Desde DDL Wiki

• 1 Resumen ejecutivo
• 2 Partes interesadas y Necesidades del producto
  • 2.1 Consumidores
  • 2.2 Distribuidores / Minoristas
  • 2.3 Fabricantes
  • 2.4 Envío / Transporte
• 3 Uso
  • 3.1 Cómo se usa
  • 3.2 Estudios de usuario
• 4 Lista de materiales
  • 4.1 Componentes
  • 4.2 Diagrama de montaje
• 5 Función mecánica
• 6 Diseño para Fabricación y Montaje (DFMA)
• 7 Análisis de modos y efectos de fallos (FMEA)
• 8 Diseño para el Medio Ambiente (DFE) – EIO-ACV
  • 8.1 Fabricación
  • 8.2 Uso
  • 8.3 Fin de vida útil
  • 8.4 Conclusiones del DFE
• 9 Roles de miembros del equipo
• 10 Referencias

Resumen ejecutivo

La manivela, radio solar mostrada arriba se analizó para determinar sus componentes, funcionalidad, técnicas de montaje y fortalezas y debilidades de diseño. Para lograr eso, diseccionamos el producto para obtener una mejor comprensión de los componentes y sus funciones mecánicas (o no mecánicas) dentro del sistema. Algunas de las partes principales de la radio de emergencia incluyen un generador, una caja de cambios, una manivela, un panel solar y una serie de circuitos electrónicos. Estas piezas se utilizan principalmente para transferir la energía al sonido y a las diferentes funciones que vienen disponibles con la radio. Algunas de estas funciones son el dial de encendido/Apagado/Volumen, el dial del sintonizador y la antena.

Después de la disección del producto, realizamos tres análisis diferentes en el dispositivo: Análisis de Modos y Efectos de Falla (FMEA), Diseño para Fabricación y Montaje (DFMA) y Diseño para el Medio Ambiente (DFE). El propósito de FMEA era obtener una mejor comprensión de los posibles modos de falla que pueden ocurrir cuando el usuario interactúa con la radio, y qué efectos podrían tener estos fallos en el usuario y su entorno. A partir de nuestro análisis, quedó claro que la mayoría de los posibles modos de falla no tendrán un efecto perjudicial para el usuario, pero pueden inoperar el sistema.

La DFMA nos dio una mejor idea de cómo se fabricó y ensambló cada pieza, qué materiales se utilizaron y si las técnicas de fabricación fueron efectivas al ensamblar cada pieza. Hay algunas características que el fabricante hizo para facilitar el proceso de montaje, pero todavía hay espacio para mejoras.

El análisis de DFE proporcionó información sobre el impacto del producto en el medio ambiente. Los resultados de un enfoque similar EIO-LCA (Economic InputOutput-Análisis del Ciclo de vida) delinearon cómo la existencia de la radio de manivela impacta en las emisiones de gases de efecto invernadero de varios sectores de la economía. Dado que este dispositivo es autónomo (es decir, genera su propia energía), la generación y el suministro de energía durante la fabricación contribuyen más a las emisiones de GEI. Para reducir la cantidad de contaminación causada por la producción, el uso y la eliminación, se presentan varias opciones en la sección correspondiente a continuación.

Partes interesadas y necesidades del producto

Hay cuatro partes interesadas principales que se ocupan de este producto: consumidores, distribuidores / minoristas, fabricantes y transportistas (envío). Cada una de las partes interesadas tiene necesidades diferentes, como se indica a continuación.

Consumidores

La manivela de radio Solar Kikkerland está dirigida a consumidores domésticos preocupados por su huella de carbono o desastres naturales (que pueden causar cortes de energía prolongados). Según nuestros estudios de usuarios, estas son algunas áreas en las que los consumidores sienten que se puede mejorar la radio.

• Precio de producto más barato
• Claridad & sonoridad de la radio
• Tamaño
• Durabilidad & fiabilidad
• Eficiencia de la célula solar & manivela (es decir, número de rotaciones a minutos de tiempo de radio)
• Facilidad de uso
• Resistente a la intemperie
• Facilidad de ajuste
• Mejor recepción de la señal
• Envío rápido y transporte eficiente

Distribuidores / minoristas

Para minoristas y distribuidores, lo siguiente las características de la radio pueden ser útiles.

