kyllä ne virheet, joihin osataan varautua sitä suunniteltaessa. Mutta kun kirjasto otetaan osaksi järjestelmää, jota ei ollut käytössä kirjastoa suunniteltaessa ja testattaessa, syntyy kirjastoon uusia potentiaalisia heikkouksia.
Blogin seuraavassa osassa jatketaan saman asian tiimoilta (julkaistaan kesäkuussa 2022)
Innovaatioseteli on Business Finlandin tarjoama taloudellinen etu pienelle tai keskisuurelle yritykselle, jolla on liiketoimintaa mahdollisesti kasvattava ja kansainvälistävä tuote- tai palveluidea, jonka eteenpäin viemiseksi yritys kuitenkin tarvitsee ulkopuolista asiantuntijaosaamista.
Setelillä voit ostaa ideasi kehittämistä varten yrityksellesi uutta tietoa tai ulkopuolista ammattitaitoa esimerkiksi korkeakouluilta, erilaisilta tutkimusorganisaatioilta sekä innovaatiopalveluja tarjoavilta yrityksiltä.
Eräs tällaisista yrityksistä on Techat Oy, elektroniikan tuotekehityksen ammattilainen. Meiltä saat kokonaisvaltaisen avun projektin käynnistyksestä suunnitteluvaiheeseen sekä idean lopulliseen toteutukseen. Techat on ollut virallinen Business Finlandin palveluntarjoaja aikaisemmin, kun rajoitukset olivat palveluntarjoajilla huomattavasti tiukemmat.
Taloudellinen riski projektin käynnistämisessä on setelin avulla huomattavasti maltillisempi, sillä siinä missä setelin kokonaisarvo eli yrityksesi saama etu on 6200 euroa (5000 e + 24 % arvonlisävero), omavastuuta ei enää ole(!) – riippumatta suunniteltavan projektin koosta.
Usein päätös tuotteen tai palvelun kehitykseen panostamisesta voi olla hankala, sillä suhteellisen harva pk-yritys haluaa satsata tuhansia euroja alkuvaiheen suunnitteluun tietämättä, valmistuuko kehitettävä tuote tai palvelu lainkaan tai onko sillä edellytyksiä alan markkinoille.
Me Techatilla voimme auttaa päätöksenteossasi sekä tarjota ideoita hankkeen edistämiseksi alan kokemuksemme pohjalta. Lisäksi teknologiaosaamisemme esimerkiksi tuotekehityksessä, piirilevyjen ja sulautettujen järjestelmien suunnittelussa sekä protosarjoissa auttaa konkretisoimaan, mitä idean jalostaminen valmiiksi tuotteeksi tai palveluksi oikeasti vaatii.
Voit käyttää innovaatioseteliä hyvin monipuolisesti ideasi suunnittelussa tai toteutuksessa.
Innovaatioseteliä voi hyvin hyödyntää esimerkiksi patentti- tai mallisuojaselvityksiin, tieteen tutkimustulosten hyödyntämiseen, asiantuntijalausuntoihin, testaukseen tai vaikkapa suuren markkinointikampanjan organisointiin.
Techatin kohdalla esimerkkinä voisi olla, että siivitämme yhteistyömme alkuun innovaatiosetelin tuella kehittämällämme prototyypillä ja jatkamme prototyypin jalostusta uusilla prototyypeillä tai -sarjoilla yhdessä kohti valmista tuotetta sekä sen jälkeistä kehitys- ja päivitystyötä.
Business Finland on asettanut innovaatiosetelin hakemiselle joitakin kriteerejä, jotka yrityksen tulee täyttää osoittaakseen kelpoisuutensa.
Hakijan yrittäjyys tulee olla päätoimista, eikä yritys saa olla aivan aloitteleva, sillä eräänä setelin mittarina on Asiakastiedon Rating Alfa -luottokelpoisuusarvo A.
Kuitenkin – jos yrityksesi on hoitanut asiansa hyvin, eikä sillä vielä ole olemassa olevaa rahoitusta, on innovaatioseteli ehdottomasti harkinnan ja hakemisen arvoinen etu.
