Как создавали беруши, у которых громкость можно менять
Для меня всегда было загадкой, как люди делают хардверные стартапы. С программированием понятно, жмешь одни кнопки, рисуешь другие. А как там с реальным продуктом? Как находят форму? Как подбирают технологию? Как делают устройства удобным? Где искать производителей?
Мне повезло и я столкнулся со стартапом Veer. Они рассказали про запуск и создание первого продукта, берушей с регулятором громкости, и даже ответили на мои вопросы про анатомию ушей, конструкцию затычек, разницу левого и правого уха.
Все фото сделаны с предпродажного образца, у финального все аккуратней.
О чем ваш продукт?
Беруши Veer предназначены для людей, которым мешает окружающий шум. В первую очередь для тех, кто работает в опенспейсах и не может сконцентрироваться из-за звукового загрязнения.
В отличие от наушников с активным шумодавом, Veer не надо заряжать и можно мыть с мылом. У некоторых людей от активного шумодава болит голова, да и без электроники будем намного дешевле.
В беруши встроен регулятор громкости, звук можно менять от 5 до 40 дБА. В отличие от обычных пенных или силиконовых беруш, Veer не нужно доставать, чтобы лучше слышать, достаточно повернуть внешнюю часть корпуса.
Какие-то звуки беруши смогут заглушить полностью, громкие станут тише. Так оглушительный шум метро снизится до уровня улицы.
Как появилась идея?
В нашем офисе всегда шумно: работают 3D-принтеры, ходят люди, кипит чайник, катаются самокаты, звонят телефоны, кто-то что-то пилит, фрезерует, обдувает компрессором. Тем, кто в этот момент работает не руками, сложно концентрироваться на задачах: постоянно отвлекаешься, потом силой воли возвращаешь себя в поток, это изматывает. Многие в «Ривере» носили обычные аптечные беруши, но они оказались не слишком удобными для офиса:
- Каждый раз, когда нужно поговорить или послушать, приходится вынимать беруши, а затем вставлять снова. Это неприятно.
- Беруши из пены или силикона часто вызывают «эффект ракушки». Иногда это раздражает.
В каком-то мозгоштурме появилась идея сделать идеальные беруши для офиса. Когда начали исследовать, оказалось, что идея не нова. На тот момент на Kickstarter были представлены несколько продуктов с похожим позиционированием. Ни один из продуктов с Кикстартера еще не продавался — часто краудфандиговые проекты остаются мечтами — и мы взялись за проект.
В общем, беруши состоят из двух компонентов: корпус и силиконовая амбушюра. Буду рассказывать по порядку.
Чем занимались до этого?
Ривер — это инкубатор гаджет-стартапов. Мы развиваем b2c гаджеты, которые решают старые проблемы новыми, лучшими способами, от идеи до серийного производства.
Беруши Veer — это первый продукт, который мы довели до запуска серийного производства. Другой продукт, зубную щетку с тремя головками, довели до финализации конструктива, саксофон, на котором легко научится играть — до волевого решения отложить, а еще убили на разных стадиях порядка 15 потенциальных продуктов. Сейчас мы, параллельно с производством, разрабатываем несколько концепций по новым продуктам. Всего над продуктами работает 12 человек.
Глава 1: разработка корпуса
Что решали в первую очередь?
Мы сразу обоюдно решили, что Veer должны заглушать не меньше 40 дБ, чтобы полностью заглушить негромкий разговор рядом с вами. Хочется, чтобы их не нужно было заряжать, снимать, чтобы поговорить с людьми, а еще они должны клево выглядеть. От этого и стали отталкиваться.
Первая идея была сделать 2 режима: все слышно/ничего не слышно. Начали моделировать, поняли, что теми же усилиями можно сделать и 3–4 режима, чтобы заглушать не так сильно и краем уха слышать, что происходит.
Сначала получилось заглушать всего 25 дБ
Корпус первого прототипа сделали из металлического цилиндра диаметром 1 см. Внутри использовали фильтр: на 3d принтере напечатали регулятор и 4 круглые пластины с отверстиями в разных местах. Пластины располагались друг над другом и одна за другой закрывали отверстия.
Планировалось, что получится сделать 4 режима за счет постепенного наложения каждой из пластин, но по факту получилось всего 2 режима: открыто/закрыто. В промежуточных вариантах не было никакой разницы, всегда заглушали на максимум.
В следующей итерации решили попробовать поиграть с величиной отверстий. На дно цилиндра положили демпфер из вспененной резины, в цилиндре сделали 3 отверстия по кругу, а корпус напечатали на 3d принтере. Отверстие в самом корпусе было немного смещено и мы могли при повороте подводить разные отверстия. Прототип заглушал всего 25 дб.
