PCB-ontwerp: van idee tot product

1: Wanneer het idee niet genoeg is

We begeleiden u door het hele proces van het ontwikkelen van een product, van de conceptie van het idee tot de uiteindelijke tests en productverificatie.

Elk elektronisch product begon als een idee. De iPhone begon als een idee in Steve Jobs' hoofd. Veel mensen hebben echter geweldige ideeën, en niet al deze ideeën leiden tot geweldige producten zoals de ultra-beroemde smartphone van Apple.

Waarom gebeurt dit? Niet alle ondernemers hebben de middelen die nodig zijn om hun idee te ontwikkelen, of misschien hebben ze die wel, maar weten ze niet hoe ze deze moeten gebruiken.

Over welke middelen hebben we het? Kennis en tijd.

Kennis

Een diploma in elektronica is niet verplicht, maar u moet wel een achtergrond hebben in elektronica, circuitontwerp, PCB-lay-out, firmware- en softwareontwikkeling en mechanisch ontwerp. Omdat de technologie zo snel evolueert, is het up-to-date blijven met nieuwe apparaten, programmeertalen, communicatienetwerken zoals 5G, BLE, LoraWAN, enzovoort, een must voor iedereen die betrokken is bij hardwareontwerp.

Tijd

Een van de meest waardevolle activa die ondernemers hebben, en daarom moet u deze verstandig gebruiken. Wanneer een product wordt ontwikkeld, gebeuren er veel dingen parallel, marketing, materiaal sourcing, onderzoek, enz. En u kunt moeite hebben om tijd te vinden om alle taken te voltooien, zoals de PCB-lay-out, het selecteren van de juiste PCB-fabrikant, het testen van de prototypes, het ontwikkelen van firmware of het ontwerpen van de behuizing.

Hoe gebruiken succesvolle ondernemers deze middelen? Lees verder.

2: Pak pen en papier en een breadboard

Dat idee in je hoofd wordt niet vanzelf werkelijkheid. Je moet pen en papier pakken en beginnen met het ontwerpen van circuits. Of iemand anders het voor je laten doen.

Dit is wanneer het ingewikkeld begint te worden, en we zouden kunnen zeggen dat circuitontwerp de eerste filter is van het hardwareontwerpproces, omdat veel ondernemers niet de kennis hebben om het te doen, of ze missen het netwerk om de juiste engineeringpartners te vinden. Deze situatie creëert een behoefte om circuitontwerp te leren, maar wat gebeurt er als je er geen tijd voor hebt, of elektronica-ontwerp gewoon niet jouw ding is?

U hoeft zich geen zorgen te maken. U kunt altijd contact opnemen met ontwerpbureaus die gespecialiseerd zijn in circuit- en elektronica-ontwerp met uitgebreide ervaring in de materie. Op deze manier komt het proces in handen van experts die de klus in een kortere tijd klaren, waardoor u zich kunt concentreren op marketing, het vinden van investeerders en andere zakelijke activiteiten.

Het resultaat van de circuitontwerpfase zou een schematisch diagram zijn, ongeacht of het slechts een handgeschetste is. Een snelle proof of concept met behulp van een breadboard kan ook in deze fase worden gemaakt.

Zodra je de circuitontwerpfase hebt uitgedokterd, is het tijd om al deze informatie in een computerprogramma te zetten waarmee je de digitale schema's voor je product kunt maken, waarmee het PCB-ontwerp- en lay-outproces begint.

3: Handen op de PCB-lay-out

Dus, op dit punt heb je een blauwdruk en een eerste validatie van het functionele gedrag van het ontwerp. Dus, wat is de volgende stap? Hoe transformeer je wat je hebt in een daadwerkelijke PCB? Eerst moet je weten dat fabricage- en assemblagebestanden essentieel zijn.

Fabricage- en assemblagebestanden bevatten alle gegevens die PCB-huizen nodig hebben om uw boards te maken, maar om deze bestanden te maken, hebt u een computerprogramma nodig waarmee u schematische vastlegging en PCB-lay-out kunt uitvoeren. Dit softwarepakket staat bekend als CAD-software. Er zijn meerdere opties beschikbaar op de markt. Sommige zijn gratis, maar hebben beperkte functionaliteiten, en de krachtigere vereisen een betaalde licentie, wat een extra ontwikkelingskosten vertegenwoordigt die misschien niet de moeite waard zijn voor de ondernemer.

Bovendien vereist de PCB-lay-outfase een reeks vaardigheden en goede praktijken die alleen door ervaring kunnen worden verworven: routingtechnieken, de juiste componentplaatsing, overwegingen over elektromagnetische interferentie en ruisonderdrukking, enz. Complexe boards, zoals PC-moederborden en high-speed apparaten, vereisen een nog hoger niveau van expertise. Dus, als je besluit om de moeilijke weg te bewandelen om de PCB-lay-out zelf te doen, zul je voor twee belangrijke uitdagingen staan: duizenden dollars besparen om adequate CAD-software te kopen en de tijd nemen om deze software te leren, je PCB-ontwerpvaardigheden te ontwikkelen en deze te perfectioneren.

