Us podeu preguntar què diferencia el disseny de maquinari del disseny de PCB. El disseny de maquinari consisteix a planificar tot el sistema i triar les millors peces electròniques. El disseny de PCB tracta de com s'uneixen aquestes peces en una placa. Conèixer aquesta diferència us pot ajudar a ser un millor enginyer o dissenyador.
Disseny de maquinari i necessitat de disseny de PCB diferents habilitats.
Cadascun tracta un pas diferent en la fabricació d'un dispositiu electrònic.
Què és el disseny de maquinari?
El disseny de maquinari significa planificar i fabricar dispositius electrònics. Primer, s'esbrina què ha de fer el dispositiu. A continuació, es decideix com funcionaran les peces juntes. Això ajuda al dispositiu a funcionar bé i a durar molt de temps.
Arquitectura de sistemes
L'arquitectura del sistema és una gran part de disseny de maquinariFas un pla que mostra com es connecten totes les peces. Això et permet veure com encaixa tot abans de treballar en els detalls. Aquí tens els passos principals en el disseny de maquinari:
Fes una llista del que ha de fer el dispositiu. Indica la velocitat que ha de tenir i quines normes ha de seguir.
Planifiqueu l'arquitectura elèctrica. Trieu com funcionen conjuntament elements com el processador i la memòria. També decidiu com compartiran les tasques el programari i el maquinari.
Construeix el disseny. Utilitzes eines especials per dibuixar les primeres imatges i dissenys de la teva placa de circuit.
Cada part canvia el funcionament del dispositiu:
Descripció | |
|---|---|
Processador i memòria | Aquests decideixen la velocitat del dispositiu i quanta càrrega pot contenir. |
Interfícies d'entrada/sortida | Això ajuda el teu dispositiu a comunicar-se amb persones o altres màquines. |
Sistemes d’energia | Aquests controlen l'energia, cosa que és important per als dispositius portàtils. |
Velocitat de processament | Un bon pla fa que el teu dispositiu sigui ràpid i fàcil d'utilitzar. |
Durada de la bateria | Els sistemes d'alimentació intel·ligents ajuden a que el teu dispositiu duri més. |
Durabilitat | El disseny robust manté el dispositiu segur en llocs difícils. |
Selecció de components
Triar les parts adequades és molt important en el disseny de maquinari. Busques peces que s'adaptin a les teves necessitats i que funcionin bé juntes. Les teves decisions canvien el funcionament del teu dispositiu i la facilitat de muntatge i reparació.
Criteris | Impacte en el rendiment |
|---|---|
Compatibilitat | Assegura que totes les peces funcionin juntes sense problemes. |
Control de Qualitat | Redueix la possibilitat de peces trencades i millora la fiabilitat. |
Requisits de rendiment | Ajuda al teu dispositiu a funcionar correctament i de manera segura. |
Disponibilitat | Manté el teu projecte a temps i dins del pressupost. |
Consideracions del cicle de vida | Fa que el dispositiu sigui més fàcil de reparar i que continuï funcionant. |
Bona qualitat del maquinari manté la teva feina en bon estat.
Les decisions intel·ligents faciliten la construcció.
Les bones peces volen dir que arregles menys problemes.
Les peces noves mantenen el dispositiu segur i funcionant correctament.
Consell: Quan us centreu en el disseny del maquinari, ajudeu a que la placa de circuits i el producte funcionin millor.
Què és el disseny de PCB?
El disseny de PCB és una feina especial en electrònicaAjuda a fer la part principal de molts dispositius. En el disseny de circuits impresos, es connecten totes les parts electròniques. Les plaques de circuits impresos subjecten les parts i els donen camins per a l'electricitat. Ajuden al dispositiu a mantenir-se petit i a funcionar bé.
Disseny i encaminament
Comences el disseny de la placa de circuit imprès fent un disseny. Això vol dir que tries on va cada peça. Una bona col·locació ajuda al teu dispositiu a funcionar millor. També facilita la construcció. Després de col·locar les peces, dibuixes traces. Les traces són línies primes de coure que uneixen les peces. Permeten que l'electricitat es mogui entre elles.
Aquests són els passos principals que heu de seguir:
Col·loca les peces en bons llocs per estalviar espai.
Dibuixa traces per connectar totes les peces.
Comprova si el teu disseny funciona i durarà.
Heu de pensar en la integritat del senyalPer exemple, mantingueu els senyals febles allunyats dels punts sorollosos. Col·loqueu condensadors de bypass a prop dels pins d'alimentació. Aquestes opcions ajuden a que el dispositiu funcioni bé.