Как измеряли шумоподавление?
Для измерения уровня шумоподавления мы отлили из силикона искусственное ухо и сделали имитацию ушного канала из пластилина. Эту конструкцию присоединили к обычному шумомеру. Измеряли уровень белого шума без беруши и с берушей в силиконовом ухе. Эта конструкция не показывает частотный спектр, не показывает АЧХ, но показывает общий уровень шума.
Как увеличили заглушение?
Когда начали активно изучать, как создаются пассивные звукоизолированные системы, узнали, что для достижения высокого уровня шумоподавления нужна масса. Стали думать, как увеличить массу беруши, при этом оставить корпус компактным. Самые первые прототипы были из пластика, его массы совсем не хватало и уже через неделю мы перешли на тяжелую латунь, регулятор из неё вставляли в пластиковый корпус. Это действительно позволило отразить больше звука, шумоподавление стало от 40 до 50 дБ, а размер сократился в несколько раз. В итоге, мы перешли на алюминий, он оказался не таким тяжелым, но достаточным для хорошего поглощения.
Естественно, столкнулись с проблемой: в закрытом состоянии беруши создавали в ухе эффект ракушки, появлялось неприятное гудение — это резонирование из-за особенности конструкции. В открытом положении шипели и заглушали слишком сильно, 10–15 дб, хотя мы планировали максимум 5 дб. Тогда же пришла идея сделать плавную регулировку громкости, чтобы пользователь сам мог настроить комфортный для себя уровень.
Итого, на этом этапе мы закрыли вопрос с желаемым уровнем шумоподавления. Нужно было избавиться от глушения в открытом режиме, эффекта ракушки в закрытом и придумать, как регулировать звук плавно.
Чтоб избавиться от излишнего глушения при открытом режиме, поместили в корпус конфузор — воронка, которая усиливает звук. Снаружи на воронку добавили металлическую сетку, таким образом убрали резонирование. Сетка убрала резкие ударные звуки и снизила добротность канала для резонирования. В итоге в ухе перестало шипеть в открытом состоянии и гудеть в закрытом.
Как работает плавная регулировка?
Было очевидно, что для плавной регулировки нужно менять круглую форму отдельных отверстий на одно конусообразное. В итоге конус вытянули, повернули и получилась капля.
Сделали первый прототип с конфузором, сеткой и каплей. Конфузор сначала отлили — не было возможности его согнуть из твердого материала. В последующих итерациях подобрали верный диаметр и сделки конфузор из алюминия.
Все было ок, кроме одного — было тяжело вращать регулятор. Тогда же начали тестировать новые амбушюры, с которыми, как нам казалось, проблем быть не должно.
Глава 2: разработка амбушюры и главный квест
Поговорим про насадку. Какие этапы разработки вы прошли?
С помощью насадки механизм закрепляется на ухе, подстраивается к особенностям анатомии, при этом он должен не прокручиваться когда мы меняем громкость.
Гидравлическая? Ненадёжно
Первая безумная идея была сделать гидравлическую насадку. По задумке должна была принимать форму ушного канала. Отлили из силикона мешочек и налили в него жидкость. Как-то раз мешочек лопнул в ухе у ведущего инженера. Мы решили отказаться от этой идеи из-за сложности реализации, вероятно, временно.
С перепонками? Некомфортно
Пока мы изучали мир ушных затычек, наткнулись на амбюшуру в форме конуса с перепонками, которая используется в военной авиации. Мы отпрототипировали подобную с 15 перепонками. Вышло очень не комфортно — тонкий кончик упирался в ушную перепонку. От конусной формы отказались, но перепонки решили сохранить и сделали форму цилиндра.
Сначала разработали 3D модель. На основе модели напечатали на 3D принтере литьевую форму. Чтобы быстро получить прототип амбушюры вручную заливали силикон в форму шприцом.
Тонкие перепонки не проливались, потому что внутрь попадал воздух и образовывались пузыри. Придумали, что нужно вакуумировать — помещать форму с силиконом в вакуумный контейнер, у него насос откачивает воздух через литниковые каналы. Некоторые прототипы вакуумировали в банке от солений.
Амбушюры лить получилось, а вот добиться нужного уровня шумоподавления и комфорта с такой спиралькой — нет.
Классические вакуумные + спираль? Снова некомфортно
Тогда подумали, почему бы не использовать привычные всем однокупольные бомбошки на вакуумных наушниках у основания амбушюры. Как самостоятельный вариант — бомбошки заглушают плохо, потому что нужно было заткнуть канал чтобы достичь нужного шумогашения, а не просто прикрыть его. Подумали, что если объединить их с нашей спиралью, может получиться интересно.