• Embalaje eficiente para barato & fácil transporte
• Embalaje seguro para proteger las funciones del producto
• Embalaje atractivo para mostrar en la tienda
• Embalaje de residuos mínimos
• El producto debe tener demanda
• Facilidad de almacenamiento (por ejemplo, apilabilidad)
• Alta demanda

Fabricantes

La manivela de radio solar Kikkerland debe satisfacer las demandas del cliente mientras se produce a un costo mínimo, y por lo tanto ganar a la empresa un mejor margen de beneficio. A continuación se presentan algunos aspectos que los fabricantes desean en su producción de la radio.

• Menos piezas
• Materiales comunes
• Montaje fácil para reducir los costos de mano de obra
• Montaje automatizado
• Piezas estandarizadas
• Reducir los costos de envío
• Costos de producción más baratos

Envío / transporte

Para facilitar el transporte, estas características son importantes.

• Ligero
• Facilidad de almacenamiento (por ejemplo, capacidad de apilamiento)
• Durabilidad
• Alta demanda (por ejemplo, grandes cantidades de envío)

Uso

Cómo se usa

Esta radio no requiere batería ni cable de alimentación para funcionar. Para obtener energía, esta radio posee un pequeño panel solar en su cara superior, así como una manivela en su lado, como se muestra en las figuras a continuación.

Figura 2. Vista Frontal.

Gráfico 3 Vista Lateral.

Gráfico 4 Vista trasera.

Gráfico 5 Vista Superior.

El panel solar permite al usuario dejar la radio expuesta a la luz solar directa y escuchar su estación favorita mientras la radio recoge energía solar. La manivela es especialmente útil en interiores, durante la noche o en situaciones de emergencia donde la luz no es directamente accesible. La radio contiene un generador de dinamo que puede almacenar la energía creada por el arranque manual y recogida del panel solar en la batería de 300 mAh/2,3 Ni-MH. Estos son los pasos para operar la radio solar dynamo:

1. Gire el brazo o exponga la radio al sol para generar energía

• 1 arranque mínimo = 30 minutos de tiempo de reproducción de la radio
• 5 horas de luz solar = 30 minutos de tiempo de reproducción de la radio

1. Gire el dial de encendido/apagado/volumen
2. Cambie las frecuencias cambiando el interruptor AM/FM/WB
3. Gire el dial de ajuste para cambiar estaciones
4. Auriculares enchufables para la opción de auriculares

Radiofrecuencia disponible:

• Rango de frecuencia Fm: 87-108 MHz
• Rango de frecuencia Am: 530-1600 kHz
• Rango de radiofrecuencia: 149-186 MHz

Estudios de usuario

La radio portátil de manivela parecía muy fácil de usar. Sin embargo, había algunas áreas de diseño que debían cambiarse. Por ejemplo, la resistencia del movimiento de la manivela parece ser proporcional a la velocidad de la manivela. Cuanto más rápido sea el arranque, más potencia se generará, pero mayor será la resistencia. Es necesario encontrar un punto de equilibrio entre la resistencia de las ruedas y la potencia generada por la manivela y el panel solar.

Mientras investigaba este producto, hubo algunos temas comunes en la revisión del producto. Son los siguientes:

1. Se necesita luz solar directa para que los paneles absorban la luz solar de manera eficiente
2. La antena para la radio va hacia arriba, no se dobla
3. Si está utilizando el producto en el exterior en un día soleado, nunca tendrá que manivela para obtener energía, ya que el propio panel solar proporcionará a la radio suficiente potencia
4. En promedio, 1 minuto de arranque da aproximadamente 15-25 minutos de tiempo de reproducción. O, 100 vueltas de la manivela es igual a aproximadamente 10 minutos de audio
5. La radio es pequeña y ligera, cabe en la palma de su mano

De estos comentarios, se puede concluir que la conversión de energía de mecánica a eléctrica, o de solar a eléctrica, es bastante eficiente. Con unos pocos ajustes, es posible integrar este sistema con otros aparatos de la vida diaria para convertir la energía mecánica de rodadura en energía eléctrica. Un sistema barato y portátil para recuperar la energía perdida de un proceso mecánico en nuestra vida diaria puede presentar una interesante oportunidad de investigación y negocio. Para lograr estos objetivos para el proceso de diseño, se debe realizar una comprensión e investigación adicionales sobre el producto.

Lista de materiales

Este radio de manivela manual tiene 41 componentes en total. Aparte de la electrónica, la mayoría de los componentes están hechos de plástico a través de moldeo por inyección o estampado. Se incluye una regla en todas las imágenes para proporcionar una sensación de escala. Consulte la figura 6 debajo de la tabla de ensamblaje para ver todos los componentes.

