Kerran, noin 15 vuotta sitten, palkasin uuden EE: n suoraan kollaasista. Ensimmäisenä työpäivänään hän kysyi minulta, kuinka prototyyppimme (leipälauta, lankaverkko jne.). Sanoin, että menemme vain tekemään piirilevyä, ja jos se toimii, lähetämme sen!

Vaikka vitsailin, tämä ei ole kaukana totuudesta. 90% suunnittelemistani tuotteista (ja olen tehnyt paljon) tehtiin tällä tavalla. Päätämme mitä haluamme tehdä ja sitten teemme sen. Usein piirilevyn ensimmäinen versio ei toimi täydellisesti, joten korjaamme sen parhaalla mahdollisella tavalla ja rakennamme toisen kierroksen piirilevyjä. Toista sitten tämä prosessi, kunnes se toimii.

Sama prosessi tehdään myös muille kuin sähköisille asioille. Metalli- tai muovikotelo jne.

Harvoin tuntuu siltä, ​​että tarvitaan puhtaasti tutkimukseen perustuvaa piirilevyä. Tällöin keksittävä tekniikka on hyvin vaikeaa ja meidän on kokeiltava sitä ennen kuin omistamme resurssit varsinaisen tuotteen valmistamiseen. Tässä tapauksessa suunnittelemme piirilevyn R&D: n mielessä, ei volyymituotantoa. Tämä tarkoittaa, että piirilevyn osat on levitetty niin, että ne on helppo koetella, emmekä välitä niin paljon valmistuskustannuksista.

Jokaisessa yrityksessä, jonka palveluksessa olen ollut, on miten tuotteita on kehitetty. Nämä yritykset eivät olleet Nasan kaltaisia ​​paikkoja, jotka ovat enemmän tutkimusta vaativia.

Työskentelen hyvin pienessä yrityksessä ja valmistan hyvin pieniä määriä piirilevyjä, joten prototyyppien valmistus on todennäköisesti samanlainen kuin David Kessner. Meillä on yleensä hyvin vähän aikaa ja rahoitusta, joten meidän on usein todella yritettävä saada se oikein ensimmäisellä kerralla, ja jos se ei ole, meidän on vain korjattava levyt käsin.

Piirilevyjä tekee epätavallisiksi se, että ollessamme robottilaitteissa, meitä painostetaan aina epätoivoisesti avaruuteen, ja tila on yleensä tyhmä muoto. Kun suunnittelen prototyyppiä, yritän vastata kysymykseen: "Onko mahdollista, että nämä komponentit sopivat tähän tilaan?" Tämä prototyyppi on joskus vain CAD: ssä, mutta minun on päästävä suurimmaksi osaksi asettelusta läpi, ennen kuin voin olla varma, että suunnittelu on mahdollista. Suoritettuani suurimman osan suunnittelutyöstä hiipin sen muotoilun varaan vähän tilaa seuraavalla piirilevyajolla.

Esimerkiksi tämä pieni pyöreä piirilevy on halkaisijaltaan vain 15 mm, mutta Siinä on 49 komponenttia, ja se tarvitsee myös tilaa johdoille juotettavaksi tyynyille, virtaa, viestintää ja ohjelmointia varten. Tein asettelun nähdäksesi, onko se mahdollista. Se oli, joten minulla oli yksi tehty.

Sanottuaan, että monimutkaisemmalle levylle kannattaa todella asettaa suuri, koetella ja laajentaa. . Tämä malli asetettiin kokoon 100x100 mm (massiivinen!) Ja se oli korvaamaton virheenkorjauksessa. Sitten se asetettiin hauskalle muotoiselle levylle, joka oli fyysisten rajoitusten painajainen, mikä vaikeutti virheenkorjausominaisuuksien lisäämistä. Olin hyvin iloinen siitä, että sain prototyypin.

Yksinkertaista "taulua" ei ole. Tuote, joka voi olla suurelta osin piirilevy, menee läpi useita vaiheita.

