Это новая часть серии статей о разработке медицинского устройства фотобиомодуляции. В ней расскажу о нашей проблеме литья пластиковых корпусов, стоимости производства и технических решениях, которые мы приняли по ходу работы.
Первые части можно просмотреть тут и тут.
Очень не просто продолжать проект, когда в процессе постоянно появляются проблемы. За последние месяцы нас кинули на деньги частные "литейщики" пластика, затем микроконтроллеры изменили свою распиновку и пришлось искать у китайцев остатки старых, чтобы собрать уже изготовленные платы. Тем не менее, появился и свет в конце тоннеля. Мы полностью пересмотрели концепцию корпуса, и на титульной фотографии показан вариант, к которому сейчас стремимся.
На фото — макет актуальной компоновки внутреннего пространства устройства. Ранее корпус состоял из трёх частей: лицевой панели, основного тела и крышки. Между ними располагалась плата с аккумулятором. Все элементы стягивались шестью винтами.
Выявленные недостатки такого решения:
видимые снаружи винты портили внешний вид;
требовалось отдельное литьё трёх деталей, что повышало себестоимость;
герметичность и влагозащита оставляли желать лучшего.
Теперь корпус состоит из одного литого элемента — основного тела, к которому крепится задняя крышка. Внутренняя проставка печатается на 3D-принтере, а лицевая панель из акрила вырезается лазером и вклеивается в собранную конструкцию.
Сперва на лист из акрила наносится слой черного фона и названия методом УФ-печати.
Затем лазер разрезает лист на отдельные части нужного нам размера.
Таким образом у нас получилась лицевая поверхность с высокой степенью прозрачности.
В процессе тестирования будем оценивать как себя будут проявлять данные стекла на открыв от корпуса, а также на замутнение при стерилизации поверхности.
По просьбам читателей приведу стоимость: 50 панелей обошлись в 11 000 ₽, то есть 220 ₽ за штуку.
Мелкосерийные партии плат мы заказываем в компании «Резонит». По опыту предыдущих партий, качество высокое.
Стоимость: 25 плат — 8638 ₽ + почтовые расходы. В пересчёте выходит около 380 ₽ за плату при стандартном сроке изготовления. Можно было еще удешевить выбрав другой цвет маски, но для нас также важен и внешний вид, так как всё будет просматриваться через прозрачное лицевое окно.
В основе устройства — мой любимый ESP32 Lolin Lite, который я использую и в других проектах: DIY: свой бесплатный чат-бот в Telegram и DIY: как сделать игру за несколько минут.
Первоначально плата была рассчитана под ESP32-D0WDQ6 (48-QFN 6×6), однако этот вариант сняли с производства, и на замену пришёл ESP32-D0WD-V3 (48-QFN 5×5) — с иной распиновкой.
Чтобы не переделывать платы, пришлось искать старые версии микроконтроллеров. Мы написали нескольким продавцам на AliExpress — и лишь один из них согласился продать последние оставшиеся экземпляры. Цена — примерно 220 ₽ за штуку.
Почти вся обвязка микроконтроллера с платы Lolin Lite переносится на нашу собственную плату.
Дополнительно устанавливаются: конденсаторы, Li-ion аккумулятор, датчик температуры, светодиоды, транзисторы, диоды и прочие компоненты.
Что касается светодиодов, то, основываясь на анализе научных публикаций и коммерческих устройств, мы выбрали излучатели с длиной волны 808–810 нм — это оптимальный диапазон для фотобиомодуляции.
Мощность каждого светодиода — 3 Вт. При полной нагрузке пассивного радиатора не хватает для охлаждения, поэтому мощность снижена до уровня, при котором излучение составляет около 100 мВт/см². Это значение выбрано не случайно: в недавней публикации определили, что именно 100 мВт/см² — безопасная интенсивность для тканей при фотобиомодуляции, не вызывающая перегрева.
Завершая хочу отметить, что процесс производства продолжается.
Впереди одна из самых затратных стадий — мелкосерийное литьё пластика.
Изготавливать сейчас металлическую пресс-форму нецелесообразно, поскольку конструкция ещё может измениться. Поэтому будет использована силиконовая форма.
Надеюсь, в ближайшее время смогу рассказать о самом процессе литья, его результатах и себестоимости.
Проект движется медленно, ведь команда у нас маленькая, бюджет — личный, а цель — создать качественный и полезный медицинский прибор.
Благодарим за внимание!