Componentes

Número de Parte	Nombre	CANTIDAD	Peso (g)	Función	Material	Proceso de Fabricación	Imagen
1	nuevo Caso	1	31.2	la Celebración de la asamblea juntos. Cuando la manivela se adjunta	Plástico	moldeo por Inyección
2	Altavoz de la Pantalla de Malla	1	8.5	Proteger el altavoz de perturbación física	Acero	Estampado
3	parte Frontal de la funda	1	25.5	Sosteniendo el altavoz	Plástico	moldeo por Inyección
4	Altavoz de la Placa	1	8.5	la Vivienda el imán para crear la vibración	Acero	Estampado
5	Cono del Altavoz	1	Menos de un gramo	Vibración para producir el sonido	de Plástico de Polímero /	Estampado, formado al Vacío
6	El Panel Solar De La Asamblea	1	5.7	Conversión de energía solar en energía eléctrica	Oblea de Silicio Monocristalino, Plástico, Plomo, Caucho, Cobre	Soldadura, Litografía, Enmascarado, Depósito, Grabado
7	Indicador de Sintonizador de Estación de Radio	1	Menos de un gramo	Que indica la frecuencia de la radio	Plástico	Moldeo por inyección, Impresión para etiquetas
8	Generador de Imán	1	2.8	Producción de campo magnético para generar electricidad	Aleaciones de Metal	Presionando, Calefacción, Recocido, de Acabado, de Magnetización
9	Generador De Placa	1	14.2	la Celebración de los engranajes y del generador en lugar de	Acero	Estampado
10	Engranaje 4	1	Menos de un gramo	Conexión del generador a otras artes	Acero	fresa madre
11	Eje de Engranaje	1	Menos de un gramo	Conexión del generador a gear 4, Montaje de engranaje 4	Acero	laminación en Frío
12	Engranaje 1	1	Menos de un gramo	la Traducción de la manivela de movimiento	Nylon (auto-lubricantes)	moldeo por Inyección
13	Generador de	1	11.3	la Generación de electricidad a partir de la rotación	de Cobre, de Acero	Estampado, Capas, Arrollar
14	Engranaje 2	1	Menos de un gramo	la Traducción de la manivela de movimiento	Nylon (auto-lubricantes)	moldeo por Inyección
15	Generador De Shell	1	5.7	Sostener el imán en su lugar	Acero	Estampado
16	Engranaje 3	1	Menos de un gramo	la Traducción de la manivela de movimiento	Nylon (auto-lubricantes)	moldeo por Inyección
17	Paquete de la Batería	1	14.2	Almacenamiento de energía para el funcionamiento por radio	Plástico, Cobre, Caucho, Hidruro metálico de níquel	Técnica de fabricación avanzada
18	Conjunto de Circuitos de Volumen y Potencia	1	8.5	Controlar el volumen y encender la radio	Plástico, Plomo, Cobre, Caucho, Semi Materiales conductores de Polímero / Cera	Soldadura, la Litografía, el Enmascaramiento, el Depósito, el Grabado
19	Fuera de Tornillo	4	Menos de un gramo	Mantenga pulsado los dos casos juntos	de Acero Inoxidable	título Frío, laminado de roscas
20	Altavoz de Tornillo	3	Menos de un gramo	conectar el altavoz a la parte frontal de la funda	de Acero Inoxidable	título Frío, laminado de roscas
21	Antena de Solenoide de	1	Menos de un gramo	Generar el campo magnético necesario para la señal de radio	de Cobre	Arrollar, Endurecimiento
22	el Panel Solar de la Almohadilla	2	Menos de un gramo	Estabilizar el panel solar	Espuma / Papel / Polímero	Polimerización de la formación de
23	la Manivela de la Espiga	1	Menos de un gramo	Conexión de eje cigüeñal y el collar	Acero	laminación en Frío
24	On / Off / Indicador de volumen	1	Menos de un gramo	Ajustar el volumen del altavoz	Plástico	moldeo por Inyección, Impresión de etiquetas
25	Antena	1	8.5	Mejora de la recepción de la señal	de acero Inoxidable, Aluminio, Latón	estirado en Frío, Morir de dibujo
26	toma de Auriculares de la Asamblea	1	Menos de un gramo	Conexión de auriculares para el altavoz	de Cobre, Plástico, Caucho, Acero, Plomo	Soldadura, la Litografía, el Enmascaramiento, el Depósito, el Grabado
27	Manivela de Mando	1	2.8	lo que es más fácil girar la manivela	Plástico	moldeo por Inyección
28	Eje de Manivela	1	2.8	Aumentar el brazo de palanca	Plástico	Moldeo por Inyección
29	Manivela de sujeción del Disco	1	2.8	Conexión de la manivela del eje del engranaje	Plástico	Moldeo por Inyección
30	manivela de Mano collar	1	Menos de un gramo	Estabilizar el movimiento de rotación de la manivela	Acero	Estampado
31	Optimización Del Microprocesador De La Asamblea	1	22.7	Ajuste de la radiofrecuencia (FM / AM / WB)	Plástico, Plomo, Cobre, Caucho, Materiales Semiconductores, Polímero / Cera	Soldadura, Litografía, Enmascarado, Depósito, Grabado
32	Tornillos del generador	4 (3 tipos diferentes)	Menos de un gramo	Generador de retención en la caja y el sistema de engranajes	Acero inoxidable
33	Auriculares Tornillos	2	Menos de un gramo	Mantenimiento adaptador para auriculares	de Acero Inoxidable	título Frío, laminado de roscas
34	Tornillo de la Antena	1	Menos de un gramo	la Celebración de la antena para el caso de	de Acero Inoxidable	título Frío, Laminado de roscas
35	Cigüeñal Engranaje de Collar	1	Menos de un gramo	Conexión de la biela del cuello y el engranaje	Plástico	moldeo por Inyección
36	Engranaje de Collar de Abrazaderas	2	Menos de un gramo	la Celebración de los engranajes juntos	Acero	Estampado
37	Rango de Frecuencia Perilla del Interruptor de	1	Menos de un gramo	Indica si el rango de frecuencia de la radio (AM / FM / WB)	Plástico	moldeo por Inyección
38	Cable	1	Menos de un gramo	Conexión de los componentes eléctricos	de Cobre, Caucho	Dibujo a través de caucho morir
39	O-Ring	2	Menos de un gramo	montar el imán en la parte superior del generador	Plástico	Estampado
40	Imán Del Altavoz	1	2.8	el Control de la vibración de los altavoces para generar el sonido	aleaciones de Metal	Presionando, Calefacción, Recocido, de Acabado, de Magnetización
41	Altavoz De Bobina	1	8.5	Permitiendo que la pantalla del altavoz vibre	Cobre	Rodante