Ole siis meihin yhteydessä, niin tarkistamme yrityksesi tilanteen ja ideasi innovaatiosetelin käyttöä varten.
Lisätietoa palveluistamme sekä innovaatiosetelistä löydät verkkosivuiltamme sekä innovaatiosetelin hakemiseen vaadittavat tarkat kriteerit osoitteesta
Osassa 1 kävimme läpi prototyypin valmistuksen 5 ensimmäistä vaihetta:
Tässä toisessa osassa käymme läpi seuraavat 5 vaihetta. Kuten aikaisemmin jo todettiin, elektroniikkaa ja/tai sulautettuja järjestelmiä voi tehdä monella tapaa. Niistä tavoista osa on hyviä ja osa ei niin hyviä. Siten myös prototyyppiä voi tehdä monella tapaa. Oikein tehtynä päästään haluttuun lopputulokseen, mutta vaarana on myös pettynyt asiakas ja hukkaan heitetyt resurssit. Kirjasimme ylös muutamia kohtia meidän tavastamme tehdä prototyyppiä ja mitä sellaisen teossa tulisi huomioida.
Laiteläheisen ohjelman teko ja kirjoittaminen
Laiteläheisen ohjelman teko lähtee liikkeelle huolellisesta suunnittelusta, missä määritetään, miten ohjelmiston tulee toimia yhdessä raudan kanssa. Karkeasuunnittelu voidaan toteuttaa niin sanotulla pseudo-koodilla. Kokeneella koodarilla on suurin osa asioista valmiina tuotannossa koeteltuina kirjastoina, joten pseudo-koodin voi jättää väliin. Suunnittelun jälkeen on vuorossa itse toiminnallisuuksien ohjelmoiminen kohdealustalle. Koodaamisen edetessä testataan ohjelman toimivuutta suunnitelmaan nähden. Lisäksi haetaan toiminnallisuuden epäloogisuudet ja varaudutaan niihin.
Toiminnallisuuden testaus ja mahdolliset muutokset
Kun ohjelma on ”valmis”, päästään testaamaan ohjelmistoa lisää. Testauksessa käydään läpi kaikki mahdolliset toiminnallisuudet, kuten loogiset toiminnot, ajastukset, tiedonsiirrot ja vasteiden käsittelyt. Lopuksi, jos havaitaan muutostarpeita toiminnallisuudessa, palataan ohjelmointivaiheeseen. On tärkeää, että alkuperäinen toiminnallisuus on saatu testattua, ennen kuin muutoksia voidaan toteuttaa.
Kalustaminen ja kotelointi
Jos on valittu 3D-tulostettu kotelo, se valmistetaan tai tilataan edellisten vaiheiden aikana. Testausvaiheen läpäisyn jälkeen siirrytään kalustamiseen, jossa elektroniikkaosat kalustetaan koteloon, esimerkiksi tarvittavin ruuvein ja läpiviennein.
Testaus
Tässä vaiheessa testataan koko tuote. Kuinka esimerkiksi mahdolliset painikkeet ja näytöt toimivat käytännön käyttötilanteessa. Tässä vaiheessa voidaan säätää esimerkiksi vasteita ja näyttöjen kirkkauksia. Mekaanista puolta testataan myös, vaikkapa toimilaitteen rajakytkin vasteella.
Proton läpikäynti asiakkaan kanssa ja jatkosta sopiminen
Projektin paras hetki on käsillä, kun päästään esittelemään valmis proto asiakkaalle. Esittelyssä peilataan proton toiminnallisuutta määrittelyyn. Asiakas kertoo tuoreeltaan näkemyksiään ja usein haluaa testata protoa omassa ympäristössään. Testien jälkeen asiakas päättää jatkosta: tehdäänkö esimerkiksi seuraava protoversio, lähdetäänkö jo nyt tekemään tuotantoversiota vai hyllytetäänkö ajatus tässä vaiheessa.
