Anda mungkin bertanya apa yang membedakan desain perangkat keras dari desain PCB. Desain perangkat keras adalah tentang merencanakan keseluruhan sistem dan memilih komponen elektronik terbaik. Desain PCB adalah tentang bagaimana komponen-komponen ini dirakit pada papan. Mengetahui perbedaan ini dapat membantu Anda menjadi insinyur atau desainer yang lebih baik.
Desain perangkat keras dan desain PCB perlu keterampilan yang berbeda.
Masing-masing menangani langkah berbeda dalam pembuatan perangkat elektronik.
Apa itu desain perangkat keras?
Desain perangkat keras berarti merencanakan dan membuat perangkat elektronik. Pertama, Anda menentukan fungsi perangkat tersebut. Selanjutnya, Anda memutuskan bagaimana komponen-komponennya akan bekerja. Ini membantu perangkat Anda berfungsi dengan baik dan tahan lama.
Sistem Arsitektur
Arsitektur sistem adalah bagian besar dari desain perangkat kerasAnda membuat rencana yang menunjukkan bagaimana semua bagian terhubung. Ini memungkinkan Anda melihat bagaimana semuanya cocok sebelum Anda mengerjakan detailnya. Berikut adalah langkah-langkah utama dalam desain perangkat keras:
Buatlah daftar hal-hal yang harus dilakukan perangkat. Anda menentukan seberapa cepat seharusnya perangkat tersebut dan aturan apa yang harus diikuti.
Rencanakan arsitektur kelistrikan. Anda memilih bagaimana hal-hal seperti prosesor dan memori bekerja bersama. Anda juga memutuskan bagaimana perangkat lunak dan perangkat keras akan berbagi tugas.
Bangun desainnya. Anda menggunakan alat khusus untuk menggambar gambar dan tata letak pertama untuk papan sirkuit Anda.
Setiap bagian mengubah tampilan perangkat Anda:
Uraian Teknis | |
|---|---|
Prosesor dan Memori | Ini menentukan seberapa cepat perangkat Anda dan berapa banyak ruang yang dapat ditampungnya. |
Antarmuka Masukan/Keluaran | Ini membantu perangkat Anda berbicara dengan orang atau mesin lain. |
Power Systems | Ini mengendalikan energi, yang penting untuk perangkat portabel. |
Kecepatan pemrosesan | Rencana yang baik membuat perangkat Anda cepat dan mudah digunakan. |
Umur Baterai | Sistem daya pintar membantu perangkat Anda bertahan lebih lama. |
Daya tahan | Desain yang kuat menjaga perangkat Anda tetap aman di tempat yang sulit. |
Pemilihan komponen
Memilih bagian yang tepat Sangat penting dalam desain perangkat keras. Anda mencari komponen yang sesuai dengan kebutuhan dan bekerja dengan baik. Pilihan Anda akan menentukan seberapa baik perangkat Anda bekerja dan seberapa mudah dirakit dan diperbaiki.
Kriteria | Dampak terhadap Kinerja |
|---|---|
kecocokan | Memastikan semua bagian bekerja sama tanpa masalah. |
Kontrol Kualitas | Menurunkan risiko kerusakan komponen dan membantu keandalan. |
Persyaratan Kinerja | Membantu perangkat Anda bekerja dengan aman dan baik. |
Ketersediaan | Menjaga proyek Anda tepat waktu dan sesuai anggaran. |
Pertimbangan Siklus Hidup | Membuat perangkat Anda lebih mudah diperbaiki dan tetap berfungsi. |
Kualitas perangkat keras yang baik membuat pekerjaan Anda berjalan dengan baik.
Pilihan yang cerdas membuat pembangunan menjadi lebih mudah.
Komponen yang bagus berarti Anda memperbaiki lebih sedikit masalah.
Komponen baru menjaga perangkat Anda tetap aman dan berfungsi dengan baik.
Kiat: Saat Anda fokus pada desain perangkat keras, Anda membantu papan sirkuit dan produk Anda bekerja lebih baik.
Apa itu desain pcb?
Desain PCB adalah pekerjaan khusus dalam elektronikaIni membantu membentuk bagian utama dari banyak perangkat. Dalam desain PCB, Anda menghubungkan semua komponen elektronik. Papan sirkuit tercetak (PCB) menampung komponen-komponen tersebut dan menyediakan jalur listrik. Papan sirkuit tercetak membantu perangkat Anda tetap kecil dan berfungsi dengan baik.