Сделали амбушюры с бомбоном на входе в ушной канал и со спиралью, которая перекрывает его, получили высокий уровень шумодава.
Начали тестировать внутри команды на удобство, примерно половине понравилось. Решили тестировать на потенциальной ЦА — раздали прототипы знакомым и заинтересованным из телеграмм-каналов, потому что наши привыкшие к десяткам тестов уши уже, перестали ощущать дискомфорт, и уж очень хотелось, чтобы наконец-то получилось что-то стоящее.
Мы уже были в предвкушении и даже сделали финальные рендеры для сайта, но в результате облажались с этими амбушюрами. У большинства тестеров после длительного нахождения начинали чесаться уши. Проанализировали отзывы и конструкцию, поняли, что острые края спирали раздражают кожу. В итоге, отказались от формы спирали и стали тестировать дальше.
Двухкупольная с двумя бомбошками? Не держится в ухе
Мы продолжили придерживались идеи, что нужно перекрыть и сам канал, и вход в него. После десятка итераций сделали двухкупольную амбушюру с двумя бомбошками.
Простые двухкупольные на рынке существовали, но они имели форму скорее полусферы, чем бомбошки, а, по нашим тестам, бомбошка с более закругленными внутрь краями легче доставалась из уха из-за создаваемого внутри канала вакуума.
За 3 дня нарисовали беруши и форму, напечатали форму, отлили амбушюру. Раздали тестерам предыдущей версии, результаты опять вышли спорные. 2 сферы неудобно засовывались и не очень хорошо заглушали, зато легко доставались и выпрыгивали из ушей сами собой. Из-за того, что ушной канал изогнутый, а амбушюра прямая, нарушался вакуум и форма сферы нарушалась. Мы планировали, что амбушюра будет подстраиваться под изгиб, но так не случилось.
Все это время мы активно изучали исследования про форму ушных каналов, и результаты ввели нас в легкое расстройство. Оказалось, что у людей абсолютно разные уши, даже у одного человека может различаться форма каналов в разных ушах.
Стало казаться, что сделать одну удобную и хорошо заглушающую амбушюры для миллионов людей — нечто из разряда фантастики.
Амбушюра с анатомическим изгибом. Финал.
После всех опытов мы сделали амбушюру с анатомическим изгибом. Она наконец-то и оказалась итоговой версией наших экспериментов. Производить её получилось не сразу, первые пару недель она рвалась при извлечении из формы.
Итоговый вариант показывает высокий уровень заглушения, удобно сидит в ухе целый день, но нужно сначала настроить беруши под себя. Сложность первого использования мы почти единогласно приняли, потому что комфорт длительного ношения очевидно важнее сложностей при первом использовании.
Пожертвовали удобством первого надевания ради уровня заглушения
Если не разобравшись воткнуть в себя беруши, чуда не произойдет — в 80% случаев будет неудобно или неработоспособно. Чтобы было кайфово, нужно сначала подобрать верный размер: на тестах оказалось, что у 95% людей левый канал меньше правого, поэтому стоит для него использовать амбушюру поменьше.
Затем нужно найти правильный угол по отношению к корпусу, чтобы амбушюра правильно входила в ушной канал. Чтобы было понятней записали видео-инструкцию.
После выпуска первой партии мы вернемся к вопросу и надеемся придумать пневматическую суперзатычку, которой свет не видывал, а пока что вкладываем в коробки четыре размера, инструкцию по установке и надеемся, что никто не будет делать выводов о продукте, не прочитав инструкцию (ха).
Глава 3: производство
Где искать поставщиков?
Ищем на алибабе. Отправляем им запросы, они отвечают, мы выбираем тех, кто подходит. У нас в команде есть человек, который отвечает за закупки, он на английском общается с китайцами.
Что заказываете в Китае?
Амбушюры отливаем в Китае, они их готовят по нашим макетам. Например, по нашему первому тех. заданию разъемы пресс-формы не должны были попадать на купола амбушюры, чтобы на них не было шва (купола — это две полусферы, из которых состоит амбушюра). Китайцы сказали ок, а потом через 2 недели оказалось, что так не получится. Нашли альтернативу, сделали так, чтобы был только один разъем на одном нижнем куполе.
Еще в Китае заказывали кейсы для переноски берушей. Маленькие кейсы для амбушюр делаем уже в России, оказалось быстрее и не дороже.
Что делаете в России?
Алюминиевые корпусы и колечки-регуляторы изготавливаем в России. Мы нашли всего 2 производства, у которых было подходящее оборудование и компетенции. Сначала корпусы делали на роботизированных станках — металлическая рука перехватывала алюминиевый кубик несколько раз и идеально точно вытачивала нужную форму.