Suurimman osan ajasta suunnittelen piirin sille, mitä luulemme haluavamme tuotteen tekevän, mutta ensimmäinen versio on penkkitesti aluksella. Tämä ei edes teeskennele olevan lopullista mekaanista muotoa. Se on lauta, jossa on niin paljon tilaa kuin pystytään kosketuksiin, muokkauksiin tarvittaessa jne. Tämä on yleensä suorakulmainen lauta, jonka kulmissa on kumijalat. Piiri on tarkoitettu tuotantoon, mutta siinä on usein joitain ylimääräisiä virheenkorjauslaitteita. Esimerkiksi käyttämättömät prosessorin tapit tuodaan esille merkittyihin tyynyihin sen sijaan, että ne päättyisivät prosessoriin. LEDejä saattaa olla ylimääräisiä tai sarjaportti, vaikka lopullisella yksiköllä ei olisi sitä. Tarkoituksellisesti merkittyjä testipisteitä lisätään erilaisille väliverkkoille, jotka saattavat olla hyödyllisiä yhteyden muodostamiseksi, tarkastelemiseksi laajuuden kanssa, signaalin syöttämiseksi jne. Joissain paikoissa voi olla hyppyjohtimia piirin osien irrottamiseksi. Tämän kortin tarkoituksena on tarkistaa piiri ja saada laiteohjelmisto käyttöön.

Epätavallisissa tapauksissa, kun mielestäni piiri on riskialtista tai on vaikea tietää, mitä todella tarvitaan, voin testata vain pienen palan yhdellä näistä pistokkeista. Esimerkiksi jonkin aikaa sitten minun piti saada tuote vastaanottamaan ja käsittelemään ultraäänisignaaleja, mutta hyvin matalalla virralla. Voit lukea kaikki olemassa olevat tietolomakkeet, mutta jotain tällaista varten tarvitaan todellisia kokeiluja selvittääkseen, mikä vahvistus on tarpeeksi hyvä, kuinka vähän kaistanleveyttä voidaan päästä eroon todellisuudessa ja toimivatko jotkut erityisen matalasta nykyisestä temppuista odotettavissa. Transistorin taulukkotiedot eivät yleensä kerro, mitkä osan ominaisuudet ovat vain muutamalla µA: lla. Joskus sinun täytyy vain kokeilla tavaraa. Onneksi se on epätavallista, ja se voidaan rajoittaa tiettyyn osapiiriin. Muuten, sain ultraäänen etupäävahvistimen alas 35 µA: iin 3 V: n lepovirralla ja muutaman 1000: n vahvistuksen 40 kHz: llä kaikilla erillisillä transistoreilla. Se vaati jonkin verran kokeilua.

Ensimmäisen penkkitestauslevyn jälkeen asiakas haluaa väistämättä jotain erilaista kuin alun perin kuvitellaan, löydät pieniä asioita, joita saatat haluta erilaista jne. Seuraava versio ottaa yleensä huomioon mekaaniset rajoitukset. huomioon, joten on todennäköisesti myös pienempi täynnä alusta. Luulisi, että se oli, mutta harvoin toinen versio on valmis lähetettäväksi. Tämä ei yleensä johdu piiriongelmista, vaan lähinnä siitä, että nyt yhä useammat ihmiset näkevät sen, haistavat sitä, koskettavat sitä, tuntevat sen ja muuten pilkkaavat sitä. Näillä ihmisillä on omat mielipiteensä tuotteen yksityiskohdista, ja muutama asia muuttuu.

Kolmas versio voi joskus olla valmis tuotantoon, mutta yleensä se kestää vielä kaksi tai kaksi kierrosta ennen kuin kaikki ovat onnellisia tai ovat antaneet periksi, osa siirtyi, koska alkuperäinen kookas, jonka kanssa tämän asian piti toimia, vanheni kaksi vuotta siitä, kun joku haaveili tuoteideosta jne. Sanon, että todennäköisesti neljä tai viisi versiotaulusta on todennäköisempi, enemmän suurille organisaatioille, jotka ovat ylpeitä prosesseista ja menettelyistä.

