Ok, eu sou um cara de software e novo em eletrônica. Meu produto precisa de um computador pequeno e atualmente desenvolvi tudo em placas de desenvolvimento, como o raspberry pi e outras. Como a placa de desenvolvimento não possui todo o hardware necessário, eu adicionei o hardware ausente por USB e GPIO, mas obviamente a placa de produção não pode ser assim.
Portanto, minha pergunta é como vou para a próxima etapa para apresentar a versão de produção do meu hardware? Em outras palavras, o que um especialista em hardware faria para transformar sua placa de desenvolvimento em um produto pronto para produção? É isso que me vem à mente
1> Obtenha o esquema das placas de desenvolvimento atuais, como o pi (ou qualquer esquema disponível publicamente que seja próximo aos meus requisitos básicos de hardware, como o tipo da CPU e outras) e tente encontrar alguém para adicionar as peças ausentes e reorganizar a posição das portas (como porta usb e outras) conforme o seu desejo e faça dele o produto de produção. Isso é possível porque softwares de CAD como o Eagle são muito poderosos e é rápido fazer a adição de mais alguns chips de hardware (como um sensor de temperatura) e mudar a localização das portas.
2> você é estúpido? O design dessa placa é muito complexo, especialmente um computador como pi, e você precisa contratar uma empresa de consultoria em design de placas (ou como elas são chamadas) para projetar essa placa pronta para produção para você. Se sim, como devo falar? EUA ou China?
3> Se você está construindo um hardware de nível de produção, precisa ter a equipe de design internamente e precisa contratar as pessoas certas com esse conhecimento. Isso não é algo que você deseja contratar. você deve tê-lo internamente, como a prática demonstrou. Se fosse uma placa simples, você poderia ter feito sozinho, mas um computador precisa de muito trabalho (embora haja muitos pontos em comum entre eles) e você deve começar do zero, pois há muitos detalhes envolvidos.
Oh, meu tamanho de produção não é grande. Eu preciso de 5.000 unidades a cada 6 meses. O principal é um bom design de placa final confiável com meus requisitos para obter um fabricante de PCB.
Como você vê, estou meio perdido neste espaço de fabricação de hardware e sua percepção e experiência pessoal serão muito valiosas para mim.
Muito Obrigado!
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Respostas:
Desenvolvimento para 50.000 unidades a cada seis meses? Eu gostaria que todos os meus projetos fossem assim :) Se você não tem a experiência, não há razão para não contratar uma empresa de consultoria para fazer o conselho. Não será barato, mas eles farão o trabalho. É um pouco mais arriscado também, se você não conhece os caras que está contratando o suficiente para confiar neles com o design.
50.000 unidades não são pequenas, por isso, se você realmente fizer isso, não terá problemas para encontrar um fabricante aqui nos EUA ou no exterior que trabalhe com você. Lembre-se de que você precisará do dinheiro para comprar suas peças e pedir suas pranchas com antecedência.
Então, eu vou passar por cada abordagem para você:
1.) Faça você mesmo
Fazendo um esquema
Comece com os esquemas de referência que você possui e, em seguida, encontre a ferramenta que você gosta. Sou um cara da Orcad, já usei o Mentor e muitos outros. Basta escolher um com o qual você se sinta confortável e você pode pagar (a Eagle é barato, eu entendo). Se você tiver sorte, poderá obter os esquemas do quadro de referência em um formato que possa ser modificado. Caso contrário, você terá que criar peças em sua ferramenta esquemática. A criação de peças envolve basicamente procurar cada folha de dados de peças para obtê-la e, em seguida, criar um símbolo com nomes e números de pinos correspondentes. Em seguida, você pode usar esses símbolos em seu esquema e conectá-los da maneira que eles precisam ser. Essa é a versão simples, oh e verifique dupla e triplamente se seus símbolos esquemáticos correspondem aos pinos da folha de dados.