Diagrama de montaje

Las piezas no se pueden volver a montar después de desmontarlas debido a las conexiones de cables que deben cortarse para separar los circuitos integrados. Sin embargo, el procedimiento de montaje puede describirse de la siguiente manera:

1. Monte la caja de engranajes con el generador uniéndola a la parte 9. (La caja de cambios consta de una parte 10, 12, 14, 15, 16, 36 y el generador consta de parte 8, 11, 13, 15, 39).
2. Monte el altavoz colocando el imán (parte 40) en la placa del altavoz (parte 4) y, a continuación, conecte la bobina del altavoz (parte 41) al cono del altavoz (parte 5). Coloque los dos conjuntos juntos.
3. Conecte los circuitos integrados utilizando los cables con su indicador correspondiente (parte 6, 7, 17, 18, 24, 26, 31, 37, 38).
4. Conecte la antena y el solenoide con el circuito integrado (parte 21, 25, 31, 34, 38).
5. Montar la manivela (parte 23, 27, 28, 29, 30, 35).
6. Inserte el conjunto de la manivela en la caja trasera (parte 1).
7. Conecte el generador y el conjunto de engranajes a la caja trasera (utilizando la parte 32).
8. Conecte el conjunto de altavoces a la caja frontal (parte 3 utilizando la parte 20).
9. Conecte los circuitos integrados a la carcasa frontal y sujete la toma de auriculares con la parte 33, conecte el panel solar con almohadillas (parte 22).
10. Coloque la carcasa delantera en la carcasa trasera utilizando la parte 19.
11. Por último, inserte la malla de la pantalla del altavoz (parte 2) en la carcasa delantera.