Vanhoina aikoina, kun pieni pakkauslaite oli 8-nastainen DIL ja jokainen tappi oli 0,1 ": n korkeudella, prototyyppilevy pyörätettiin ulos ja painettiin käyttöön. komponentteja vain konseptin todistamiseksi.

Minulla on tapana käyttää valmistajien kehityskortteja useimmissa uusissa laitteissa, jotka haluan kokeilla. Näiden kaikkien I / O-nastat tuodaan yleensä otsikoihin ja voidaan kytkeä muihin arviointilevyihin (mikro-ohjain, liitäntälaitteet jne.) Olen rakentanut suurimman osan uudesta tuotteesta vain liittämällä nämä levyt yhteen.

Suosikki tapa prototyyppien tekemiseksi aina, kun haluan tarkistaa pienet yksityiskohdat ennen kuin luotan luonnokseen tai simulointiin ja laitan pienen lohkon kalliille monikerroksisille piirilevyille, joissa on mitä tahansa 100 ... 1000 muuta komponenttia:

Leipälauta. Kuparilla päällystetyillä levyillä.

Piiri on suunnilleen samanlainen kuin kuva. 6 LT: n AN-104: ssä

Lähde: https://electronics.stackexchange.com/a/15059/930

Tämä oli nopea tarkastus jännitesäätimen suunnittelusta, jota tarvitsin töissä ja halusin kokeilla ennen kuin iso PCB oli valmis. Se näyttää sotkuiselta, ja tämä on täsmälleen iso etu: 30 minuuttia kotilaboratoriossasi säästää päiviä projektisi uudelleensuunnittelussa, koska unohdit yhden pienen (ja ilmeisen?) Gotchan.

... Vain kolme pientä esimerkkiä, mutta saat idean. Se on nopea ja (joskus erittäin) likainen, mutta voit pitää lyhyen mitä pitää pitää lyhyenä ja saavuttaa hyviä tuloksia erittäin nopeasti. Erittäin hyvä opetusohjelma löytyy sivulta. 28-31 Jim Williamsin sovelluksen huomautuksessa 47 LTC: n verkkosivustolla.

Tämä ei tietenkään toimi BGA: n ja vastaavien kohdalla, mutta aina kun tarvitsen vain pienen hakkeroinnin , tämä on suosikkini.

Tehoelektroniikan näkökulma tässä.

Piirilevyt, joiden kanssa työskentelen, ovat sekoitus suuritehoisia melua tuottavia komponentteja ja pienitehoisia meluherkkiä osia. Todellakin, molempien maailmojen parhaat puolet.

Minulla on tapana noudattaa kahta polkua:

1. Jos projekti perustuu vanhempaan työhön, ota vanhempi työ ja lisäosat / muutos tarpeen mukaan (johto piirilevyissä, ripustaa osat ilmassa, mikä tahansa.)

2. Jos projekti on täysin uusi ja mitään keinoa ei ole hyödyntää vanha, suunnittele sitten uusi alusta alusta alkaen.

Jos pystyt pääsemään eroon olemassa olevan yksikön käytöstä lähtökohtana ja sinulla on jo laitteistoa laboratoriossa (ja niin kauan kuin tekemäsi muutokset eivät lopulta vie kauemmin kuin uuden yksikön rakentaminen) on valtava aikaa ja rahaa säästävä käyttää tätä prototyyppinä / leipätauluna. Voi kestää useita pyöriä vain saada piirilevy "oikea", ja tämä syö prototyyppisi virheenkorjausajan. Joskus teemme uuden rakentamisen käyttämällä vanhan mallin piirilevyjä ja yksinkertaisesti korvaamalla osat tarvittaessa. Tämä poistaa uudelle piirilevyasennukselle ominaiset riskit.