Secció | directrius |
|---|---|
Preparació per a l'encaminament de rastreig | Alineeu les pistes amb les peces i manteniu els taps de bypass a prop. |
Enrutament de circuits d'alta velocitat | Mantingueu les pistes curtes i poseu senyals sensibles dins de la placa. |
Parells diferencials | Mantingueu les parelles juntes i no les separeu. |
Xarxes de longitud igualada | Assegureu-vos que algunes traces tinguin la mateixa longitud. |
Eviteu les zones sorolloses | Mantingueu les pistes febles allunyades dels punts d'alimentació i analògics. |
Minimitzar l'ús de Via | Feu servir el mínim de vies possible per mantenir els senyals forts. |
Consell: Un disseny i un encaminament acurats ajuden a que la placa superi les proves i funcioni bé.
Eines CAD
Feu servir eines CAD per dissenyar plaques de circuits impresos. Aquests programes us permeten dibuixar la placa i comprovar el vostre treball. Us ajuden a preparar els fitxers per fabricar la placa. Les eines CAD modernes tenen biblioteques, vistes 3D i comprovació d'errorsPots trobar problemes abans de construir.
Algunes eines CAD populars són:
OrCAD per a dissenys ràpids i comprovació de senyals.
Dissenyador de PCB d'Allegro per a plaques grans i complexes.
DipTrace per a un disseny fàcil d'arrossegar i deixar anar.
EasyEDA per treballar en línia i desar al núvol.
Fusion 360 per barrejar components electrònics i mecànics.
Moltes eines de CAD ara tenen biblioteques i vistes 3D integrades. Podeu treballar amb el vostre equip en línia mitjançant el núvol. Algunes eines utilitzen la IA per ajudar-vos a dissenyar més ràpidament i cometre menys errors.
Eina CAD | Característiques clau | per millor |
|---|---|---|
OrCAD | Comprova els senyals i té una gran biblioteca de peces | Dissenys ràpids i professionals |
Dissenyador de PCB Allegro | Enrutament ràpid i funciona amb MCAD | Plaques grans i d'alt rendiment |
DipTrace | Arrossegar i deixar anar, enrutament automàtic, modelatge 3D | Principiants i projectes econòmics |
EasyEDA | Emmagatzematge al núvol, funciona al navegador, enrutament automàtic | Treball en equip i fàcil accés |
Fusion 360 | Barreja PCB amb CAD/CAM/CAE | Projectes d'electrònica i mecànica |
Nota: L'eina CAD adequada fa que el disseny de PCB sigui més ràpid i correcte.
Diferències clau
Enfocament i abast
És important saber que el disseny de maquinari i el disseny de PCB fan tasques diferents. El disseny de maquinari consisteix a planificar tot el sistema. Es trien les millors peces i s'assegura que funcionin juntes. El disseny de PCB consisteix a posar aquestes peces en una placa i connectar-les amb línies de coure. Cada tasca té els seus propis objectius i problemes.
Aquí teniu una taula que mostra com el seu enfocament i abast no són els mateixos:
Aspecte | Disseny de maquinari | Disseny de PCB |
|---|---|---|
Àmbit de treball | Implica selecció i integració de components per a dispositius | Se centra en organitzar els components i establir connexions |
Enfocar | Centrat en la practicitat i l'eficiència | Prioritza la fiabilitat i l'ús eficient de l'espai |
Complexitat | Requereix una planificació acurada per a la integració de components | Implica el desenvolupament d'un disseny complex per mitigar els problemes |
Eines i programari | Utilitza CAD per a disseny de circuits | Utilitza programari especialitzat com ara Altium Designer |
Quan fas disseny de maquinari, penses en com cada part ajuda al teu dispositiu. Vols que el teu dispositiu sigui ràpid, segur i fàcil d'utilitzar. El disseny de PCB consisteix a encaixar totes les parts en una placa i assegurar-se que sigui resistent. Utilitzes un programari especial per dibuixar la placa i comprovar si hi ha errors.
Procés i flux de treball
Hi ha un ordre clar quan es fabriquen productes electrònics. El disseny del maquinari és el primer. Comences aprenent què ha de fer el teu dispositiu. Parles amb la gent i mires què cal. Fas un pla i tries les peces adequades. Només després que el disseny del maquinari estigui fet, comences. disseny de PCB.
