Elektronikeinheit für Wireless Charging Hub: Design & Fertigung
Projekt in Kürze: Wir haben die Entwicklung und Produktion einer Elektronikeinheit für ein drahtloses Ladegerät konzipiert und initiiert, wobei wir kosteneffiziente und leistungsstarke Komponenten sorgfältig ausgewählt haben. Die BOM-Optimierung ermöglichte es unserem Kunden, bis zu 20% seines Budgets zu sparen und gleichzeitig einen wettbewerbsfähigen Produktpreis zu gewährleisten, ohne Kompromisse bei der Qualität einzugehen.
Kunde & Herausforderung
Ein Zulieferer von Technologie für die Automobilindustrie wandte sich an uns, um eine Elektronikeinheit innerhalb eines drahtlosen Ladegeräts für Smartphones zu entwickeln. Das Gerät ist für den Einsatz in kompakten Transportmitteln – Fahrräder, Roller und Tretroller – vorgesehen, sodass Benutzer ihre Smartphones unterwegs aufladen können. Neben den technischen Spezifikationen war es für den Kunden entscheidend, die Kosten der Komponenten zu optimieren, da dies direkt die Rentabilität und Wettbewerbsfähigkeit des Produkts beeinflusste.
Lösung
Um diese Herausforderung zu bewältigen, haben wir die erforderlichen Komponenten verglichen und ausgewählt, die Hardware und eingebettete Software entwickelt und den Start der Massenproduktion organisiert.
1. Hardware-Entwicklung
Wir haben diese Aufgabe mit einem Fokus auf die Hauptanforderungen des Kunden angegangen: technische Übereinstimmung und Kosteneffizienz. Dazu haben wir Controller-Optionen von führenden Herstellern wie NXP, Renesas, NuVolta und Semtech untersucht.
Basierend auf den technischen und Kostenanforderungen wählten wir den drahtlosen Leistungs-Empfänger P9242-R von unserem Partner Renesas und einen energieeffizienten Mikrocontroller-Prozessorkern Cortex-M0 von ARM.
P9242-R-EVK Board von Renesas. Quelle: renesas.com
Wir haben auch andere Komponenten sorgfältig ausgewählt, wie die drahtlose Ladeübertragungsspule von Vishay, und das Gehäuse für die Elektronikeinheit optimiert.
Durch unsere Komponentenwahl erreichten wir ein Gleichgewicht zwischen Kosten und Leistung sowie einen breiten Spannungseingangsbereich von 4,25 bis 21 V (dieser Bereich ist geeignet für kleine Automobilelektronik und Bedingungen mit schwankenden Eingangsspannungen).
2. Software-Entwicklung
Für die Firmware-Entwicklung wählten wir ein Echtzeitbetriebssystem (RTOS).
Unsere Ingenieure stellten sicher, dass das Gerät dem Qi-Leistungsstandard Klasse 0 entspricht und eine Ausgangsleistung von bis zu 15 W liefert. Darüber hinaus implementierten wir mehrere eingebettete Funktionen:
- Geräteortung;
- Datenaustausch mit dem Gerät über den Ladestrom;
- Übertragung der Leistungsanpassung;
- Abschaltung am Ende des Ladevorgangs;
- Überhitzungsschutz;
- Erkennung von Fremdkörpern.
3. Produktionsunterstützung
Nach der Entwicklung der Hardware- und Softwarekomponenten unterstützten wir den Produktionsstart. Unsere Arbeit in dieser Phase umfasste:
- Prototypentests zur Überprüfung von Funktionalität und Leistung;
- Designverfeinerung basierend auf Feedback;
- Zusammenarbeit mit dem Fertigungspartner des Kunden: Steuerungs- und Beratungsunterstützung.
Unser Kunde erhielt die erste Charge kostengünstiger drahtloser Ladegeräte, die dem Qi-Standard für drahtloses Laden entsprechen.
Geschäftswert
Durch die Auswahl kosteneffizienter Komponenten für das Design des drahtlosen Ladegeräts haben wir unserem Kunden geholfen, bis zu 20% der Kosten im Vergleich zum ursprünglichen Budget zu sparen, während eine wettbewerbsfähige Preisstrategie beibehalten wurde, ohne die Qualität zu beeinträchtigen.
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