Mini Bomba de Ar ODM SiP Módulo de Compressão a Vácuo Luz de Acampamento Carregamento Rápido e Design de Estrutura Integrada
Resumo do Produto
Mini bomba de ar multifuncional ODM pronto para uso com integração de módulo SiP. Combina bomba de compressão a vácuo, lanterna de acampamento e carregamento rápido USB-C em um único dispositivo de bolso por meio de co-design de estrutura de circuito - ideal para aplicações externas, de viagens e de armazenamento doméstico.
Atributos personalizados do produto
Fabricação de mini bombas de ar ODM
,Luz de acampamento de vácuo do módulo SiP
,Projeto de estrutura integrada de carregamento rápido
Propriedades Básicas
Propriedades comerciais
Descrição do produto
Mini Air Pump ODM: Quando uma Bomba, uma Lanterna e um Power Bank Compartilham a Mesma PCB — Graças à Integração SiP e Co-Design de Estrutura de Circuito
O mercado de equipamentos para atividades ao ar livre tem um problema de produto. Campistas, viajantes e residências com espaço limitado precisam de três dispositivos separados: uma bomba de ar para colchões e boias, um selador a vácuo para sacos de compressão e uma lanterna para iluminação de acampamento. Isso são três dispositivos, três baterias para manter carregadas e três itens competindo por espaço na mochila. A solução parece óbvia — combinar os três em um único dispositivo. Mas a realidade de engenharia de combinar um driver de motor DC sem escovas (para a bomba), um driver de LED COB de alta corrente (para a lanterna), um sistema de gerenciamento de bateria com carregamento bidirecional USB-C PD e um mecanismo de selagem a vácuo em um único invólucro de bolso é extraordinariamente difícil. A PCB sozinha normalmente exigiria 35-45 cm² de área de placa em 2-3 PCBs separadas conectadas por chicotes — impossível de caber em um dispositivo do tamanho de uma pequena lanterna. Nossa solução: um módulo SiP (System-in-Package) personalizado que integra seis funções de IC em um único pacote BGA de 12*12 mm, reduzindo a área total da PCB em 50%. Combinado com o co-design de estrutura de circuito que trata o canal de ar, o guia de luz LED e a PCB como um único sistema mecânico integrado, o resultado é um dispositivo de três funções no formato de um produto de função única.
O Módulo SiP: Seis Chips, Um Pacote
| Função | Implementação Discreta | Implementação SiP |
|---|---|---|
| Driver de Motor BLDC | Driver de gate trifásico discreto (QFN 4*4mm) + 6* MOSFETs N-Ch (3*3mm cada) + amplificador de detecção de corrente (SOT23-5). Área total da PCB: aproximadamente 85mm² para a seção do driver do motor. | Driver de motor integrado com MOSFETs embutidos (taxados em 3A de pico por fase) e detecção de corrente integrada. Parte do substrato SiP — sem MOSFETs discretos. A função do driver do motor ocupa aproximadamente 18mm² da área do substrato do pacote SiP. |
| Driver de LED COB | Driver de boost LED dedicado (SOT23-6) + indutor (4*4mm) + diodo Schottky (SOD-323) + 2* MLCCs. Total: aproximadamente 60mm² para a seção do driver do LED. | Driver de corrente constante LED integrado ao SiP com conversor boost interno de 2MHz, eliminando o indutor e o diodo externos. Dimmer PWM controlado pelo MCU do SiP via barramento interno. A função do driver do LED ocupa aproximadamente 12mm². |
| Gerenciamento de Bateria | IC de carregador autônomo (QFN 3*3mm) + IC de medidor de combustível (DSBGA 1.6*1.6mm) + IC de proteção (SOT23-6) + MOSFET duplo (SOT23-6). Total: aproximadamente 50mm². | BMS integrado com carregador linear, medidor de combustível com contagem de Coulomb e proteção tudo no SiP. Um único resistor de detecção de corrente de 1% externo ao pacote. A função BMS ocupa aproximadamente 14mm². |
| Controlador USB-C PD | Controlador PD autônomo (QFN 2.5*2.5mm) + ICs de proteção CC/SBU + MOSFETs VBUS. Total: aproximadamente 40mm². | Controlador PD 3.0 integrado com camada física (PHY de pino CC) dentro do SiP. Componentes externos apenas: 2* MOSFETs de caminho VBUS (pacote common-drain). A função PD ocupa aproximadamente 8mm². |