Teknologia on tuotteesi selkäranka, kannatteleva tukipilari, jonka päälle kaikki muu rakentuu. Tämän takia elektroniikkasuunnitteluun ja sen toteutukseen kannattaa panostaa. Techat Oy pystyy tarjoamaan teille koko paketin aina idean kehityksestä itse tuotteeksi saakka. Me teemme myös prototyyppejä ja protosarjoja kustannustehokkaasti, sekä ketterästi.
Elektroniikkaa ja/tai sulautettuja järjestelmiä voi tehdä monella tapaa. Niistä tavoista osa on hyviä ja osa ei niin hyviä. Myös prototyyppiä voi tehdä monella tapaa. Oikein tehtynä päästään haluttuun lopputulokseen, mutta väärin tehtynä vaarana on pettynyt asiakas ja hukkaan heitetyt resurssit. Kirjasimme ylös muutamia kohtia meidän tavastamme tehdä prototyyppiä ja mitä sellaisen teossa tulisi huomioida.
Projekti voi edetä esimerksi näin:
Tässä ensimmäisessä osassa käsittelemme 5 ensimmäistä vaihetta
Määrittelypalaverissa pitää löytää yhteinen näkemys siitä, mitä toiminnallisuuksia ensimmäinen prototyyppi sisältää ja myös siitä, mitä toiminnallisuuksia jätetään myöhemmäksi tai kokonaan pois. Tämä on oikeasti tärkeää, sillä asiakas voi pitää itsestään selvänä asioita, joita ei sitten toimitukseen sisälly. Selkein tulos saadaan, kun kirjataan ylös asiat, mitä prototyyppi tekee ja myös asiat, mitä prototyyppi ei tee (aiheeseen liittyen toki). Tämä määrittely toimii kaikkien seuraavien vaiheiden pohjana, eikä sinne tule ilman tärkeää syytä tehdä muutoksia, koska vaarana on saada epävakaa ympäristö.
Isommissa projekteissa tehdään esimääritys, joka sisältää projektin mukaan mittauksia, simulointia ja koekytkentöjä tiedonhaun lisäksi. Joissain tapauksissa voi käydä niin, että tulokset osoittavat prototyypin olevan kannattamaton, joko taloudellisesti ja/tai teknisesti. Toisaalta voi käydä myös niin, että esimäärityksessä ilmenee asioita, joista tulee niin sanottu Spin-Off tuote tai ominaisuus.
Komponentit tulisi valita ennen piirikaavion tekoa, koska laitteen tulevat ominaisuudet riippuvat komponenttien valinnasta. Tässä yhteydessä pitää ottaa huomioon jo tuleva kotelointi (joko 3D-tulostettu tai ostettu), sillä esimerkiksi fyysiset rajat voivat tulla vastaan tai lämpöä tuotetaan liikaa.
Kun komponentit on valittu, aloitetaan piirikaavion piirtäminen. Toiminallisesti sen on oltava järkevä ja tarkoituksen mukainen. Tässä kohtaa on oltava erityisen huolellinen, koska virhe täällä pilaa myös itse piirilevyn ja sen layoutin. Layoutissa sijoitellaan tarvittavat liittimet, merkkivalot, näytöt ja painikkeet haluttuun kohtaan. Kun piirikaavio on piirretty ja layout on valmis, päästään reitittämään itse piirilevyä. Piirilevyn reitityksessä täytyy huomioida signaalit, maatasot ja jännitteet. Nämä seikat määrittelevät, miltä itse reititys näyttää.
Huolellisen piirilevyn tarkistuksen jälkeen piirilevyn gerber tiedosto lähetetään piirilevy toimittajalle. Tässä kohtaa voidaan valita kuparipaksuudet, silkkipainatukset, aihion värin, paneloinnin, määrä, stensiilin ja juotospintojen käsittelyn. Luonnollisesti myös ladonnan saa hankittua, mutta sen hintalappu pienellä määrällä ei aina ole tarkoituksen mukainen. Siksi usein on edullisempaa tehdä saapuneelle aihiolle käsinladonta tai käyttää sopivaa palvelua. Käsinladonta on erittäin tarkkaa työtä, joka tehdään tinalangalla tai pastaamalla stensiiliä mahdollisesti hyväksikäyttäen.
