如何原型电子- Arduino与PCB

通过凯尔猎人 3个月前 没意见
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新硬件公司面临的一个普遍问题是“如何为我们的新产品构想建立电子原型?”“电子样机是任何公司——无论大小——开发新硬件产品或设备的重要的第一步。在原型设计阶段之后,马上出现了MVP(最小可行产品)。这是一个准备出售的全功能产品,只有最小数量的功能包括。MVP直接出现在原型阶段和精益创业方法论背后的核心信念之后。客户经常要求我们使用Arduino或raspberry pi来开发一个原型,带有现成的模块或“盾牌”。

覆盆子裨有机械外壳用于电子原型

虽然在某些情况下,这是一个具有成本效益和审慎的方式来开发一个产品,它往往是适得其反,实际上可以减缓产品的设计过程。亚博娱乐官网首页登录使用Arduino的另一种方法是完全自定义的方法。这涉及到从头开始设计和设计的示意图PCB(印刷电路板)周围。然后,板载微控制器将无需使用Arduino库进行编程。

您通常需要建立一个MVP之前扎实,功能性电子样机。重要的是要保持MVP在心里的原型是很重要的。我将概述一些优点和使用相对于最终产品的设计原型设计Arduino的生态系统的缺点。亚博娱乐官网首页登录

电子原型与Arduino的优势

1.学习曲线

这Arduino是用于电子产品原型一个很好的平台的一个最大的原因是快速的学习曲线。与过去的小人们的硬件或固件经验可以阅读一些教程,很快就能开始Arduino的生态系统中实现它的工作。这种试图建立一个硬件解决方案,任何其他方式的时候恰恰是不可能的。虽然不是不可能,这将是很难期望有一个企业家学习的时间相当短量的电路板设计和裸机固件程序。

2.社区

Arduino如此成功的一个核心原因是它周围的社区。网上有成千上万的教程。由于Arduino的存在,许多公司也开始采用开源的方法。这个庞大的社区允许免费回答问题和故障排除。这两个官方的Arduino论坛各种subreddit是令人难以置信的活跃,并提供免费支持。

3.快速原型电子

无可否认的速度有多快,你可以使用Arduino的原型电子。如果您有一个基于Arduino的周围主板备货充足的电子实验室,有可能有一个粗略的原型设计和一个下午之内建成。即使在PCB交货时间的进步,它只是无法匹配其电子可以设计和使用的Arduino原型的速度。

4.开源固件库

这又是一个巨大的节省时间。这是常识,往往导致最大的工期延误硬件方面其实是它背后的固件。固件的bug和问题往往更难诊断和修复不是硬件问题。能够充分利用现有的Arduino库是一个不可思议的工具。虽然他们的优化是缺乏的,他们是一个良好的开端。

电子原型的缺点的Arduino

1.不得不重新设计原型后

使用Arduino的样机开发的最大的缺点是,当你从原型到MVP的过渡,你几乎总是要开始大部分的硬件和(有时)软件超过从零开始。由于原型是使用预先制作的屏蔽和现成的部件内置,这些将需要从地面向上设计的,在一(通常)单个PCB集成它们。然后,如果您不使用基于AVR芯片 - 通常是ATMEGA328P,大部分的Arduino电路板使用 - 你也不得不重写所有的固件为新的微控制器。这需要重新设计可以在时间和成本显著量增加整个产品的设计过程。亚博娱乐官网首页登录焊接电子原型从开始。

2.有限的灵活性

虽然有能力使用现成的模块和护罩是有帮助的,但它也有局限性。虽然您通常可以找到一个盾牌,您可以使工作的大多数项目,它很少是理想的组件。设计盾牌的目的是在广泛的用例中使用。这通常需要对产品进行调整,以确保与产品协同工作。通常情况下,我们会找到一个理想的裸片来使用,但却找不到一个使用同一芯片的屏蔽。如果要构建定制的PCB,您可以很容易地选择该芯片,或者您在网上找到的任何芯片。

3.外形

虽然可以使用非常小的Arduino板(纳米,小型和微型等),他们将永远不会成为你的产品“完美”的大小。使用跳线加剧了这一点。有许多项目/产品,其中大小不是问题,其他时间小外形尺寸是至关重要的。设计一个定制PCB允许使用非常小的项目,因为它是该应用程序的专用

何时使用Arduino的?

是否使用Arduino来制作电子产品原型并不是一个容易回答的问题。这真的取决于谁将设计原型,你的预算,和你的时间表。Arduino Leonardo是一种用于电子原型的常用板

1.你缺乏内部专业知识,但预算有限

Arduino真正的亮点在于内部开发。您的团队可能不具备学习定制硬件设计的专业知识。许多人都可以学习如何使用Arduino来构建概念验证。这个最初的电子原型可以作为获得资金的垫脚石,以便能够雇佣an外面的公司建立从地上爬起来的产品。重要的是要记住,如果你走这条路线,但是,很多硬件都需要为下一阶段彻底的重新设计是非常重要的。

2.您需要在手的原型尽可能快

尽管一些PCB工厂已经变得如此之快,但要像Arduino那样快速地启动并运行某个设备是不可能的。如果你有足够的Arduino板和护盾,你可以在几天内完成一个简单的原型。这种即时转换时间是任何其他方法都不可能实现的。虽然电子产品不会在最终的形式因素,它往往是足够接近。在决定是否这样做时,经常会出现这种情况为一个产品申请专利,或者仅仅依靠NDA的使用。

3.你只需要一个“粗略的”原型

通常情况下,它并不真正的问题是如何“完善”的原型是。它只是需要验证概念的证明,并确保思想实际工作。这是使用Arduino的能真正派上大用场,因为它可以轻松快速地被用来显示某个想法的作品或没有。这对于产品尤其如此,其中的“秘密武器”是不是电子本身。如果一个新的想法机械需要电机或两个工作,使用Arduino板来驱动它们将是一个很好的解决方案。

当去完全定制

1.你需要尽快有最终产品

即使你可以用Arduino的快速原型电子,几乎总是需要重新设计之后。如果你不是用一个定制的PCB开始,所有的设计时间都花在对最终产品的目标。而打造的第一款电子样机的时间可能需要更长的时间,总时间MVP几乎总是少。

2.你需要你的电子原型“看起来和感觉上”像最终产品

定制PCB设计的一个关键方面是要有专为你的产品设计的硬件。如果你有尺寸限制,通常Arduino会太大,特别是当添加模块/护盾时。对于某些产品来说,能够设计出精确尺寸的电子产品是非常重要的。你也可以可制造性设计(DFM)记而定制的PCB上工作。很多时候,公司将设计一个原型,是不可能的规模制造,而不发生了重大的变化,以设计正在取得进展。定制PCB从地上爬起来的一个小的外形设计

3.外包设计工作计划

如果你将外包设计工作,它通常是一个好主意,选择具有全功能的坚定硬件设计能力。有了这一点,他们就有了自己选择使用的平台。通常情况下,他们会选择使用定制的“接地”硬件方法。把钱花在外部公司身上,让他们用Arduino或Raspberry Pi来制作原型,这是没有意义的。很难证明为基于Arduino的外包工作付费是合理的。

结论

在决定使用什么平台建设的电子原型是企业或企业家的关键决定。虽然Arduino是一个伟大的工具,有很多用途,它也有它的局限性。这篇文章的目的是描述使用Arduino的原型时是谨慎,而其他时间做一个全定制的硬件设计时更有意义。

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