KC901H射频万用表开发回顾

KC901H是科创仪表局作品。在2012年3月~4月进行了试用版的制造,在2012年6月~7月进行了第一次量产。

2010年暑期举行的第2届科创年会提议为爱好者和创业者研制领先且实用的仪器,决定组建科创仪表局。随后开展电子仪器的预研工作,主要选题范围是能够迅速改善爱好者和创业者作品品质,爱好者难以承受当前市场价格,急需但并不普及的仪器,将目光聚焦于射频仪器。KC901于2011年5月立项,2012年8月10日首次量产完成。

最初计划2011年8月定型,结果先推到10月,又推12月,最后因为主要开发人员撂下摊子自立门户而彻底流产,方案随后就被完全否定。科创仪表局并未因为个别参与者的背信弃义而放弃研发,决定完全重新开始。伴随着新的开始的,是根本性的改变爱好者主导的研发组织模式,采用更合理的研发流程和人事制度。科创成都局筹资28万元,抽调有经验的射频工程师、硬件工程师和软件工程师,于2012年1月成立攻关小组,全封闭开发,在2012年4月推出试用版(KC901AT)并投放市场。

资料图:2012年3月14日凌晨2点,科创第三实验室,彭平正在调试KC901AT的程序

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试用版推出以后,攻关小组留下部分人员组成改进定型团队。最初希望推出一个复杂得多的型号KC901A,在研制1个月以后认为任务难度过大,在适当降低难度以后,用4个月时间改进推出了KC901H(203版本)。随后的半年时间里,研发团队又进行了多次改进,得到了定型版本(223版本)。定型版本的硬件是在2012年12月21日通过评审的,2013年初即投放市场,而软件则在2013年4月30才通过评审,这就是现在我们见到的KC901H。对于在软件定型之前购买的创客,提供了免费的升级服务。

KC901H设计定型过程中的经验教训,在这里分享出来,供有开发产品想法的朋友参考。

一、谋定而后动

修一幢大楼,区别专业和业余工程师的方法:专业工程师是从建筑图开始,到整栋楼的结构图,到每层楼的图纸,然后开始施工。业余工程师是:先打地基,然后修一楼,然后修二楼……想修到15楼,但是发现地基只能承受6楼,而这时都还不知道整栋楼修好以后是什么样子。被放弃的901A的开发,犯过这个错误,特别是由于没有在供应链上做好规划,部分设计无法实现。

资料图:2012年3月21日,第三实验室,马琳正在试制驻波电桥(视频截图)

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很多朋友喜欢从一个小的部分开始,慢慢堆积成一个作品,这也许正是爱好的乐趣所在。2011年成都局也用这个方法,抽调了爱好者来担任开发主力,靠开发者的兴趣堆积成产品——但是坚持了原则:产品能否推出,必须用专业的标准来评价。结果可想而知,不但通不过评价,还每每因为“高要求”和个别爱好者的不良开发习气之间的矛盾而导致争执、忌恨,最终不欢而散。

在商业方面,爱好者习惯于从小到大慢慢堆积。而商业方法通常是调研市场,做出概念设计,预估总的项目规模,一次性足量投资,迅速做出期望水平的产品,随后多年回本得利。这种区别也是值得思考的。

二、理论没有问题,实践才可能不出问题

许多时候,我们习惯把实践经验放到最重要的位置上。如果没有经验,就要赶紧去实践。这种方法是艺术创作(或创意)的方法,而不是设计一个产品的方法。就是艺术创作,如果没有理论指导,多数也难有建树。

资料图:2012年3月29日,第三实验室,马琳、高扬正在进行装配(视频截图)。经过两个月混战,实验室已经乱得不成样子了。

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科技作品更是这样,我没有更多的生动例子来解释,只能简单归纳如下:一个作品上的绝大多数东西,一定是算出来的,而不是想象出来的——甚至包括外观。

对于仪器作品,他的误差是如何传递的,各占多少权重,总的不确定度表达式如何构建,哪里是控制误差的关键,这些也需要依据相关理论严格计算。对于矢量仪器,一套校准方法就可以写一篇博士论文,研究到最后就是做理论,这些工作没有问题了,才能付诸实践。