| MCU + Interface do Usuário | MCU (QFN 4*4mm) + debounce de botão + indicadores LED. Total: aproximadamente 30mm². | Núcleo ARM Cortex-M0 MCU integrado ao SiP como controlador central, comunicando-se com todos os blocos funcionais via barramento AMBA interno. Externo: um botão multifuncional, um LED indicador RGB. |
| Área Total da PCB (apenas circuito da função) | ~60mm² vs. ~265mm² — redução de 77% | |
O módulo SiP em si é um pacote BGA de 12*12mm com 64 esferas em passo de 1.0mm, fabricado em um substrato orgânico de 4 camadas. Ele contém seis dados nus (driver BLDC, driver LED, BMS, controlador PD, MCU, conversor boost) interconectados com wire bonds de 25µm e trilhas de substrato. O pacote é sobremoldado com composto de moldagem epóxi padrão. Montá-lo na PCB principal requer apenas um processo de reflow SMT padrão — sem manuseio especial. O módulo SiP completo custa aproximadamente $2.80-3.50 em volume (100K+), em comparação com aproximadamente $3.20-4.00 para os componentes discretos equivalentes — mas as economias reais estão na área da PCB, complexidade de montagem e na liberdade de design que ele cria.
Co-Design de Estrutura de Circuito: Por Que a PCB e o Plástico Devem Ser Projetados Juntos
| Desafio de Integração | Abordagem Sequencial | Abordagem de Co-Design |
|---|---|---|
| Roteamento do Canal de Ar | O mecanismo da bomba (motor + impulsor) é um módulo pré-selecionado com posições fixas de entrada e saída. A PCB é projetada em torno dessas posições fixas. Resultado: a PCB deve trabalhar em torno do canal de ar, criando formas de placa irregulares e área desperdiçada. | O canal de ar é projetado como parte integrante da estrutura interna do invólucro — moldado na carcaça como um canal labiríntico. As posições da PCB e do impulsor são co-otimizadas: a PCB fica abaixo do canal de ar com o motor montado diretamente na PCB (sem chicote), e o impulsor se alinha com a entrada do canal moldado. O contorno da PCB e a colocação dos componentes são definidos no mesmo ambiente CAD dos internos do invólucro. |
| Guia de Luz LED e Caminho Térmico | O LED COB é montado na PCB voltado para cima. Um guia de luz de plástico separado (PC transparente moldado por injeção) é encaixado no invólucro. Se o guia de luz não se alinhar perfeitamente com o LED, a perda de luz é de 20-30% e o padrão do feixe é irregular. O LED também gera 1.5-2W de calor sem um caminho térmico dedicado. | O LED é montado em uma pequena MCPCB com núcleo de alumínio que é termicamente ligada à estrutura interna de alumínio do dispositivo. O guia de luz é parte integrante do invólucro superior, moldado por injeção em uma única peça (moldagem de dois estágios: PC transparente para o guia de luz, PC+ABS opaco para a carcaça). A posição da MCPCB é definida em relação à superfície de entrada do guia de luz com tolerância de 0.3mm — alcançável porque ambos estão na mesma montagem CAD. A estrutura interna de alumínio serve como dissipador de calor do LED e suporte de montagem do motor. |
| Mecanismo de Selagem a Vácuo | A função de vácuo requer uma porta de sucção separada com uma válvula unidirecional e uma vedação de gaxeta contra o bico do saco de armazenamento. Se a válvula e a gaxeta forem projetadas pela equipe de invólucro sem entrada da PCB, a posição da porta de sucção pode conflitar com componentes altos da PCB (capacitores eletrolíticos, conector USB-C, indutor). | A porta de sucção, a sede da válvula de silicone unidirecional e a sede da gaxeta são co-projetadas com a colocação dos componentes da PCB. A sede da válvula é posicionada em uma zona de exclusão da PCB entre o conector USB-C e a bateria — uma área que de outra forma seria inutilizada. A força de compressão da gaxeta é fornecida pela própria bateria pressionando contra a parede do invólucro quando montada — um truque mecânico inteligente que economiza um mecanismo de mola ou clipe separado. |