Aquí teniu una taula que mostra com es passa del disseny de maquinari al disseny de PCB:
Fases del cicle de vida del desenvolupament de maquinari | Implicació en el disseny de PCB |
|---|---|
Requisits o ideació | Implica la recopilació de requisits per al disseny de PCB |
disseny | El disseny de PCB es produeix en aquesta fase |
Fabricació | La fabricació de PCB forma part de la fabricació general del producte |
Proves | Les proves de PCB s'inclouen en les proves de productes |
distribució | La distribució de PCB forma part de la distribució general del producte |
Ús i manteniment | El manteniment de PCB forma part del manteniment del producte |
Disposició | L'eliminació de PCB forma part de l'eliminació de productes. |
Comences amb el disseny del maquinari. Fas recerca i crees un model senzill. Decideixes què ha de fer el teu producte i en llistes les característiques. Tries les peces adequades i comproves si s'adapten a les teves necessitats. Després d'això, passes al disseny de la placa de circuit imprès. Utilitzes eines CAD per dissenyar la placa i connectar les peces.
Aquí teniu alguns punts clau sobre el flux de treball:
El disseny del maquinari sempre va per davant del disseny de la placa de circuit imprès.
El disseny de maquinari significa investigació, planificació i selecció de peces.
El disseny de PCB consisteix a col·locar peces i dibuixar línies a la placa.
Els fluxos de treball àgils en el disseny de PCB us ajuden a canviar les coses ràpidament, però el disseny de maquinari és més pas a pas.
També hi ha noves tendències en ambdós camps. El disseny de maquinari utilitza peces més estàndard per estalviar temps i diners. El disseny de PCB utilitza plaques més resistents i dissenys més petits per fer millors dispositius. Els dissenyadors utilitzen millors materials i programari més intel·ligent per solucionar nous problemes.
Consell: Perquè la teva placa funcioni bé, segueix els passos correctes. Comença amb el disseny del maquinari i després fes el disseny de la placa de circuit imprès. Això t'ajuda a evitar errors i a fer millors productes.
Relació
Ordre del flux de treball
Comences cada projecte d'electrònica planificant el sistema. Treballes amb enginyers elèctrics i mecànics per establir els requisits. Aquesta fase inicial configura l'aspecte i el funcionament del teu dispositiu. Decideix les característiques principals, la mida i el rendiment. Tothom comparteix idees per assegurar-se que el pla s'adapti als objectius del projecte.
La fase de disseny conceptual reuneix els equips per definir què ha de fer el dispositiu.
Necessiteu una interacció estreta per definir el factor de forma i el rendiment.
Gestió del flux de treball de PCB t'ajuda a avançar per cada pas del cicle de disseny.
Cada producte pot requerir un flux de treball diferent, per la qual cosa heu de mantenir la flexibilitat.
Després d'acabar el disseny del maquinari, passeu al disseny de la placa de circuit. Utilitzeu el pla i la llista de peces de l'equip de maquinari. Col·loqueu les peces i les connecteu amb traces. Un bon ordre del flux de treball manté el projecte en el bon camí i us ajuda a evitar errors.
Consell: Seguiu sempre l'ordre correcte: primer planifiqueu i després dissenyeu el tauler. Això estalvia temps i redueix els errors.
Col · laboració
No pots construir un gran dispositiu sol. Col·laboració entre maquinari i els equips de disseny de PCB són clau. Treballeu amb enginyers, proveïdors i fabricants, de vegades en llocs diferents. Un bon treball en equip us ajuda a resoldre problemes aviat i a construir millors productes.
Aquests són alguns millors pràctiques per treballar conjuntament:
Reuneix-te aviat amb fabricants i muntadors per comprovar si el teu disseny es pot construir.
Feu revisions de disseny periòdiques per detectar problemes abans que s'agreugin.
Estableix maneres clares de compartir comentaris i actualitzacions.
Feu servir els mateixos formats de fitxer i documentació per evitar confusions.
Trieu un programari de disseny que permeti a tothom treballar junts en temps real.
Trieu els materials en equip per satisfer totes les necessitats.
Proveu prototips junts per trobar i solucionar problemes.
Acordar els estàndards de qualitat des del principi.
Gestioneu la cadena de subministrament en equip per mantenir les peces a temps.
Continua aprenent i millorant compartint comentaris després de cada projecte.
Nota: Les eines de col·laboració potents us ajuden a treballar amb persones d'altres empreses o països.
Quan seguiu aquests passos, us assegureu que la placa de circuits funciona bé i compleix totes les necessitats del projecte.