Función Mecánica

El aspecto mecánico se compone del sistema de manivela del generador. La estructura básica es la siguiente (consulte la figura 6 para referencia):

La manivela contiene un mango que está rígidamente unido a un eje, que luego se monta en el engranaje 1. El propósito del mango es facilitar al usuario la «manivela» y, por lo tanto, la entrada de par en el sistema de engranajes a amplificar. El sistema de engranajes se compone de 4 engranajes, con el engranaje 1 como engranaje de par de entrada, el engranaje 4 como engranaje de par de salida y los engranajes 2 y 4 como engranajes de aumento de velocidad angular. Además, el engranaje 4 está conectado a un eje que gira la carcasa del generador. La idea detrás del sistema de engranajes es que con una «manivela» completa del mango, los engranajes aumentarán esta rotación en 10 o 20 rotaciones completas del engranaje 4. Esto aumenta drásticamente la eficiencia en la rotación de la carcasa del generador para generar electricidad. De acuerdo con la Ley de Inducción de Faraday, la rotación de la carcasa del generador genera un campo magnético, que luego genera una corriente que puede ser almacenada y utilizada por la radio de manivela manual.

Cuanto más rápida sea la rotación, más corriente se generará; por lo tanto, el sistema de engranajes está diseñado para tener una entrada de mayor potencia y menor velocidad del usuario que se convertirá en una potencia menor, pero mayor velocidad en el generador. Por lo tanto, cuando el usuario desea reproducir la relación, debe girar manualmente la manivela para generar el campo magnético que a su vez generaría la corriente eléctrica que alimenta la radio de manivela manual.

Diseño para Fabricación y Ensamblaje (DFMA)

El objetivo principal del análisis de Diseño para Fabricación y Ensamblaje (DFMA) es presentar varias mejoras orientadas a simplificar el proceso de fabricación y ensamblaje. Algunas consideraciones importantes pueden incluir el recuento de piezas, la selección de materiales, el volumen de producción, las tolerancias, etc.

Este radio de manivela consta de 41 piezas y conjuntos, como se muestra en la sección anterior. La mayoría de las piezas no metálicas están hechas de plástico o caucho mediante moldeo por inyección o estampado. Estos son métodos bastante eficientes de fabricación de componentes no metálicos para la producción en masa. Los componentes metálicos, por otro lado, están hechos de varios materiales, incluidos acero, aluminio, aleaciones metálicas y muchos otros. Dependiendo del uso y de la forma de los componentes metálicos, los procesos de fabricación van desde el laminado en frío, el estampado, la litografía, etc.

Se han hecho algunos esfuerzos para simplificar el diseño para facilitar la fabricación y el montaje. Estos métodos incluyen:

• Las pestañas dobladas en la pantalla del altavoz hacen que sea fácil de montar y se pueda conectar sin piezas adicionales.
• La mayoría de los engranajes están hechos de nylon autolubricante, con tamaño y materiales estandarizados diseñados para minimizar la fricción.
• La mayoría de los componentes no metálicos están hechos con moldeo por inyección. Al cambiar el molde, un moldeo por inyección estándar puede producir potencialmente todos los componentes no metálicos.
• La carcasa exterior está hecha con la misma dimensión, lo que les permite compartir características similares y les permite sujetarse entre sí fácilmente.
• Muchos de los mandos de control están integrados. Por ejemplo, los controles de encendido/apagado y volumen están integrados en un único indicador, lo que reduce el número de piezas y simplifica el diseño.
• Las piezas con poca necesidad de tolerancias ajustadas están hechas de plástico mediante moldeo por inyección, evitando la necesidad de examinar las dimensiones durante el proceso de fabricación.
• La mayoría de las piezas no metálicas se fabrican mediante moldeo por inyección sin necesidad de ningún proceso de fabricación secundario.
• Los engranajes están moldeados por inyección en el mismo color para facilitar la coordinación y la carcasa exterior está moldeada por inyección en verde para un atractivo estético y ambiental (es decir, la radio es ecológica, lo que sugiere su «verde»).
• Los orificios roscados eliminan la necesidad de tuercas y arandelas, minimizando el número de piezas y asegurando un montaje rápido.
• La mayor parte de la electrónica viene en subconjuntos que pueden ser producidos en masa por otras fábricas, lo que permite al fabricante de la radio especializarse en el ensamblaje de la radio.
• Aunque la carcasa delantera y trasera se ven muy similares, son muy fáciles de diferenciar entre sí.
• Los enchufes de plástico con diferentes tamaños y champfers indican dónde colocar qué conjuntos eléctricos en las cajas.

Se pueden realizar algunas mejoras en las siguientes áreas:

• Hay muchos tornillos con varios tamaños. Los tornillos estandarizados simplificarán y acelerarán el proceso de montaje.
• Las diversas placas de circuito se pueden combinar en una sola placa de circuito, lo que minimiza el número de piezas y simplifica el ensamblaje.
• El conjunto de engranajes parece complicado y difícil de desmontar debido a la restricción de espacio y volumen.
• El engranaje de metal se ajustó a presión. Este procedimiento requiere alta precisión y baja tolerancia.
• Los cables conectan conjuntos de circuitos a ambos lados de las cajas, lo que dificulta el desmontaje si hay algo incorrecto.
• En algunos casos, se pueden usar ajustes a presión en lugar de tornillos.