Aina kun meidän on suunniteltava uusi piirilevy, yritämme saavuttaa sopivuuden / muodon / toiminnan mahdollisimman lähellä loppuvaatimusta - jopa ensimmäisellä pyöräytyksellä . Vain siinä tapauksessa, että asiat toimivat täydellisesti (ha!). Piirilevykierrokset vievät aikaa ja resursseja, joten tutkimme tarkasti jokaisen levyn, jotta heillä olisi parhaat mahdollisuudet "työskennellä" (tai "työskennellä paremmin kuin ennen") joka kerta, kun teemme pyöräytyksen. Jatkuva parantaminen, niin sanotusti.

Jos mielestäni on välttämätöntä (tai aikataulun kannalta edullista) saada osittainen prototyyppi ennen ensimmäistä piirilevyversiota, pyrin luomaan sen yhdistämällä arviointilaudat mukana oleville tekniikoille tai stand-ins niille. Esimerkiksi mikro-ohjainkortti saattaa saada käsin johdotetun SPI-liitännän, joka yhdistää sen FPGA-korttiin, tai ehkä luodaan johtosarja jonkin moduulin bittipuristamiseksi PC: n rinnakkaisportista (usein käyttäen sitä, mikä on matkalla laitteen laiteohjelmistoksi, vain jolla on erilainen matalan tason I / O-kääre).

Kun tuotevalikoima on aloitettu, piirilevyt tulevat tuotteen nykyisistä versioista (tai jopa toisesta käyttää samaa tekniikkaa) voidaan usein käyttää prototyyppialustana. Se voi tarkoittaa mitä tahansa yksinkertaisesti uuden laiteohjelmiston kokeilemisesta, niiden käyttämisestä eval-levyjen kanssa tai pienen sovittimen tekemisestä yhden sirun korvaamiseksi tai jopa vain piirilevyn käytöstä, jossa kaikki komponentit paitsi yksi on poistettu, sirulle. / p>

Siitä huolimatta, että sitä jatketaan pitkälle, siitä voi helposti tulla häiriötekijä, sisäinen kyky voi toisinaan olla hyödyllistä tehdä yksinkertaisia ​​PC-kortteja tietyn IC: n tai pienten piirien kantoaaltojen järjestyksessä lisäämään muita toiminnot (tai oikeat ylikuormitukset). Olen työskennellyt paikoissa, jotka tekivät tämän jyrsinnällä / laserresursseilla, joita vaadittiin erityiskäyttöön tarkoitetuille RF-levyille, joita joskus käytimme pieniin logiikkamoduuleihin. Henkilökohtaisia ​​projekteja varten pieni väriaineensiirron yksipuolinen SMT-levy voidaan valmistaa tunnissa ja koota sekunnissa - se ei ole pikakierrettävän piirilevytalon laatu, mutta pikakäännös ei tarkoita saman päivän piirikäyttöä. Lähetän joskus tiedoston lautastaloon ja teen sitten oman versioni projektin pitämiseksi liikkeessä.

Tyypillisesti kiinalaiset tehtaat, joiden kanssa työskentelemme, valmistavat prototyypit meille, sitten teemme niihin muutoksia ongelmien korjaamiseksi, ominaisuuksien lisäämiseksi jne. Sitten he tekevät uuden prototyypin muutoksillamme, testaamme kyseisen version, havaitsemme, että unohdin jotain, tai parannuksemme aiheuttivat muita ongelmia, jne., ja toista muokkaussykli, kunnes se toimii tarpeeksi hyvin myyntiin. (Huomaa, että en sanonut "toimii täydellisesti" ...) Joskus tekemämme muutokset koskevat leipälautoja, mutta yleensä ne ovat vain avaruudessa roikkuvia komponentteja, jotka on juotettu toisiinsa riittävän tukevasti osoittaakseen, että se toimii.

Voin vain ajatella muutamia kertoja, kun rakensin suurimman osan prototyypistä ensin juottamattomalle leipälaudalle, ja silloinkin jotkut leipätauluun liitetyistä asioista olivat omia pieniä piirilevyjä, joko lastunvalmistaja tai muut levyt, joita minulla oli makaamassa ja joihin voin leikata, koska pelimerkkejä on mahdotonta käyttää leipälevyn kanssa yksin.