Tata Letak dan Perutean
Anda memulai desain PCB dengan membuat tata letak. Ini berarti Anda memilih di mana setiap komponen akan ditempatkan. Penempatan yang baik membantu perangkat Anda bekerja lebih baik. Penempatan yang baik juga memudahkan perakitan. Setelah menempatkan komponen, Anda menggambar jejak. Jejak adalah garis tembaga tipis yang menghubungkan komponen-komponen tersebut. Jejak ini memungkinkan listrik mengalir di antara komponen-komponen tersebut.
Berikut adalah langkah-langkah utama yang Anda ikuti:
Letakkan komponen-komponen di tempat yang baik untuk menghemat ruang.
Gambarlah jejak untuk menghubungkan semua bagian.
Periksa apakah desain Anda berfungsi dan akan bertahan lama.
Anda harus memikirkan integritas sinyalMisalnya, jauhkan sinyal lemah dari tempat yang bising. Letakkan kapasitor bypass di dekat pin daya. Pilihan ini membantu perangkat Anda berfungsi dengan baik.
Bagian | Panduan |
|---|---|
Kesiapan Perutean Jejak | Sejajarkan jejak dengan bagian-bagian dan jaga tutup bypass tetap dekat. |
Merutekan Sirkuit Berkecepatan Tinggi | Jaga agar jejak tetap pendek dan letakkan sinyal sensitif di dalam papan. |
Pasangan Diferensial | Satukan pasangan-pasangan itu dan jangan pisahkan mereka. |
Jaring yang Sesuai Panjangnya | Pastikan beberapa jejak memiliki panjang yang sama. |
Hindari Area Berisik | Jauhkan jejak lemah dari titik daya dan analog. |
Minimalkan Melalui Penggunaan | Gunakan vias sesedikit mungkin untuk menjaga sinyal tetap kuat. |
Kiat: Tata letak dan perutean yang cermat membantu papan Anda lulus uji dan berfungsi dengan baik.
Alat CAD
Anda menggunakan alat CAD untuk mendesain papan sirkuit cetak. Program ini memungkinkan Anda menggambar papan dan memeriksa hasil pekerjaan Anda. Program ini juga membantu Anda menyiapkan berkas untuk pembuatan papan. Alat CAD modern memiliki perpustakaan, tampilan 3D, dan pemeriksaan kesalahanAnda dapat menemukan masalah sebelum membangun.
Beberapa alat CAD yang populer adalah:
OrCAD untuk desain cepat dan pemeriksaan sinyal.
Allegro PCB Designer untuk papan yang besar dan rumit.
DipTrace untuk desain drag-and-drop yang mudah.
EasyEDA untuk bekerja daring dan menyimpan di cloud.
Fusion 360 untuk mencampur komponen elektronik dan mekanik.
Banyak alat CAD kini memiliki pustaka bawaan dan tampilan 3D. Anda dapat bekerja dengan tim Anda secara online menggunakan cloud. Beberapa alat menggunakan AI untuk membantu Anda mendesain lebih cepat dan mengurangi kesalahan.
Alat CAD | Fitur utama | terbaik Untuk |
|---|---|---|
orCAD | Memeriksa sinyal dan memiliki perpustakaan bagian yang besar | Desain cepat dan profesional |
Desainer PCB Allegro | Rute cepat dan bekerja dengan MCAD | Papan besar dan berkinerja tinggi |
Jejak Celup | Seret dan lepas, perutean otomatis, pemodelan 3D | Proyek untuk pemula dan murah |
MudahEDA | Penyimpanan cloud, berfungsi di browser, perutean otomatis | Kerja sama tim dan akses mudah |
Fusion 360 | Mencampur PCB dengan CAD/CAM/CAE | Proyek elektronik dan mekanik |
Catatan: Alat CAD yang tepat membuat desain pcb lebih cepat dan lebih benar.
Perbedaan Utama
Fokus dan Ruang Lingkup
Penting untuk diketahui bahwa desain perangkat keras dan desain PCB memiliki fungsi yang berbeda. Desain perangkat keras adalah tentang merencanakan keseluruhan sistem. Anda memilih komponen terbaik dan memastikannya bekerja sama. Desain PCB adalah tentang menempatkan komponen-komponen ini pada papan dan menghubungkannya dengan kabel tembaga. Setiap pekerjaan memiliki tujuan dan permasalahannya sendiri.