Ideas errònies habituals
Funcions superposades
Potser penseu que el disseny de maquinari i el disseny de PCB són la mateixa feina. Molta gent creu que una persona pot gestionar les dues tasques sense cap problema. Aquesta idea pot causar confusió al vostre equip. El disseny de maquinari se centra en la planificació del sistema i l'elecció de les peces adequades. El disseny de PCB agafa aquestes peces i les organitza a la placa de circuit. Quan barregeu aquestes funcions, podeu passar per alt detalls importants. Per exemple, podeu triar peces que no encaixen bé o oblidar-vos de com es mouen els senyals per la placa.
Alguns malentesos comuns inclouen:
Pensant que els dissenyadors de maquinari sempre saben la millor manera de dissenyar una placa.
Creure que els dissenyadors de PCB poden canviar el pla del sistema sense consultar amb els enginyers de maquinari.
Assumint que ambdós rols necessiten les mateixes habilitats i eines.
Recorda: cada rol requereix coneixements especials. Obtindràs millors resultats quan deixis que cada expert faci la seva feina.
Impacte del projecte
Els malentesos sobre aquestes funcions poden alentir el projecte i fer que costi més. Si no establiu límits clars, podeu afrontar problemes com ara l'augment de l'abast. Això passa quan s'afegeixen funcions addicionals durant el disseny de la PCB, cosa que pot endarrerir el calendari i augmentar els costos. Un mal treball en equip també pot provocar problemes de compatibilitat. És possible que hàgiu de refer parts del disseny si els equips de maquinari i de PCB no treballen junts.
Aquí teniu algunes maneres en què aquests problemes poden afectar el vostre projecte:
Les funcions addicionals afegides tard poden endarrerir els terminis i augmentar les despeses.
La manca de treball en equip pot fer que les peces no encaixin o no funcionin juntes, cosa que comportarà importants reelaboracions.
Una mala comunicació amb els proveïdors pot provocar l'obtenció de peces incorrectes, cosa que pot obligar a fer canvis d'última hora.
Els retards en els comentaris poden significar més revisions, cosa que fa que el projecte trigui més i costi més.
Consell: Uns rols clars i una bona comunicació us ajuden a acabar el projecte a temps i a evitar errors costosos.
Ara ja saps que el disseny de maquinari consisteix a triar peces i planificar. Disseny de PCB Es tracta de posar peces en una placa i enllaçar-les. Mireu la taula següent per veure com es comparen:
Aspecte | Disseny de maquinari | Disseny de PCB |
|---|---|---|
definició | Selecció de peces i construcció de funcions | Disposició i connexió de components |
Passanties | Selecció, disseny de circuits, revisió de BOM | Esquema, col·locació, disposició |
instruments | Especificacions, EDA per a esquemes | EDA per a disseny, anàlisi EMI/SI |
Aprendre ambdues coses t'ajuda a solucionar problemes i a fer coses millors. Pots utilitzar aquestes habilitats per a projectes mèdics, aeroespacials o automobilístics. Els experts diuen que hauries d'aprendre estratègies DFT i utilitzar eines de simulació. Revisa sempre els teus dissenys i treballa amb el teu equip. Presta molta atenció a cada detall. Aquest coneixement t'ajuda a tenir èxit en electrònica.
FAQ
Quines habilitats necessites per al disseny de maquinari?
Cal que sàpigues d'electrònica i teoria de circuits. Has d'aprendre com funcionen les peces juntes. Hauries de llegir fulls de dades i utilitzar programari de disseny. La resolució de problemes t'ajuda a solucionar les coses ràpidament.
Pots utilitzar el mateix programari per al disseny de maquinari i PCB?
Normalment s'utilitzen eines diferents per a cada feina. El disseny de maquinari utilitza programari de simulació de circuits. El disseny de PCB utilitza eines de disseny com ara Altium Designer o EasyEDA. Algunes plataformes tenen totes dues, però cadascuna té característiques especials.
Per què el disseny de maquinari va abans del disseny de PCB?
Planifiqueu el vostre sistema i primer trieu les peces. Això us dóna una llista clara de componentsEl disseny de PCB utilitza aquesta llista per col·locar i connectar peces a la placa.
Com treballen junts els dissenyadors de maquinari i de PCB?
Sovint comparteixes idees i actualitzacions amb el teu equip. Els dissenyadors de maquinari trien les peces i fan plans del sistema. Els dissenyadors de PCB utilitzen aquests plans per fer el disseny de la placa. Un bon treball en equip t'ajuda a evitar errors.