Aqui estão alguns links para ferramentas esquemáticas
Layout do seu PCB
Agora você tem um esquema que é um grande passo; a partir daqui, você pode dar esse esquema a um contratado e pedir que ele faça o layout para você (esse é o desenho dos traços reais no quadro). Você também pode optar por fazer isso sozinho, é mais fácil e mais difícil do que os esquemas. Desenhar conexões e posicionar peças não é muito difícil, mas saber onde colocar as coisas, quantas camadas, como encaminhar os traços corretamente para coisas como conversas cruzadas e emissões e, especialmente, como fazer a dissociação corretamente, requer um pouco de conhecimento. Se você se comprometer com isso e revisar os esquemas de referência para cada uma das suas peças, poderá fazê-lo. Ah, e você passará muito tempo analisando as folhas de dados e pegando pegadas se as padrão não funcionarem. Se você já teve uma aula de CAD na escola, é bem assim.
Aqui estão alguns links para ferramentas de layout, certamente existem outros
Desacoplamento, SI e design de energia
Desacoplamento, integridade do sinal e design de energia são áreas enormes e muito detalhadas para este post. No entanto, se você quiser entrar no design de placas de circuito impresso, deve conhecê-las. Eu poderia escrever postagens sobre postagens sobre isso :) Eu pelo menos verificaria esses dois caras e pegaria seus livros, ou pelo menos navegaria nos sites deles:
Dr. Howard Johnson http://www.sigcon.com/
Eric Boggaton http://www.bethesignal.com/bogatin/index.php
Ambos são caras legais e responderão a perguntas, se você perguntar, também pode participar da lista SI em http://www.freelists.org/archive/si-list É um ótimo lugar para fazer perguntas.
Isso pode ser mais do que você está pronto para fazer, por isso existem níveis de envolvimento e envolvimento. Para o seu design, sugiro seguir as notas do aplicativo e o design de referência e manter todos os seus limites o mais próximo possível.
De ok para melhor, aqui estão algumas maneiras de lidar com a integridade do sinal / energia:
Eu fiz tudo isso dependendo de onde eu estava e do que posso pagar. Quando posso obtê-lo, adoro usar o Sigrity para fazer análises de SI e PI http://www.sigrity.com/ Atualmente, eles são de propriedade da Cadence. Nenhuma afiliação aqui, eu realmente gosto das ferramentas deles.
Você também pode contratar pessoas para fazer isso por você, eu só usei http://www.teraspeed.com/ para isso, mas eu sei que existem outras. Não é barato!
Gerando arquivos para enviar à casa da diretoria
Depois de terminar seu layout, você precisará quadruplicá-lo, porque você está prestes a pagar o dinheiro real por pranchas vazias. Neste ponto, você pode gerar arquivos cad, arquivos Gerbers ou ODB ++. Você envia esses arquivos para uma casa de diretoria para obter uma cotação. O preço é baseado na complexidade e no quão impaciente você é. Provavelmente você deve pedir um número pequeno, pedir 10 ou o melhor valor, que deve dar um bom ponto de partida. (Devo salientar que existem algumas casas de diretoria que oferecem suas próprias ferramentas de software livre, se você quiser seguir esse caminho, isso restringe você a elas, mas ei, é grátis).
Você também deve revisar esses arquivos gerber e não apenas gerá-los. Sempre usei o GC-Prevue gratuito em http://www.graphicode.com/GC-Prevue . Há também uma boa ferramenta comercial que alguns dos meus caras adoram chamada Blueprint http://www.downstreamtech.com/support-viewers.php . Também existem outros, mas eu sempre gosto de olhar para o design final em um projetor e descobrir problemas. Também imprimo as camadas superior e inferior em alta resolução em uma impressora a laser e asseguro que as peças se encaixem nas pegadas que fiz. Se estou me sentindo particularmente obsessivo, posso imprimir todas as camadas em transparências e examiná-las. Muito obsessivo, posso enviar as camadas superior e inferior como uma placa de duas camadas apenas para ver como as coisas se encaixam.
Encomende as suas peças proto
Nesse ponto, você deve solicitar peças para o seu proto-run, para que elas cheguem quando suas placas o fizerem. Se você acha que não consegue lidar com a soldagem, precisará escolher uma casa de montagem para executar a operação. Posso pensar em algumas que lidam com pequenas tiragens e devem ser fáceis de encontrar. Você precisará enviar a eles seus gerbers com antecedência, para que eles possam fazer um estêncil de solda para você embarcar. Em seguida, envie o kit de peças e envie as placas nuas quando elas entrarem.