Nyt on prototyypin teon 5 ensimmäistä vaihetta käsitelty, jatkamme osassa 2.
Teknologia on tuotteesi selkäranka, kannatteleva tukipilari, jonka päälle kaikki muu rakentuu. Tämän takia elektroniikkasuunnitteluun ja sen toteutukseen kannattaa panostaa. Techat Oy pystyy tarjoamaan teille koko paketin aina idean kehityksestä itse tuotteeksi saakka. Me teemme myös prototyyppejä ja protosarjoja kustannustehokkaasti, sekä ketterästi.
Huolellinen esityö prototyyppien teossa on kuin aakkosten opettelu ennen lukemisen opettelua. Jotkut oppivat suoraan lukemaan ilman aakkosia jo 3- vuotiaana, mutta suurimman osan meistä tarvitsee osata lukemisen peruspalikat ennen asiaan siirtymistä.
Sama periaate koskee myös onnistuneen prototyypin valmistamista. Esiselvityksellä on mahdollista välttää vakavia virheitä, ennen kuin niihin on laitettu tarjousämpärillisen verran resursseja (aikaa ja rahaa). Sudenkuoppana voi olla esimerkiksi tekninen ajatusvirhe tai epärealistiset odotukset tekniikkaa ja ominaisuuksia kohtaan. Toisaalta huolellisella esiselvityksellä voidaan saada selville, onko tuotetta mahdollista valmistaa taloudellisemmin ja voiko asiat tehdä tehokkaammin, kuin on alun perin suunniteltu.
Joissain tapauksissa esiselvitysvaiheessa ilmenee asioita, jotka poikivat kokonaan uusia ideoita. Näin käy itseasiassa varsin usein. Voidaanko esimerkiksi korvata jo olemassa oleva järjestelmä vähemmän vikaherkällä tekniikalla? Tai olisiko pienessä roolissa olevasta moduulista omaksi tuotteekseen? Toisaalta esiselvitysvaiheessa voidaan selvittää jo käytettyjen tekniikoiden hyödyntämistä. Ammattitaitoinen prototyypin ja/tai esiselvitystyön valmistaja pystyy hyödyntämään aiempaa osaamista asiakkaan eduksi.
Esiselvitystyö ei saa olla asiakkaan rahastuskeino, vaan siitä pitää saada myös konkretiaa. Se konkretia on raportti, jossa selviää muun muassa selvitetyt asiat, mahdolliset laskelmat ja simuloinnit. Lopuksi kootaan yhteen keskeiset havainnot ja ennen kaikkea se, onko varsinaisen prototyypin teko järkevää. Aina näin ei ole, kuten aiemmin mainittiin. Asiakkaan hyödyksi tulee säästyneet prototyypin kehityskulut, jotka ovat moninkertaiset esiselvitykseen nähden.
Isommat projektit tulisi aina aloittaa esiselvityksellä, joten siihen käytetty kustannus tulee hyödyksi prototyyppivaiheessa. Huolellinen pohjatyö on osa proton tekijän ammattitaitoa, jolla varmistutaan prototyypin teon järkevyydestä. Todellinen ammattilainen uskaltaa missä vaiheessa tahansa kertoa asiakkaalle, että tämä prototyyppi ei tule vastaamaan odotuksia.
On syytä huomata, että läheskään kaikki projektit eivät tarvitse esiselvitystä, vaan esiselvitys tehdään jo myyntivaiheessa ja parhaassa tapauksessa ensimmäisessä puhelussa. Tämänkaltainen työ on asiakkaalle monesti maksutonta, ainakin meillä Techatilla.
Techat Oy tekee sulautettujen järjestelmien tuotekehitystä ja siihen liittyviä esiselvityksiä. Palveluumme kuuluvat myös piirilevysuunnittelu ja protosarjojen kalustaminen käsin, myös pintaliitostekniikka onnistuu. Meiltä voit tilata vaikka yhden piirilevyn ”valmis levy käteen” periaatteella!
