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¿Cómo pasar de una placa de desarrollo a una de producción?

Ok, soy un chico de software y nuevo en la electrónica. Mi producto necesita un pequeño ordenador y actualmente he desarrollado todo en placas de desarrollo como la raspberry pi y demás. Como la placa de desarrollo no tiene todo el hardware que necesito, he añadido el hardware que falta a través de USB y GPIO's pero obviamente la placa de producción no puede ser así.

Así que mi pregunta es ¿cómo puedo pasar al siguiente paso para llegar a la versión de producción de mi hardware? En otras palabras, ¿qué haría un especialista en hardware para convertir su placa de desarrollo en un producto listo para la producción? Esto es lo que se me ocurre

1> Conseguir el esquema de las placas de desarrollo actuales como la pi (o cualquier esquema disponible públicamente que se acerque a mis requisitos básicos de hardware como el tipo de cpu y tal) y tratar de encontrar a alguien que añada las piezas que faltan y reorganizar la posición de los puertos (como el puerto usb y tal) a su deseo y hacer que el producto de producción. Esto es posible porque los programas de CAD como Eagle son muy potentes y añadir un par de chips de hardware más (por ejemplo, un sensor de temperatura) y cambiar la ubicación de los puertos es rápido de hacer.

2> ¿Eres estúpido? El diseño de una placa de este tipo es muy complejo, especialmente en un ordenador como la pi, y tienes que contratar a una empresa consultora de diseño de placas (o como se llamen) para que te diseñe esta placa lista para producción. Si es así, ¿con quién debo hablar? ¿En Estados Unidos o en China?

3> Si estás construyendo un hardware de nivel de producción, necesitas tener el equipo de diseño en casa y necesitas contratar a las personas adecuadas con esa experiencia para hacerlo. Esto no es algo que se quiera contratar fuera. Hay que tenerlo internamente, como ha demostrado la práctica. Si se tratara de una simple placa, podrías hacerlo tú mismo, pero un ordenador necesita mucho trabajo (aunque hay muchos puntos en común entre ellos) y tienes que empezar desde cero, ya que hay muchos detalles implicados.

Oh, mi tamaño de producción no es grande. Necesito 5.000 unidades cada 6 meses. Lo principal es un buen diseño de placa final fiable con mis requisitos para llevarlo a un fabricante de PCB.

Como ves, estoy un poco perdido en este espacio de fabricación de hardware y tu visión y experiencia personal será muy valiosa para mí.

Muchas gracias.

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George Puntos 487

¿Desarrollo a 50.000 unidades cada seis meses? Ojalá todos mis proyectos fueran así :) Si no tienes experiencia, no hay razón para que no contrates a una empresa consultora para que te haga el tablero. No será barato, pero harán el trabajo. También es un poco más arriesgado si no conoces a los tipos que vas a contratar lo suficiente como para confiarles el diseño.

50.000 unidades no es una tirada pequeña, así que si realmente vas a hacer eso no deberías tener problemas para encontrar un fabricante aquí en los Estados Unidos o en el extranjero que trabaje contigo. Ten en cuenta que necesitarás el dinero para comprar las piezas y pedir las placas por adelantado.

Así que voy a repasar cada enfoque para ti:

1.) Hágalo usted mismo

Hacer un esquema

Empieza con los esquemas de referencia que tienes y luego busca una herramienta que te guste. Yo soy un tipo de Orcad, he usado Mentor y muchas otras. Simplemente elige una con la que te sientas cómodo y que puedas pagar (Eagle es barata, según tengo entendido). Si tienes suerte puedes conseguir los esquemas de la placa de referencia en un formato que puedas modificar. Si no, tendrás que crear piezas en tu herramienta de esquemas. La creación de partes básicamente implica buscar la hoja de datos de cada parte para obtener su pin y luego crear un símbolo con los nombres y números de los pines para que coincida. Luego puedes usar esos símbolos en tu esquema y conectarlos de la manera que sea necesaria. Esa es la versión simple, oh, y comprueba dos y tres veces que tus símbolos esquemáticos coinciden con los pines de la hoja de datos.