Produção de PCB nua
Existem muitas casas de diretoria boas por aí: Casas mais baratas, como PCB Express (os caras com software livre) http://www.pcbexpress.com/ Eu também uso muito os Circuitos Avançados em Colarado para meus projetos de hobby, e alguns tipos proto rápidos também http://www.4pcb.com/ Eles também têm um serviço de montagem que eu nunca usei.
Para meus PCBs de produção nos EUA, uso o DDI http://www.ddiglobal.com/ agora via systems http://www.viasystems.com/ ou Vermont Circuits http://www.vtcircuits.com/
Serviços de montagem de placas de circuito impresso
Para serviços de montagem de pequeno a médio porte nos EUA, uso o IMS no NH http://www.imscorp-us.com/ Eles farão 10 pranchas para mim ou 10.000 e sua qualidade é ótima. Eu os uso há anos. Para grandes corridas loucas, eu usaria uma Flextronics ou alguém assim, mas essa é uma liga totalmente diferente, e não o que você está procurando. Existem muitos outros, provavelmente até perto de você. Há um lugar de propriedade da minha família chamado Edmond Marks que faz um bom trabalho. http://www.edmondmarks.com/ e Advanced, que eu mencionei antes, gostam de me ligar e falar sobre suas opções de montagem também.
Over Seas
Portanto, a maior parte da minha experiência de produção na China é com milhões de unidades e volumes, o que não é tão útil para você, mas deixe-me dizer que é uma experiência totalmente diferente :) Eu sei que pessoas como a IMS podem ajudá-lo a levar algo para lá, se você conseguir um pouco de volume e é isso que eu sugiro. Meu conselho a você seria escolher um parceiro dos EUA que pudesse terceirizar uma fábrica no México ou na China, se necessário. Você pode não encontrar uma vantagem de custo tão grande quanto imagina para o seu conselho. Especialmente se você não tiver muitas operações manuais.
Feito!
Se tudo der certo, você terá os protos de volta com os quais poderá brincar, e terá um bom tempo encontrando todas as coisas que fez de errado que precisa corrigir para a sua próxima execução.
Conformidade e testes
Devo mencionar também que, não importa o que você faça, se for vendê-los, você também precisará fazer testes de conformidade com a FCC (ou outros países, se estiver vendendo internacionalmente). Além disso, existem registros ambientais como RoHS e REACH que se aplicam aqui e internacionalmente. Não venda 50.000 unidades com testes de conformidade; as multas são reduzidas *.
Aqui estão alguns links apenas para as páginas wiki para aqueles:
Normalmente, escolho um laboratório de conformidade próximo a mim. Agora, esse é o NTS http://www.nts.com/ , mas eu também uso o TUV http://www.tuv.com/global/en/index.html , conheci os laboratórios http: // www. metlabs.com/ e até UL http://www.ul.com/ eles mesmos uma ou duas vezes. Eu também usei pequenos lugares independentes. Todos eles podem ajudá-lo, mas eu gosto de escolher um lugar por perto, para que eu possa entrar quando preciso.
Você também pode fazer testes de segurança da UL para garantir que seu produto seja seguro. Nesse caso, qualquer laboratório da UL mencionado acima pode ajudá-lo. Meu palpite é que você estaria sob a UL 60950, que é para produtos de telecomunicações.
2.) Consultores de uso
Ouça todo mundo aqui começou em um ponto, sem ter ideia de como fazer um esquema ou layout de um quadro. Se pudermos aprender, você pode. Dito isto, se você puder pagar, não há nada de errado em ter um consultor fazendo isso por você. Lembre-se de que ninguém ama seu produto como você, portanto, fique por dentro deles. Não considero as placas PI muito complexas, mas não é exatamente uma placa iniciante. Pessoalmente, eu ficaria nos EUA ou no Canadá na minha primeira tentativa. No entanto, se você realmente deseja encomendar entre 20.000 e 50.000, eu sei que há um pequeno fabricante da China (provavelmente também nos EUA) que aceitaria seu projeto, faria o trabalho e, em seguida, fabricaria para você apenas para começar o negócio. Já trabalhei com caras assim antes, mas tenha em mente que não é tão difícil para eles copiar seu design ... :) acontece o tempo todo.