| Integridade Estrutural do Conector USB-C | Conector USB-C soldado à borda da PCB. A força de inserção/remoção (taxada em 10.000 ciclos) é suportada inteiramente pelas juntas de solda. Em um dispositivo que pode ser usado ao ar livre e cair, este é um ponto comum de falha. | O conector USB-C é montado through-hole com 4 pinos de ancoragem + 2 abas de blindagem, cercado por uma nervura de reforço moldada no invólucro que transfere a força de inserção diretamente para a carcaça, não para as juntas de solda. A nervura faz parte da ferramenta do invólucro, projetada na mesma montagem CAD da PCB. Taxa de sobrevivência em teste de queda: >99.5% a 1.5m em concreto. |
Especificações do Produto
| Função | Especificação |
|---|---|
| Bomba de Ar (Inflar/Desinflar) | Motor DC sem escovas, pressão de pico de 4-6 kPa, fluxo de ar de 15-25 L/min. 3 adaptadores de bico incluídos. Infla um colchão de ar único em 2-3 minutos. Nível de ruído:<55dB a 1m (comparável a uma conversa normal). Parada automática na pressão alvo (selecionável). |
| Compressão a Vácuo | Fluxo de ar reverso através de porta de sucção dedicada. Compatível com sacos de armazenamento a vácuo padrão (tipo válvula unidirecional). Comprime um saco de roupas de 15L para 4L em aproximadamente 60 segundos. Operação com um toque com indicador de progresso LED. |
| Lanterna de Acampamento | Luz principal COB LED de 3W (200-400 lúmens) + luz auxiliar lateral SMD. 3 modos: alto (4h de autonomia), médio (8h), baixo (20h). Dimmer contínuo por pressionamento longo. Modo de piscar SOS. Base magnética para montagem sem as mãos em superfícies metálicas. Gancho dobrável para pendurar. |
| Power Bank | USB-C PD 20W bidirecional (carrega o dispositivo e carrega seu telefone). Saída USB-A 5V 2A para carregamento de emergência do telefone. Capacidade de 2600-5000mAh. Carrega um smartphone típico de 0 a 50% em 30 minutos. |
| Bateria | Célula única de Li-Ion 21700 (5000mAh) ou 18650 (2600mAh) por meta de custo. Design substituível com tampa de bateria com trava de parafuso (sem ferramentas necessárias). A bateria pode ser removida para conformidade com transporte aéreo (certificada UN 38.3 como produto com bateria removível). |
| Invólucro | PC+ABS, resistente a respingos IP54 (chuva, não submersão). Dimensões: aproximadamente 65*65*150mm (cilindro). Peso: ~350g com bateria. Sobre-molde de silicone nas áreas de aderência para proteção contra quedas. Disponível em 4 cores padrão com correspondência Pantone personalizada. |
A Vantagem do SiP: Além da Redução da Contagem de Componentes
Integrar seis funções de IC em um único módulo SiP faz mais do que economizar área de PCB. Ele muda fundamentalmente o que o produto pode ser. Uma área de PCB de função 77% menor significa que o mesmo volume de produto pode acomodar uma bateria maior (5000mAh 21700 vs. 2600mAh 18650 — 92% mais capacidade), ou o produto pode ser 30% menor com a mesma capacidade. As interconexões internas do módulo SiP (wire bonds no substrato do pacote) são mais curtas e têm menor indutância parasita do que as trilhas da PCB entre ICs discretos — isso importa para o driver do motor, onde menor indutância de loop de gate significa menos oscilação, menor EMI e a capacidade de usar bordas de chaveamento mais rápidas para maior eficiência do motor. O SiP também simplifica a cadeia de suprimentos: em vez de gerenciar mais de 15 números de peça de IC individuais de mais de 6 fornecedores, o cliente gerencia um número de peça de um fornecedor. Em volume anual de 100K+, o custo do módulo SiP ($2.80-3.50) já é competitivo com componentes discretos ($3.20-4.00) — e a diferença aumenta à medida que os volumes aumentam.
