Projektowanie PCB: Od pomysłu do produktu

1: Kiedy pomysł nie wystarcza

Przeprowadzimy Cię przez proces tworzenia produktu, od samego pomysłu do końcowych testów i weryfikacji produktu.

Każdy produkt elektroniczny zaczynał się jako pomysł. ` ` zaczął się jako pomysł w umyśle Steve'a Jobsa. Jednak wiele osób ma świetne pomysły i nie wszystkie z nich tworzą świetne produkty, takie jak ultra-słynny smartfon Apple.

Dlaczego tak się dzieje? Nie wszyscy przedsiębiorcy mają zasoby potrzebne do rozwinięcia swojego pomysłu, a może je mają, ale nie wiedzą, jak z nich korzystać.

O jakich zasobach mówimy? Wiedza i czas.

Wiedza

Dyplom z elektroniki nie jest obowiązkowy, ale musisz mieć podstawy z zakresu elektroniki, projektowania obwodów, układu PCB, oprogramowania układowego i tworzenia oprogramowania oraz projektowania mechanicznego. Ponieważ technologia rozwija się tak szybko, bycie na bieżąco z nowymi urządzeniami, językami programowania, sieciami komunikacyjnymi, takimi jak 5G, BLE, LoraWAN, między innymi, jest koniecznością dla każdego, kto zajmuje się projektowaniem sprzętu.

Czas

Jeden z najcenniejszych zasobów, jakie mają przedsiębiorcy, dlatego będziesz musiał go mądrze wykorzystać, gdy produkt jest opracowywany, wiele rzeczy dzieje się równolegle, marketing, pozyskiwanie materiałów, badania itp. I możesz mieć trudności ze znalezieniem czasu na wykonanie wszystkich zadań, takich jak układ PCB, wybór odpowiedniego producenta PCB, testowanie prototypów, opracowywanie oprogramowania układowego lub projektowanie obudowy.

Jak odnoszący sukcesy przedsiębiorcy wykorzystują te zasoby? Czytaj dalej.

2: Weź długopis i papier oraz płytkę stykową

Ten pomysł w twojej głowie sam się nie urzeczywistni. Musisz wziąć długopis i papier i zacząć rysować obwody. Albo zlecić to komuś innemu.

Wtedy sprawy zaczynają się komplikować i można powiedzieć, że projektowanie obwodów jest pierwszym filtrem procesu projektowania sprzętu, ponieważ wielu przedsiębiorców nie ma wiedzy, aby to zrobić, lub brakuje im sieci, aby znaleźć odpowiednich partnerów inżynieryjnych. Taka sytuacja stwarza potrzebę nauczenia się projektowania obwodów, ale co się stanie, gdy nie masz na to czasu lub po prostu projektowanie elektroniki nie jest twoją mocną stroną?

Nie musisz się martwić. Zawsze możesz skontaktować się z firmami projektowymi, które specjalizują się w projektowaniu obwodów i elektroniki z dużym doświadczeniem w tej dziedzinie. W ten sposób proces będzie w rękach ekspertów, którzy wykonają zadanie w krótszym czasie, pozwalając Ci skupić się na marketingu, znajdowaniu inwestorów i innych działaniach związanych z biznesem.

Wynikiem etapu projektowania obwodów będzie schemat, bez względu na to, czy jest to tylko odręczny szkic. Szybki dowód koncepcji przy użyciu płytki stykowej można również wykonać na tym etapie.

Po opracowaniu etapu projektowania obwodów nadszedł czas, aby przenieść wszystkie te informacje do programu komputerowego, który pozwoli Ci stworzyć cyfrowe schematy dla Twojego produktu, rozpoczynając w ten sposób proces projektowania i układu PCB.

3: Praca nad układem PCB

Tak więc, w tym momencie masz plan i wstępną walidację funkcjonalnego zachowania projektu. Więc co dalej? Jak przekształcić to, co masz, w rzeczywistą płytkę PCB? Po pierwsze, musisz wiedzieć, że pliki produkcyjne i montażowe są konieczne.

Pliki produkcyjne i montażowe zawierają wszystkie dane, których potrzebują firmy produkujące PCB do wykonania Twoich płytek, ale aby utworzyć te pliki, potrzebujesz programu komputerowego, który pozwoli Ci na przechwytywanie schematów i układ PCB. Ten pakiet oprogramowania jest znany jako oprogramowanie CAD. Na rynku dostępnych jest wiele opcji. Niektóre są bezpłatne, ale mają ograniczone funkcje, a te bardziej zaawansowane wymagają płatnej licencji, co stanowi dodatkowy koszt rozwoju, który może nie być tego wart dla przedsiębiorcy.

Dodatkowo, etap układu PCB wymaga zestawu umiejętności i dobrych praktyk, które można nabyć tylko poprzez doświadczenie: techniki routingu, odpowiednie rozmieszczenie komponentów, uwzględnienie zakłóceń elektromagnetycznych i redukcji szumów itp. Złożone płyty, takie jak płyty główne PC i urządzenia o dużej prędkości, wymagają jeszcze wyższego poziomu wiedzy specjalistycznej. Tak więc, jeśli zdecydujesz się podążać trudną drogą samodzielnego wykonywania układu PCB, staniesz przed dwoma ważnymi wyzwaniami: zaoszczędzeniem kilku tysięcy dolarów na zakup odpowiedniego oprogramowania CAD i poświęceniem czasu na naukę tego oprogramowania, rozwinięcie umiejętności projektowania PCB i ich doskonalenie.