缺乏理论的实践,就会出现“高烧”症状:用了发烧级的材料,却创造出了山寨级的效果。

三、重视工艺设计,严格选择供应商

一个作品如果要批量制造,不可能永远靠爱好者自己动手做。在目前国内工艺配套很落后的情况下,工艺设计就是保证成品率和质量的关键。由于爱好者的作品产量往往不大,与供应商谈判比较困难,这就更需要花大力气加以选择,否则就会出现这第一批901H所遇到的问题。

原来901AT是在航天部某厂手工焊接的,因为焊接不良,调试的时候又重焊了一部分元件,按照工艺标准这已经算次品了。但是901AT的返修率仍然低于第一批901H。第一批901H相信了熟人,由一个从厂长到小工都是爱好者的装联厂做机器帖片,无引脚封装芯片次品率100%,阻容元件大约1%。901H有4千多个焊点,从中找出不良无异于 大 海捞针。为了节约时间,只有不论好坏首先吹下所有芯片手工重焊。因为工艺问题导致的报废和人力投入,使第一批901H生产增加投入4万余元。

采购器件一定要找授权代理商,除非是自己DIY很少数量,一般不要随便在网上买,尤其不能图便宜。网上有便宜的店,买到的东西假货、次品是很多的,有些东西甚至没有真货。在试产的时候,有一盘“韩国三星”的帖片电容是淘宝上订的,拜这盘电容所赐,烧掉了两块单片机,几个射频芯片。电源做高压测试,在加压到40V的时候(901H设计最高电压32V),爆过耐压50V的电容。标X7R的电容,让高低温测试无法通过。买到的“全新”光耦,引脚没有活性。而在本地正规代理商处拿到的器件,则暂未出过问题。需要说明,本地电子市场摊位订的器件,质量连淘宝都不如。现在,许多有实力的供应商也开设了网店,的确便捷了许多,但仍要注意鉴别。

四、抓住核心,别东张西望

美国人做东西有个特点:花哨功能不要,稳定可靠的功能才推出,凡是有的功能就一定很扎实。

偶认为这是一个好习惯。最早901是做加法,想到什么好玩的功能就琢磨怎么加上,结果影响了效率,还不稳定。有些功能虽然稳定,但是会增加使用中出错的可能,让人觉得很晕。后来开始做减法,实用性不好的,不那么关键的,还没有搞成熟的,就逐步减去。再后来,由于爱好者对功能的诉求很多,而专业用户要求越简单越好,在程序上就产生了区别。当然,现在我们定位于射频万用表,对于经过试验有实用性的功能已经逐步增加,专业版和爱好者版本已经基本统一。

KC901H是迄今(2013)为止最出色的社区仪器,同时也是深受专业用户欢迎的普及型仪器。在科创仪表刚刚起步、风雨飘摇的时候,它在无线电和电子爱好者疑惑但充满期待的目光中诞生,在没有进行任何商业宣传的情况下,奇迹般的获得了成功。

感谢这些为KC901H奋斗过的开发者:
项目主任:刘虎
射频工程师:潘世军
硬件工程师:马琳
软件工程师:彭平、李刚、吴涛
工艺工程师:袁心治
结构工程师:刘文凯

KC901H也是国内第一个采用了众筹方式的仪器项目。当时,众筹概念刚刚引入,还没有专业的平台,刘虎在科创论坛、哈罗CQ社区采用论坛人工操作,筹资5万余元,有力的补充了研发资金。两大社区的网友进行了大量讨论,提供了优秀的建议,使得KC901H能够精准满足实际需求。

软硬件定型以后,用户和广大爱好者提出了百余条改进意见,发现了少量不影响使用的软件BUG。居住在广州的吴国光(BA7IA)老师、居住在北京的周爱民(BD1RZ)、台北的萧律谦(BX2ADJ)老师等还专门撰文详细分析了改进要点。根据改进计划,在2013年下半年以少量人力进行了完善,主要集中在内部增益配置(软件)和增强电路稳定性(硬件)方面,使用者主观感觉变化不大。

(注:2015年矢量网络分析仪量产成功,科创仪表局果断停止了KC901H的生产)

[修改于 5 个月前 - 2019-07-06 18:18:17]

来自 无线电仪表与测量
 

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