Perfil do Cliente: Para Quem é Este Produto
- Marcas de Equipamentos para Atividades ao Ar Livre e Acampamento: Marcas estabelecidas de equipamentos de acampamento que desejam adicionar um SKU eletrônico à sua linha de produtos — sem construir uma equipe de engenharia eletrônica. Elas trazem a marca, a distribuição (REI, Decathlon, varejo especializado em atividades ao ar livre) e a linguagem de design industrial. Nós entregamos o hardware habilitado por SiP.
- Marcas de Acessórios de Viagem: Marcas de malas e acessórios de viagem que buscam um produto diferenciado que combine compressão a vácuo (para eficiência de embalagem) com energia portátil (para carregar dispositivos em movimento) em um único dispositivo que os viajantes realmente carregarão.
- Marcas de Organização Doméstica: Marcas de armazenamento e organização expandindo para produtos motorizados para o lar — sacos de compressão a vácuo já estão em seu catálogo; a bomba que os faz funcionar é o próximo SKU lógico.
- Startups de Hardware para Kickstarter: Criadores de crowdfunding com um conceito de produto multifuncional atraente, mas sem capacidade de engenharia de hardware. Fornecemos o serviço ODM completo, desde renderizações conceituais até produção em massa certificada, permitindo que eles se concentrem no marketing da campanha e na construção da comunidade.
Cronograma de Desenvolvimento
- Fase 1 — Conceito e Arquitetura SiP (Semanas 1-3): Especificação de função, pinagem SiP e diagrama de blocos interno, conceito de ID do invólucro, BOM alvo. Entregável: Documento de Requisitos do Produto com especificação da arquitetura SiP.
- Fase 2 — Design SiP e Layout da PCB (Semanas 4-7): Design do substrato SiP (orgânico de 4 camadas, diagrama de wire-bond, posicionamento de die), layout da PCB principal com footprint do módulo SiP, modelo 3D do invólucro com canal de ar integrado, guia de luz e estruturas de porta.
- Fase 3 — Protótipo e DVT (Semanas 8-12): Amostras de engenharia SiP (fabricação de 2-3 semanas), montagem da PCB, protótipo de invólucro impresso em 3D, validação funcional (fluxo de ar da bomba, saída de luz, carregamento, selagem a vácuo), pré-conformidade EMC. Construção de 50 unidades DVT.
- Fase 4 — Molde e Piloto (Semanas 13-16): Fabricação do molde do invólucro (molde de injeção com guia de luz de dois estágios), construção piloto de 200 unidades com ferramental de produção, testes de certificação (CE, FCC, UN 38.3).
- Fase 5 — Produção em Massa (Semanas 17-20): Produção em massa do módulo SiP (volume de 100K+), SMT da PCB principal com colocação SiP, moldagem por injeção do invólucro, montagem final, teste funcional 100% end-of-line (bomba, luz, carga, vácuo), embalagem e envio.
Envie-nos o conceito do seu produto: preço de varejo alvo, caso de uso principal, recursos desejados e previsão de volume anual. Retornaremos uma proposta de arquitetura SiP, diagrama de blocos funcionais, análise preliminar de custo de BOM, renderizações conceituais do invólucro e cronograma de desenvolvimento em até 10 dias úteis.
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DGood ODM sleep tracker solution. The PPG sensor data, SpO2 tracking, and HRV analysis worked well in our testing, and the team supported customization for our wearable project.
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ATheir ODM team provided strong support for our AI smart glasses project, especially with the optical camera module array, Bluetooth/WiFi integration, and battery optimization. The prototype quality was solid, and communication throughout development was efficient and professional.
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SWe upgraded our robotic mower line with this ODM solution, and the GPS navigation plus vision obstacle avoidance performed impressively in field tests. Smart charging and the BMS battery management system made the product more reliable and user-friendly.
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A nossa missão é oferecer "High Quality" & "Good Service" & "Fast Delivery" para ajudar os nossos clientes a obter mais lucros.