Além disso, distância, mudança de horário e barreira do idioma podem ser difíceis, mas não impossíveis de superar. Uma coisa boa sobre isso é que, se você tem um emprego diário, pode trabalhar à noite em seu projeto com seus colegas no exterior. (Eu certamente nunca fiz isso antes ...)
Estes são os únicos caras com quem já fiz um produto, existem inúmeros outros, mas aqui estão alguns exemplos que me deram bem:
3.) Crie sua própria equipe
Bem, ouça se você conseguir contratar as pessoas certas, eu me saí muito bem em lugares pequenos que são uma bagunça no lado do hardware e resolvemos muitos problemas. Ter as pessoas certas com o conhecimento certo (talvez as ferramentas certas, se você tiver sorte). Isso é realmente inestimável. Mas isso não deve assustá-lo a entrar no desconhecido sozinho. Definitivamente, essa seria a rota mais segura, mas, se todos nós seguíssemos a rota segura, que graça seria essa.
Você também pode considerar terceirizar e formar sua equipe em outro país. Acho que isso está cheio de armadilhas. Você realmente precisa saber o que está fazendo para gerenciar isso; é difícil terceirizar de maneira eficaz se você não possui a experiência necessária para saber o que está acontecendo.
Terminando
Algumas últimas palavras de conselho de um cara que criou muitos produtos: P Se você realmente tem um canal para mover 50.000 unidades, então é ótimo. Se isso é apenas especulação, não exagere na compra de um grande pedido para manter os preços baixos. Encontre uma maneira de fazê-lo funcionar onde você está apenas dando um valor de 100 e ainda pode vendê-los sem perder dinheiro.
Por fim, se o seu projeto pi for épico o suficiente para vender 50 mil unidades, considere fazer um projeto kickstarter (www.kickstarter.com) e verificar se você pode pré-vender algum. Eles têm um novo requisito de que você tenha um proto funcional e demonstre o que faria com o dinheiro, mas muitos projetos bacanas ganharam vida lá.
Boa sorte e faça-nos perguntas à medida que avança.
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Um cara de hardware tem excelentes sugestões. Eu tenho algumas adições.
1 - Por favor, construa 10 ou 15 unidades antes de comprar peças e placas por várias centenas. É realmente péssimo ter que atirar 100 pranchas porque você coloca uma pegada parcial para trás. Teste-os completamente, acima da temperatura, depois de soltá-los, etc. Em seguida, faça o mesmo com o cartão fixo que você projetará após o primeiro estar errado de alguma forma. Você pode ter sorte e fazê-lo funcionar em sua primeira rodada. Meu recorde pessoal é de 18 versões antes da produção e, em seguida, houve uma redução de custos quando estávamos em produção. : -0 Na verdade, esse era um PCB complicado de 8 camadas para um telefone celular, e os CIs estavam sendo desenvolvidos em paralelo, por isso não é tão ruim quanto parece ...
2 - Habitação? Em que você vai abrigá-los? Como o quadro será mantido na caixa e como você se conectará a quaisquer botões e interruptores do lado de fora.
3 - Eu ficaria longe das ferramentas gratuitas de PCB para algo assim. Você deseja obter cotações de alguns fornecedores diferentes de PCBs para isso, e as ferramentas gratuitas o prendem a alguém.
4 - Pense no controle de versão agora. O que você fará quando uma parte ficar obsoleta e você precisar reprojetar algo? É útil que o software tenha a capacidade de descobrir em qual versão da placa ele está sendo executado, e há várias maneiras de fazer isso. Silkscreen um número de versão no quadro para que você possa ver e dizer. Você não precisa procurar um rastro que funcione de certa maneira para ver qual versão do quadro você tem em sua mão.
Isso é muito trabalhoso, e você deve considerar seriamente se unir a uma casa de design que possa fazer todo esse trabalho por você (caro) ou se unir a um especialista em hardware que já aprendeu isso.
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O que não é mencionado aqui é o fornecimento das peças - você poderá obter as peças necessárias para construir seu projeto final? O AFAIK PI usa um processador Broadcom "system on chip" específico - você tem certeza de que conseguirá isso em quantidades?
Por outro lado - você tem certeza de que não está fazendo engenharia excessiva - você realmente precisa de todo o poder do computador linux completo para fazer seu design funcionar?
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