Berikut adalah tabel yang menunjukkan bagaimana fokus dan cakupannya tidak sama:
Aspek | Desain Perangkat Keras | Desain PCB |
|---|---|---|
Lingkup Pekerjaan | Libatkan memilih dan mengintegrasikan komponen untuk perangkat | Berfokus pada pengaturan komponen dan membangun koneksi |
Fokus | Berpusat pada kepraktisan dan efisiensi | Mengutamakan keandalan dan penggunaan ruang yang efisien |
Kompleksitas | Memerlukan perencanaan yang cermat untuk integrasi komponen | Melibatkan pengembangan tata letak yang kompleks untuk mengurangi masalah |
Alat dan Perangkat Lunak | Menggunakan CAD untuk desain sirkuit | Memanfaatkan perangkat lunak khusus seperti Altium Designer |
Saat merancang perangkat keras, Anda memikirkan bagaimana setiap komponen membantu perangkat Anda. Anda ingin perangkat Anda cepat, aman, dan mudah digunakan. Desain PCB adalah tentang memasang semua komponen pada papan dan memastikannya kuat. Anda menggunakan perangkat lunak khusus untuk menggambar papan dan memeriksa kesalahan.
Proses dan Alur Kerja
Ada urutan yang jelas dalam membuat produk elektronik. Desain perangkat keras adalah prioritas utama. Anda mulai dengan mempelajari fungsi perangkat Anda. Anda berdiskusi dengan orang lain dan melihat apa yang dibutuhkan. Anda membuat rencana dan memilih komponen yang tepat. Baru setelah desain perangkat keras selesai, Anda mulai. desain PCB.
Berikut adalah tabel yang menunjukkan bagaimana pekerjaan berpindah dari desain perangkat keras ke desain PCB:
Tahapan Siklus Hidup Pengembangan Perangkat Keras | Keterlibatan Desain PCB |
|---|---|
Persyaratan atau ideasi | Melibatkan pengumpulan persyaratan untuk desain PCB |
Mendesain | Desain PCB terjadi pada fase ini |
Manufaktur | Pembuatan PCB merupakan bagian dari keseluruhan pembuatan produk |
pengujian | Pengujian PCB termasuk dalam pengujian produk |
Distribusi | Distribusi PCB merupakan bagian dari distribusi produk secara keseluruhan |
Penggunaan dan perawatan | Perawatan PCB adalah bagian dari perawatan produk |
Pembuangan | Pembuangan PCB adalah bagian dari pembuangan produk |
Anda mulai dengan desain perangkat keras. Anda melakukan riset dan membuat model sederhana. Anda memutuskan apa yang harus dilakukan produk Anda dan mencantumkan fitur-fiturnya. Anda memilih komponen yang tepat dan memeriksa apakah komponen tersebut sesuai dengan kebutuhan Anda. Setelah itu, Anda beralih ke desain PCB. Anda menggunakan alat CAD untuk menata papan dan menghubungkan komponen-komponennya.
Berikut adalah beberapa poin penting tentang alur kerja:
Desain perangkat keras selalu didahulukan sebelum desain PCB.
Desain perangkat keras berarti penelitian, perencanaan, dan pemilihan komponen.
Desain PCB adalah tentang menempatkan komponen dan menggambar garis pada papan.
Alur kerja tangkas dalam desain pcb membantu Anda mengubah berbagai hal dengan cepat, tetapi desain perangkat keras lebih bertahap.
Terdapat pula tren baru di kedua bidang tersebut. Desain perangkat keras menggunakan lebih banyak komponen standar untuk menghemat waktu dan uang. Desain PCB menggunakan papan yang lebih kuat dan tata letak yang lebih kecil untuk menghasilkan perangkat yang lebih baik. Desainer menggunakan material yang lebih baik dan perangkat lunak yang lebih cerdas untuk mengatasi masalah baru.
Tips: Agar papan Anda berfungsi dengan baik, ikuti langkah-langkah yang tepat. Mulailah dengan desain perangkat keras, lalu desain PCB. Ini membantu Anda menghindari kesalahan dan menghasilkan produk yang lebih baik.