Оказалось, что оборудование ломается, когда начинает работать непрерывно. То есть, сделать 5 штук станок может, а на поток встать — нет. Корпус держит цанговый зажим, в него роботизированная рука вставляла заготовку. Оборудование выходило из строя при массовом производстве, потому что металлическая пыль от обработки забивалась внутрь зажима. Из-за этого зажим не плотно обхватывал корпус, корпус вылетал, станок ломался.
Новая оснастка устанавливается на фрезерный стол. Оператор помещает 12 заготовок в ложемент и зажимает их. Инструмент, который вытачивает деталь, спроектировали и изготовили специально для нашего корпуса. Это фреза, ее профиль повторяет контур носика корпуса.
А что производите сами?
Совсем сами делаем все внутренние детали: демпферы, стороны кольца, сеточки для кольца-регулятора. Сами анодируем корпуса, собираем беруши, тестируем перед отправкой на уровень шумоподавления и легкость поворота колесика.
Глава 4: тест драйв
История производства получилось интересная: много итераций, безвыходные ситуации, проваленные первые тесты, сложности производства. Посмотрим, что получилось в итоге: мне приехал тестовый экземпляр и я попользовался им пару недель.
Примерка
Как мы узнали, форма ушного канала вещь очень индивидуальная, отличаться может даже левый от правого, поэтому, вначале придется подогнать беруши под себя. Инструкцию я посмотрел, но настроил немного иначе: вставил в положении по умолчанию, а потом немного покрутил, чтобы удобно село в ухо. Сначала непонятно и ощущения странные, а потом начинаешь чувствовать строение канала. После этого, основную часть можно повернуть, чтобы внешний регулятор громкости правильно сидел на ухе и было удобно крутить.
Если вставить неправильно, то будет несколько минусов.
- Не сможете нормально регулировать громкость, из-за вращения будет вываливаться из уха.
- Не будут изолировать шум как надо
- Будет просто некомфортно и может выпадать сам.
Если можете менять громкость и беруши не выпадают, то все ок.
Шумоизоляция
Самая главная фишка: громкость можно регулировать. Повернув блестящую крутилку на половину звук начинает поступать в ухо, можно общаться с людьми как обычно. Общая громкость все равно чуть ниже, но ненамного, примерно как в первых эйрподсах, когда не слушаете музыку. Между максимальной изоляций и слышимостью плавная регулировка, можно настраивать по желанию.
При полном шумоподавлении звук все равно попадает, но становится намного тише. Мне показалось, что звук оптимальный: с одной стороны, не чувствуешь себя в изоляции, самые высокие и низкие звуки все равно доходят, но шум стал действительно тише. На стройке это не спасет, но сосед с дрелью стал потише. Самоизоляция, ремонт, ну вы понимаете.
В итоге, звук не исчезает, но становится приятно тише.
Внешний вид
На ухе смотрится хорошо. Мне сетка нравится, регулятор громкости металлически блестит, в итоге гармонично. Из-за сетки выглядят будто в них встроен «ретро» микрофон.
Комфорт
Если правильно вставить наушник, до дискомфорта нет, со временем он не накапливается. То, что наушник не очень просто вставлять, компенсируется тем, что его не нужно вынимать, чтобы поговорить с людьми.
Просидеть в них весь день можно, ощущения нормальные, но я планирую надевать их временами:
- Когда еду на работу в метро. Шум вагона тише, но людей слышно, если кто-то хочет выйти.
- Под вечер в офисе, когда все начинают чуть меньше работать и чуть больше говорить.
- Когда ребенок начал активно играть дома, а я работаю на удаленке.
Форма и гигиена
Форма колпачков сложнее чем в обычных наушниках. Первое время наушники вытаскивали довольно много ушной серы, но буквально после пары раз стало чисто. Пара выводов:
- лучше временами их мыть, грязь может скапливаться внутри амбушюры,
- не стоит давать пробовать «послушать» амбушюры другим людям, рискуете получить порцию чужой грязи.
Внешних различий для левый от правого наушника нет. Это немного странно, ведь для каждого уха своя подгонка, а перепутать легко. По статистике левая амбушюра почти всегда меньше, отличать можно по размеру.
Итог
Сделать беруши оказалось не так просто, сложности были на каждом шагу, но Veer получилось добиться хорошего результата: беруши красивые, в них звуки тише, можно спокойно использовать в офисе и дома, станет проще ездить в метро.
Если вам стало интересно как стартап доберется до продаж, то подписывайтесь на телеграм-канал Veer: сейчас небольшой шторм с поставщиками, новая технология для производства корпусов, первые обзоры тестовой партии. Если беруши понравились, то сделать предзаказ можно на сайте Veer, по плану продажи начнутся в сентябре.