Podsumowując, ten etap musi być wykonany przez doświadczonego profesjonalistę, jeśli chcesz dostarczyć produkt końcowy wysokiej jakości. Możemy zaoferować Ci usługi projektowania PCB, jeśli Twoja firma nie ma wewnętrznego działu inżynieryjnego.

Po zaprojektowaniu PCB i wygenerowaniu plików produkcyjnych i montażowych, jesteś gotowy do wykonania swoich płytek!

4: Czas poszukać dostawcy

Po zakończeniu układu PCB, następnym krokiem będzie przekształcenie go w fizyczne urządzenie, które pozwoli Ci zweryfikować Twój projekt i przeprowadzić testy funkcjonalne. Może to być przytłaczające zadanie, ponieważ istnieje wiele zmiennych do rozważenia i barier do pokonania.

Zmienne

Każdy projekt elektroniczny jest inny i jako taki wymaga szczególnych specyfikacji. Na przykład, liczba warstw, szerokość/odstęp ścieżek lub rozmiar otworów to tylko niektóre ze specyfikacji, które musisz wziąć pod uwagę, przechodząc do etapu produkcji. Rozmiar komponentów jest również kluczowy dla montażu, ponieważ niektóre są tak małe, że nie wszystkie urządzenia będą w stanie je obsłużyć. W zależności od tego, jak złożona jest Twoja płyta, możesz uznać za konieczne rozważenie różnych dostawców, którzy lepiej spełniają Twoje wymagania. W przypadku prostych projektów będziesz preferował wykonawcę o dobrej jakości i szybkim czasie realizacji. Jednak w przypadku złożonych projektów Twoim głównym kryterium powinny być możliwości dostawcy.

Ponadto, jeśli projekt wpisuje się w bardzo specyficzną aplikację, taką jak częstotliwość radiowa, obwody o dużej prędkości lub technologia wojskowa/kosmiczna, wybór wykonawcy jest decyzją życia lub śmierci z biznesowego punktu widzenia. Wybór niewłaściwej firmy produkującej PCB może zagrozić przyszłości Twojego produktu.

Bariery

Chociaż przemysł PCB był kiedyś ogromny w USA, obecnie większość dużych graczy znajduje się za granicą; Chiny, Tajwan i Indie to miejsca, do których warto się udać w przypadku obwodów drukowanych. Niskie koszty pracy w tych krajach są główną siłą napędową tego trendu; teraz możesz skontaktować się z producentem PCB lub firmą montażową w Azji i uzyskać partię PCB za ułamek tego, co musiałbyś zapłacić za ich wykonanie w USA.

Jednak nie wszystko jest idealne. Czasy realizacji są oczywiście krótsze w USA ze względu na czas transportu i brak opóźnień celnych. Dodatkowo, różnice stref czasowych między Azją a Ameryką mogą z łatwością przekształcić prostą wycenę i proces zamawiania w tygodniową torturę, a w niektórych przypadkach bariera językowa jeszcze bardziej skomplikuje sprawę, a e-maile i telefony będą krążyć w obie strony, czasami tylko po to, aby wyjaśnić drobny szczegół.

5: Oprogramowanie układowe, testowanie, projekt mechaniczny

W tym momencie powinieneś mieć w rękach w pełni zmontowaną płytkę drukowaną, a Twój prototyp gotowy do programowania (jeśli jest potrzebne) i testowania. Ale znowu, co się stanie, jeśli nie masz sprzętu, wiedzy, czasu lub po prostu czujesz się bezpieczniej, powierzając to profesjonalnemu projektantowi elektroniki?

Mamy narzędzia do świadczenia dodatkowych usług, które są ważne w dążeniu do celu, jakim jest uzyskanie produktu końcowego: rozwój oprogramowania układowego, testowanie i projektowanie obudowy.

Obecnie większość produktów elektronicznych jest cyfrowa i wymaga pewnego programowania. Możemy to zrobić dzięki naszemu doświadczeniu w rozwoju systemów wbudowanych i mikrokontrolerów.

Testowanie jest ważne, ponieważ chcesz mieć pewność, że Twój produkt działa zgodnie z przeznaczeniem. Możemy przeprowadzić procedury testowe, aby zagwarantować prawidłowe działanie projektu.

Wreszcie, jeśli planujesz sprzedawać produkt, będzie on potrzebował obudowy, aby chronić go przed środowiskiem i wstrząsami mechanicznymi. Z przyjemnością pomożemy Ci również w wykonaniu tego zadania.

Mamy nadzieję, że spodobała Ci się ta seria artykułów na temat wszystkich kroków, które musisz podjąć, aby przekształcić swój pomysł w prawdziwy produkt. Jeśli jesteś zainteresowany którąkolwiek z usług opisanych w tej serii, nie wahaj się z nami skontaktować, ponieważ naszym zadaniem jest pomóc Ci! Naszym głównym celem jest pomoc małym i średnim firmom, przedsiębiorcom z niesamowitymi pomysłami, którzy potrzebują impulsu do ich zmaterializowania.