Hubungan
Urutan Alur Kerja
Anda memulai setiap proyek elektronik dengan merencanakan sistemnya. Anda bekerja sama dengan insinyur listrik dan mekanik untuk menentukan persyaratannya. Tahap awal ini membentuk tampilan dan cara kerja perangkat Anda. Anda menentukan fitur utama, ukuran, dan kinerjanya. Semua orang berbagi ide untuk memastikan rencana tersebut sesuai dengan tujuan proyek.
Tahap desain konseptual menyatukan tim untuk mendefinisikan apa yang harus dilakukan perangkat.
Anda memerlukan interaksi yang erat untuk mengatur faktor bentuk dan kinerja.
Manajemen alur kerja PCB membantu Anda bergerak melalui setiap langkah siklus desain.
Setiap produk mungkin memerlukan alur kerja yang berbeda, jadi Anda harus tetap fleksibel.
Setelah menyelesaikan desain perangkat keras, Anda beralih ke tata letak papan sirkuit. Anda menggunakan rencana dan daftar komponen dari tim perangkat keras. Anda menempatkan komponen-komponen tersebut dan menghubungkannya dengan jejak. Urutan alur kerja yang baik menjaga proyek tetap berjalan dan membantu Anda menghindari kesalahan.
Tips: Selalu ikuti urutan yang benar—rencanakan dulu, baru desain papan. Ini menghemat waktu dan mengurangi kesalahan.
Kolaborasi
Anda tidak dapat membangun perangkat hebat sendirian. Kolaborasi antar perangkat keras dan tim desain PCB adalah kuncinya. Anda bekerja dengan para insinyur, pemasok, dan produsen, terkadang di tempat yang berbeda. Kerja sama tim yang baik membantu Anda menyelesaikan masalah lebih awal dan membangun produk yang lebih baik.
Berikut adalah beberapa praktik terbaik untuk bekerja sama:
Bertemu lebih awal dengan para perakit dan fabrikator untuk memeriksa apakah desain Anda dapat dibangun.
Lakukan tinjauan desain secara berkala untuk menemukan masalah sebelum masalah tersebut berkembang.
Tetapkan cara yang jelas untuk berbagi umpan balik dan pembaruan.
Gunakan format file dan dokumentasi yang sama untuk menghindari kebingungan.
Pilih perangkat lunak desain yang memungkinkan semua orang bekerja sama dalam waktu nyata.
Pilih bahan sebagai tim untuk memenuhi semua kebutuhan.
Uji prototipe bersama-sama untuk menemukan dan memperbaiki masalah.
Setujui standar kualitas sejak awal.
Kelola rantai pasokan sebagai tim untuk menjaga komponen sesuai jadwal.
Teruslah belajar dan berkembang dengan memberikan masukan setelah setiap proyek.
Catatan: Alat kolaborasi yang kuat membantu Anda bekerja dengan orang-orang di perusahaan atau negara lain.
Ketika Anda mengikuti langkah-langkah ini, Anda memastikan papan sirkuit Anda berfungsi dengan baik dan memenuhi semua kebutuhan proyek.
Kesalahpahaman Umum
Peran yang Tumpang Tindih
Anda mungkin berpikir desain perangkat keras dan desain PCB adalah pekerjaan yang sama. Banyak orang percaya bahwa satu orang dapat menangani kedua tugas tersebut tanpa masalah. Gagasan ini dapat menyebabkan kebingungan di tim Anda. Desain perangkat keras berfokus pada perencanaan sistem dan pemilihan komponen yang tepat. Desain PCB mengambil komponen-komponen tersebut dan menyusunnya di papan sirkuit. Ketika Anda mencampuradukkan peran-peran ini, Anda mungkin melewatkan detail penting. Misalnya, Anda dapat memilih komponen yang tidak pas satu sama lain atau melupakan bagaimana sinyal bergerak di papan sirkuit.
Beberapa kesalahpahaman umum meliputi:
Berpikir bahwa perancang perangkat keras selalu tahu cara terbaik untuk menata papan.
Perancang PCB yang percaya dapat mengubah rencana sistem tanpa berkonsultasi dengan insinyur perangkat keras.
Mengasumsikan kedua peran tersebut membutuhkan keterampilan dan alat yang sama.