Aloitamme uuden Techat Blogin, jossa käsittelemme ajankohtaisia asioita muun muassa tuotteisiin ja suunnitteluun liittyen. Ensimmäisessä käsitellään tuotekehitystä, joka oleellinen osa kehitysketjua: idea-esimäärittely-tuotekehityskierroksia x n – valmis tuote.
Tuotekehityksestä puhutaan, kun aletaan tekemään tuotetta idean pohjalta. Kuitenkin pelkällä idealla on vain pieni arvo verrattuna valmiiseen tuotteeseen. Matka on kuitenkin pitkä ja matkan varrella voi sattua monenlaisia ongelmia. Tässä blogissa kerromme muutaman yleisen virheen, jotta sinä voit välttää ne.
Jos itsellä ei ole elektroniikan tai laiteläheisen ohjelmoinnin kokemusta, voidaan liian nopeasti tulla johtopäätökseen, että ei tästä ideasta saada tuotetta aikaiseksi. Monesti näin tehdään jopa kysymättä asiantuntijalta. Kysyä kuitenkin kannattaa, sillä alustava kysyminen ei maksa mitään, ainakaan meillä. Kokeneella tekijällä voi olla jo lähes samankaltainen ratkaisu tai sen osa jo tehtynä, joten tuote voi olla lähempänä kuin arvaatkaan.
Idean pohjalta tehdään alustava vaatimusmäärittely, jossa on kirjattu pakolliset ominaisuudet ja kenties kiinnostavat ominaisuudet. Ensimmäisessä prototyypissä ei vielä tarvitse olla kaikkea, vaan olisi tärkeä keskittyä siihen, että oleelliset ominaisuudet toimivat. Seuraavaan prototyyppiin voidaan jo lisätä muitakin ominaisuuksia. On hyvä tiedostaa, että monesti ensimmäinen prototyyppi ei vielä johda tuotteeseen, vaan prototyyppejä tarvitaan useita. Samalla vältytään monelta ongelmalta lopputuotteen osalta. Ongelmat voivat olla pieniä, tai pahimmillaan johtavat tuotteen takaisinvetoon tai runsaisiin takuukorjauksiin.
Kiirehtimällä harvoin tulee parasta jälkeä missään asiassa, sama pätee myös tuotekehitykseen. On syytä varata aikaa huolelliseen työhön. Kiireellä voi olla houkutus jättää esimääritys väliin ja hypätä suoraan hevosen selkään. Tässä tapauksessa hevonen on usein rodeomallia ja pudottaa kyydistä ennen aikojaan. Kilteimmän hevosen saa tekemällä esimäärittely huolellisesti. Piirilevysuunnittelun voi kiireellä sotkea monin eri tavoin alkaen signaaleista layoutsuunnitteluun. Kiireellä tehtynä esimerkiksi ohjelmointi voidaan tehdä kovakoodaamalla, joka toimii protoversiossa, mutta ei välttämättä tuotantoversiossa. Siksi kannattaa vaatia tekijältä koodin modulointia, jonka avulla koodin osia voidaan käyttää muuallakin.
Joskus voi olla parempi teettää esikartoitus, jossa selviää, onko järkevää jatkaa enää eteenpäin. Esikartoituksessa tehdään tarvittavia testejä ja laskelmia, sekä taustatyötä. Esikartoituksen tuloksena voi selvitä, että tuotetta ei voida tehdä esimerkiksi järkevään tai haluttuun hintaan. Tällöin ei menetetä kuin esikartoitukseen laitetut resurssit.
Tässäpä muutamia kohtia, mitä meidän on kokemuksen mukaan tulevat usein vastaan. Näistä ja monista muista tapauksista kerromme seuraavissa blogeissa lisää.
Techat Oy tarjoaa muun muassa tuotekehityspalveluita, löydät nettisivuiltamme lisää tietoa. Tai ole suoraan yhteydessä meihin, kerromme mielellämme lisää!