Samenvattend moet deze fase worden uitgevoerd door een ervaren professional als u een eindproduct van hoge kwaliteit wilt leveren. We kunnen u PCB-ontwerpdiensten aanbieden als uw bedrijf geen interne engineeringafdeling heeft.

Zodra uw PCB is ontworpen en fabricage- en assemblagebestanden zijn gegenereerd, bent u klaar om uw boards te laten maken!

4: Tijd om een leverancier te zoeken

Zodra de PCB-lay-out voltooid is, is de volgende stap om deze om te zetten in een fysiek apparaat waarmee u uw ontwerp kunt verifiëren en functionele tests kunt uitvoeren. Dit kan een overweldigende taak zijn, omdat er veel variabelen zijn om te overwegen en barrières te overwinnen.

Variabelen

Elk elektronisch ontwerp is anders en vereist als zodanig specifieke specificaties. Bijvoorbeeld, het aantal lagen, spoorbreedte/afstand, of gatgrootte zijn slechts enkele van de specificaties waarmee u rekening moet houden bij het ingaan van de productiefase. De grootte van componenten is ook cruciaal voor de assemblage, omdat sommige zo klein zijn dat niet alle apparatuur ze kan verwerken. Afhankelijk van hoe complex uw board is, kan het nodig zijn om verschillende leveranciers te overwegen die beter aan uw eisen voldoen. Voor eenvoudige ontwerpen geeft u de voorkeur aan een aannemer met een goede kwaliteit en snelle doorlooptijd. Voor complexe ontwerpen moet uw belangrijkste overweging echter de mogelijkheden van de leverancier zijn.

Ook, als het ontwerp in een zeer specifieke toepassing valt, zoals Radiofrequentie, High Speed circuits of Militaire/Ruimtevaarttechnologie, is de selectie van de aannemer een kwestie van leven of dood vanuit zakelijk oogpunt. Het selecteren van het verkeerde PCB-huis kan de toekomst van uw product in gevaar brengen.

Barrières

Hoewel de PCB-industrie ooit enorm groot was in de VS, is de realiteit tegenwoordig dat de meeste grote spelers zich in het buitenland bevinden; China, Taiwan en India zijn de aangewezen plaatsen voor gedrukte schakelingen. Lage arbeidskosten in deze landen zijn de belangrijkste drijfveer achter deze trend; nu kunt u contact opnemen met een PCB-fabrikant of een assemblagebedrijf in Azië en een partij PCB's verkrijgen voor slechts een fractie van wat u zou moeten betalen om ze in de VS te laten maken.

Echter, niet alles is perfect. De doorlooptijden zijn uiteraard korter in de VS vanwege de transittijden en het ontbreken van douanevertragingen. Bovendien kunnen de verschillen in tijdzones tussen Azië en Amerika een eenvoudige offerte- en bestelprocedure gemakkelijk veranderen in een weeklange marteling, en in sommige gevallen zal de taalbarrière de zaken nog ingewikkelder maken met e-mails en telefoontjes die heen en weer gaan, soms alleen maar om een klein detail te verduidelijken.

5: Firmware, testen, mechanisch ontwerp

Op dit punt zou u een volledig geassembleerde printplaat in handen moeten hebben en uw prototype klaar voor programmering (indien nodig) en testen. Maar, nogmaals, wat gebeurt er als u niet over de apparatuur, de kennis, de tijd beschikt, of als u zich gewoon veiliger voelt als een professionele elektronica-ontwerper het voor u doet?

We hebben de tools om aanvullende diensten te leveren die belangrijk zijn bij het nastreven van het doel om een eindproduct te krijgen: firmware-ontwikkeling, testen en behuizingsontwerp.

Tegenwoordig zijn de meeste elektronische producten digitaal en vereisen ze enige programmering. We kunnen het dankzij onze ervaring met embedded ontwikkeling en microcontrollers.

Testen is belangrijk omdat u wilt garanderen dat uw product werkt zoals bedoeld. We kunnen testprocedures uitvoeren om het juiste gedrag van het ontwerp te garanderen.

Ten slotte, als u van plan bent een product te verkopen, heeft het een behuizing nodig om het te beschermen tegen de omgeving en mechanische schokken. We helpen u graag om die taak ook te volbrengen.

We hopen dat u genoten heeft van deze reeks artikelen over alle stappen die u nodig heeft om uw idee om te zetten in een echt product. Als u geïnteresseerd bent in een van de diensten die in deze reeks worden beschreven, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen. Uiteindelijk is het onze taak om u te helpen! Ons belangrijkste doel is om kleine en middelgrote bedrijven, ondernemers met geweldige ideeën te helpen die een jump-start nodig hebben om ze te realiseren.