Ingat: Setiap peran membutuhkan pengetahuan khusus. Anda akan mendapatkan hasil yang lebih baik jika Anda mempercayakan setiap pakar pada tugasnya.
Dampak Proyek
Kesalahpahaman tentang peran-peran ini dapat memperlambat proyek Anda dan membuatnya lebih mahal. Jika Anda tidak menetapkan batasan yang jelas, Anda mungkin menghadapi masalah seperti scope creep. Hal ini terjadi ketika fitur tambahan ditambahkan selama desain PCB, yang dapat menunda jadwal dan meningkatkan biaya. Kerja sama tim yang buruk juga dapat menyebabkan masalah kompatibilitas. Anda mungkin perlu mengulang beberapa bagian desain jika tim perangkat keras dan PCB tidak bekerja sama.
Berikut ini beberapa cara masalah ini dapat memengaruhi proyek Anda:
Fitur tambahan yang ditambahkan terlambat dapat menunda tenggat waktu dan meningkatkan pengeluaran.
Kurangnya kerja sama tim dapat menyebabkan komponen-komponen tidak pas atau tidak berfungsi bersama, sehingga mengakibatkan pengerjaan ulang yang besar.
Komunikasi yang buruk dengan pemasok dapat mengakibatkan diterimanya komponen yang salah, sehingga memaksa perubahan pada menit-menit terakhir.
Keterlambatan dalam umpan balik dapat berarti lebih banyak revisi, yang membuat proyek memakan waktu lebih lama dan lebih mahal.
Kiat: Peran yang jelas dan komunikasi yang baik membantu Anda menyelesaikan proyek tepat waktu dan menghindari kesalahan yang merugikan.
Anda sekarang tahu bahwa desain perangkat keras adalah tentang memilih komponen dan perencanaan. Desain PCB adalah tentang menaruh bagian-bagian pada papan dan menghubungkannya. Lihat tabel di bawah ini untuk melihat bagaimana perbandingannya:
Aspek | Desain Perangkat Keras | Desain PCB |
|---|---|---|
Definisi | Memilih bagian dan membangun fungsi | Menata dan menghubungkan komponen |
magang | Pemilihan, desain sirkuit, tinjauan BOM | Skema, penempatan, tata letak |
Tools | Spesifikasi, EDA untuk skema | EDA untuk tata letak, analisis EMI/SI |
Mempelajari keduanya membantu Anda memecahkan masalah dan menghasilkan karya yang lebih baik. Anda dapat menggunakan keterampilan ini untuk proyek medis, kedirgantaraan, atau mobil. Para ahli menyarankan Anda untuk mempelajari strategi DFT dan menggunakan alat simulasi. Selalu periksa desain Anda dan bekerja samalah dengan tim Anda. Perhatikan setiap detail dengan saksama. Pengetahuan ini membantu Anda sukses di bidang elektronika.
FAQ (Pertanyaan Umum)
Keterampilan apa yang Anda butuhkan untuk desain perangkat keras?
Anda perlu memahami elektronika dan teori rangkaian. Anda harus mempelajari cara kerja komponen-komponen. Anda harus membaca lembar data dan menggunakan perangkat lunak desain. Pemecahan masalah membantu Anda memperbaiki masalah dengan cepat.
Bisakah Anda menggunakan perangkat lunak yang sama untuk desain perangkat keras dan PCB?
Anda biasanya menggunakan alat yang berbeda untuk setiap pekerjaan. Desain perangkat keras menggunakan perangkat lunak simulasi sirkuit. Desain PCB menggunakan alat tata letak seperti Altium Designer atau EasyEDA. Beberapa platform memiliki keduanya, tetapi masing-masing memiliki fitur khusus.
Mengapa desain perangkat keras lebih dulu ada sebelum desain PCB?
Anda merencanakan sistem Anda dan memilih komponen terlebih dahulu. Ini memberi Anda daftar komponen yang jelasDesain PCB menggunakan daftar ini untuk menempatkan dan menghubungkan komponen pada papan.
Bagaimana perancang perangkat keras dan PCB bekerja sama?
Anda sering berbagi ide dan informasi terbaru dengan tim Anda. Perancang perangkat keras memilih komponen dan membuat rencana sistem. Perancang PCB menggunakan rencana ini untuk membuat tata letak papan. Kerja sama tim yang baik membantu Anda menghindari kesalahan.