Análisis de modos de falla y Efectos (FMEA)

Análisis de modos de falla y efectos (FMEA) de la Radio de Emergencia Solar y Manivela Kikkerland Dynamo proporciona una gran visión de la aplicación actual del generador de dinamo y el panel solar en un producto comercializable. Este producto ha demostrado ser una pieza muy compacta que alberga con éxito numerosos componentes, lo que permite diversas funciones. Sin embargo, esta radio no está exenta de fallas con varios modos de falla identificables, tabulados a continuación.

En general, la calificación de ocurrencia (O) de falla en sus diversos modos es bastante baja, alcanzando un máximo de 5 para un modo. Esto indica que se debe esperar que este producto conserve la funcionalidad durante un período de tiempo prolongado. Desafortunadamente, la gravedad de los fallos tiene una calificación máxima de 7 para cuatro modos y una calificación de 6 para cuatro modos. También la detección de clasificación de fallas (D) es relativamente baja, con la mayoría de las clasificaciones por debajo de 4, pero tiene un modo con una calificación de 9 y otro con 8. Sin embargo, las tasas de diseño en general son buenas, indicadas por la calificación RPN más alta de 105.

Por lo tanto, el producto Kikkerland ha demostrado haber sido diseñado bastante bien con una alta longevidad de uso. Muchos de los modos de falla se deben al desgaste o a condiciones extremas, como gran humedad o calor. Nuestro producto que diseñamos debe emular el diseño de la radio, pero buscaremos mejoras. Algunas áreas que pretendemos mejorar son: impermeabilización de los conjuntos de electrónica y microprocesador; aumento de la ventilación o la disipación de calor de los engranajes o el motor; cambio del material del engranaje para evitar el desgaste; protección de los engranajes y el generador de golpes; cambie las baterías para evitar fugas de ácido.

La radio Kikkerland es un producto muy robusto que puede funcionar en diversas áreas y condiciones y puede continuar funcionando durante un largo período de tiempo. Creemos que al realizar Métodos de Falla y Análisis de Efectos, podemos aumentar la vida útil y la fiabilidad de nuestro producto para superar la de la radio Kikkerland.

A continuación se puede encontrar un resumen de los modos de falla más comunes:

Número de pieza	Artículo	Función	Modo de fallo	Efectos del fallo	S	Causas del fallo	O	Controles de diseño	D	RPN	Acciones recomendadas
25	Antena	Antena / Recepción de señal	Romper, Romper, doblar	Señal de baja calidad, posible mal funcionamiento	5	Dejar caer la radio, uso indebido	3	La antena es plegable	1	15	Internalizar la antena en radio o hacer que la antena sea flexible
27	Brazo de manivela	Traducir la energía manual a los engranajes	Romper, doblar, Desprender	No más energía generada por el arranque. Solo puede alimentar la radio con luz solar	6	Manivela de flexión, caída y giro demasiado rápido	2	La manivela está hecha para ser corta y gruesa, por lo tanto, difícil de romper	1	12	Escriba una advertencia en el producto, use un material más resistente
18, 22, 26, 31	Conjuntos de electrónica / Microprocesadores	Toma de entrada eléctrica y determinación de la salida adecuada para cada señal	Daños por agua	Sistema inoperable	7	Lluvia, daños accidentales por agua	4	Todos los componentes electrónicos están protegidos dentro de la carcasa	4	112	Selle la electrónica para que sean impermeables, escriba «advertencia de agua» en el producto
17, 18, 22, 26, 31	Conjuntos de electrónica / microprocesadores, Batería	Toma de entrada eléctrica y determinación de la salida adecuada para cada señal, almacenamiento de energía	Sobrecalentamiento	El rendimiento se reduce significativamente	6	Uso prolongado, exposición prolongada al sol y a altas temperaturas	1	Todos la electrónica está protegida dentro de la carcasa	5	30	Añadir un ventilador, añadir una señal de advertencia, añadir un sensor de temperatura, añadir un disipador de calor
10, 12, 14, 16	Engranajes	Conversión de la entrada de energía mecánica de la manivela al generador	Desgaste	No más generación de energía a través del arranque, pérdidas de fricción significativas, deslizamiento de engranajes	6	Uso extensivo, defectos de fabricación	1	Los engranajes están hechos de nylon, que es un polímero autolubricante relativamente fuerte	4	24	Cambiar los materiales de los engranajes. Por ejemplo, los metales son menos susceptibles al desgaste
38	Cables	Transferencia de señal eléctrica a / desde varios componentes	Radio de caída, desgaste, uso extendido	Sistema inoperable	7	Fabricación deficiente, sobrecalentamiento, daños por golpes	3	Hay varios cables con baja resistencia dentro de cada cable	4	84	Utilice un circuito integrado para todos los ensambles electrónicos
24	Indicador de encendido / Apagado / Volumen	Permite al usuario manipular el volumen del altavoz y encender / apagar la radio	Romper	Incapaz de manipular el volumen del altavoz	5	Mando de vuelco, mando de fuerza en la dirección equivocada	2	La perilla está etiquetada para informar a los usuarios en qué dirección puede o no puede girar	2	20	Agregue un tapón de goma para limitar el movimiento de la perilla
7	Indicador de sintonizador de estación de radio	Que permite al usuario manipular la frecuencia de la radio	Romper	No se puede cambiar de canal de radio	5	Mando de vuelco, mando de fuerza en la dirección equivocada	2	La perilla está etiquetada para informar a los usuarios en qué dirección puede o no puede girar	2	20	Agregue un tapón de goma para limitar el movimiento de la perilla
1, 3	Carcasa delantera y trasera	Que mantiene el conjunto y el altavoz juntos, protegiendo los componentes	Que se rompen, se separan	Estética, exposición de componentes vulnerables	4	Dejar caer la radio	5	Hay más de un tornillo que mantiene la caja delantera y trasera juntas, lo que disminuye la probabilidad de que se rompa	2	40	Agregue amortiguadores para minimizar el impacto
4, 5, 40, 41	Placa de altavoz, cono, imán, bobina	Traducir la señal eléctrica en sonido	Tensión vibratoria	Mal funcionamiento del altavoz y sistema inoperable	7	Reproducción de radio al máximo volumen, desgaste	5	El altavoz está hecho para abarcar todo el rango de audición de humanos	3	105	Agregue una advertencia para mantener el volumen al 90% del máximo. Limite el volumen internamente a 90%
8, 13, 15	Generador, imán, carcasa	Conversión de energía de rotación en energía eléctrica a través de inducción magnética	Desmagnetización	No más energía generada del generador / brazo de manivela	6	Alta temperatura, cortocircuito	2	Las bobinas de cobre y el imán vienen en varias partes, lo que le permite continuar funcionando incluso cuando uno no está funcionando	8	96	Agregue aislamiento alrededor del generador, agregue protector solar / disipador de calor al generador montaje
17	Paquete de baterías	Almacenamiento de energía eléctrica	Fugas de ácido de la batería	Sistema inoperable debido a daños por agua y falta de dispositivo de almacenamiento de energía	7	Descarga de la batería, sobrecalentamiento	1	Hay dos baterías para almacenar energía y se almacenan con una envoltura de plástico adicional alrededor de ellas	9	63	Cambiar a batería de estado sólido
26	Conjunto de conector para auriculares	Enchufe para auriculares	Romper, mal funcionamiento	Opción de auriculares no disponible	3	Golpear la toma de auriculares con herramientas pequeñas (p. ej. destornilladores)	1	La ubicación de la toma de auriculares hace que sea poco probable que se dañe con piezas más pequeñas	3	9	Agregue una cubierta de goma extraíble a la toma de auriculares
19, 20, 32, 33, 34	Tornillos surtidos	Sujetando los componentes juntos	Las roscas se desgastan, perdiendo algunos tornillos	Aflojamiento y apriete repetitivos de los tornillos	3	Suavidad, maleabilidad del plástico, el tamaño del tornillo	3	Los tornillos vienen en tamaños estándar, por lo que es más fácil sustituir	2	18	Use helicoils, fortalezca los materiales de la caja alrededor de los puntos de los tornillos

Diseño para el Medio Ambiente (DFE) – EIO-LCA

La producción de la radio de manivela solar es el factor más importante en las emisiones de gases de efecto invernadero del producto. Los sectores económicos que más contribuyen a esta cifra son la generación y el suministro de energía, las fábricas de hierro y acero y la fabricación de semiconductores y dispositivos conexos. La mayoría de estas emisiones son influencias indirectas en las emisiones de GEI. En las secciones siguientes se examinan las posibles esferas de rediseño. Un aumento de 3 30 en los impuestos relacionados con los GEI aumentaría el costo de por vida del producto en 0 0.60, que es aproximadamente el 2% del costo del producto. El resultado se puede resumir en la siguiente tabla:

Categoría	Artículo comprado	Número de Sector Económico de mejor coincidencia y Nombre	Confianza en que el sector representa el artículo	Unidad de referencia	Unidad consumida por vida útil del producto	Coste por unidad	Coste de por vida	Dióxido de carbono mt liberado por $1M de producción para el sector	Dióxido de carbono mt implícito por vida útil del producto	Impuesto sobre el dióxido de carbono ($30 / mt)
Producción	Radio de manivela	334310: De Audio y de video fabricación de equipo	Alta	Manivela de Radio	1	$30	$30	549	0.01647	$0.4941
Producción	Panel Solar	334413: Semiconductores y dispositivos relacionados con la fabricación	Alta	Panel Solar	1	$5	$5	603	0.003015	$0.09045

Fabricación

La radio de manivela solar se compone principalmente de componentes de plástico moldeados por inyección, tornillos de metal estandarizados y circuitos electrónicos prefabricados. Aunque funciona fuera de la red, el dispositivo no es completamente «verde». Se podrían realizar varias modificaciones en el proceso de fabricación para disminuir el impacto ambiental de este producto. En primer lugar, los componentes de plástico (cuyo material no está especificado explícitamente por el fabricante) podrían reemplazarse por plástico postconsumo, plástico reciclable o plástico a base de celulosa. En segundo lugar, el embalaje de plástico podría sustituirse por un material más respetuoso con el medio ambiente, como el cartón. Finalmente, la cantidad de soldadura podría reducirse utilizando circuitos integrados, y el proceso de soldadura podría implicar soldadura sin plomo. Como es el caso de cualquier producto, se prefiere la reducción de material para reducir el costo y el impacto ambiental.

Use

La radio de manivela solar tiene una función muy confinada: capturar señales de radio. Si bien completa esta tarea con un impacto ambiental insignificante, su función podría ampliarse para reducir el impacto perjudicial de otros dispositivos para el medio ambiente. Por ejemplo, se podría agregar un reloj despertador para mejorar la funcionalidad. Una capacidad de entrada de mp3 también podría ampliar su base de usuarios. Para reemplazar por completo un reloj junto a la cama, es posible que el dispositivo necesite además un cable de alimentación (que se puede quitar para usarlo fuera de la red). La impermeabilización sería una recomendación final para aumentar la funcionalidad. Esto también aumentaría la vida útil esperada del producto.

Fin de vida útil

La radio de manivela solar no tiene ningún propósito cuando deja de funcionar. Es más probable que se deseche cuando se rompe. Esto es desafortunado debido a los efectos dañinos que la electrónica y las baterías pueden exhibir en el medio ambiente. Aparte de construir el conjunto a partir de materiales biodegradables o ecológicos, quedan pocas opciones para prolongar la vida útil de este dispositivo cuando expire su función original.

Conclusiones de DFE

En conclusión, los dos métodos más simples para reducir el efecto de la radio de manivela solar en el medio ambiente son el uso de materiales» más ecológicos » y la expansión de la funcionalidad del producto.

Roles de los miembros del equipo

Oscar Chahin: FMEA, Análisis Mecánico, Estudio de usuarios
Evan Gates: DFE, Stakeholders, DFE-IOC
Kartik Goyal: Lista de Materiales y Diagrama, Uso, Estudio de Usuarios, Función Mecánica
Huan (Steve) Qin: DFMA, DFE-IOC, Estudio de usuarios
Andre Sutanto: Editor de Wikipage, Lista de Materiales, Partes interesadas

Instituto de Diseño Verde de la Universidad Carnegie Mellon. (2008) Economic Input-Output Life Cycle Assessment (EIO-LCA), US 1997 Industry Benchmark model. < http://www.eiolca.net>Dieter, George E., y Linda C. Schmidt. Diseño de Ingeniería. 4th Edition. Nueva York, NY: McGraw-Hill, 2009. 707-715. Imprimir.

Imágenes tomadas de: Figura 1: www.amazon.com/Kikkerland-Dynamo-Solar-Crank-Emergency/dp/B0017S4C26/ref=sr_1_2?ie=UTF8&qid=1346370017&sr=8-2&keywords=