Aquí hay algunos enlaces a herramientas de esquemas

Diseñar la placa de circuito impreso

Ahora tienes un esquema que es un gran paso, a partir de aquí podrías dar ese esquema a un contratista y pedirle que haga el layout por ti (es el dibujo de las trazas reales en la placa). También puedes optar por hacerlo tú mismo, es más fácil y más difícil que los esquemas. Dibujar las conexiones y colocar las piezas no es demasiado difícil, pero saber dónde poner las cosas, cuántas capas, cómo encaminar las trazas correctamente para cosas como la comunicación cruzada y las emisiones, y especialmente cómo hacer el desacoplamiento correctamente requiere un poco de conocimiento. Si te dedicas a ello y revisas los esquemas de referencia de cada una de tus piezas, podrás lograrlo. Ah, y pasarás mucho tiempo mirando las hojas de datos, y dibujando las huellas si las estándar no funcionan. Si alguna vez tomaste una clase de CAD en la escuela es más o menos así. Haz preguntas aquí si vas por este camino.

Aquí hay algunos enlaces a herramientas de maquetación, seguro que hay otras

Diseño de desacoplamiento, SI y potencia

El desacoplamiento, la integridad de la señal y el diseño de la potencia son áreas enormes y demasiado detalladas para este post. Sin embargo, si vas a entrar en el diseño de PCBs deberías conocerlas. Podría escribir posts sobre posts al respecto :) Yo por lo menos me fijaría en estos dos tipos y conseguiría sus libros, o por lo menos navegaría por sus sitios web:

Ambos son muy amables y responderán a las preguntas que les hagas, también puedes unirte a la lista SI en http://www.freelists.org/archive/si-list Es un buen lugar para hacer preguntas.

Puede que eso sea más de lo que estás dispuesto a hacer, así que hay niveles de cómo puedes involucrarte y cómo debes hacerlo en este frente. Para tu diseño, te sugiero que sigas las notas de la aplicación y el diseño de referencia y que mantengas todas las tapas lo más cerca posible.

De bien a mejor, aquí hay algunas formas de manejar la integridad de la señal/energía:

  • Ignóralo (¡¡¡NO!!! :)
  • Sólo hay que utilizar un puñado de tapones del tamaño más pequeño y de mayor valor que puedas conseguir y mantenlos cerca de tus chips Diseña tu propio sistema de tapas de desacoplamiento en pspice, y luego el ala en la colocación de en el diseño.
  • Utilice una calculadora de Excel como la que proporciona Altera para sus herramientas http://www.altera.com/literature/ug/pdn_tool_stxiv.zip (bastante útil si no tienes otras herramientas)
  • Diseñe su sistema de tapas en spice, y luego utilice un simulador completo

Yo he hecho todo eso dependiendo de dónde estuviera y de lo que pudiera pagar. Cuando puedo conseguirlo me encanta usar Sigrity para hacer tanto análisis de SI como de PI http://www.sigrity.com/ Ahora son propiedad de Cadence. No tengo ninguna afiliación, pero me gustan mucho sus herramientas.

También puedes contratar a tipos que lo hagan por ti, yo sólo he utilizado http://www.teraspeed.com/ para eso, pero sé que hay otros. Sin embargo, no es barato.

Generación de archivos para enviar a la Junta Directiva

Una vez que termines tu diseño, tendrás que revisarlo cuatro veces porque estás a punto de pagar dinero real por las tablas desnudas. En este punto puedes generar archivos cad, ya sean Gerbers o archivos ODB++. Envía estos archivos a una empresa de placas para obtener un presupuesto. El precio se basa en la complejidad y en la impaciencia del cliente. Probablemente deberías pedir un número pequeño, pídeles, por ejemplo, 10 o el mejor valor que debería dar un buen punto de partida. (Debo señalar que hay algunas casas de tableros que ofrecen sus propias herramientas de software libre si quieres ir por ese camino, que te restringe a ellos, pero bueno, es gratis).

Usted debe revisar estos archivos gerber también no sólo generarlas Siempre he utilizado el libre GC-Prevue de http://www.graphicode.com/GC-Prevue . También hay una buena herramienta comercial por ahí que algunos de mis chicos de cad encanta llamado Blueprint http://www.downstreamtech.com/support-viewers.php . También hay otros, pero siempre me gusta ver el diseño final en un proyector y detectar los problemas. También imprimo las capas superior e inferior en alta resolución en una impresora láser y me aseguro de que las piezas se ajustan a las huellas que he hecho. Si me siento especialmente obsesivo, puedo imprimir todas las capas en transparencias y revisarlas. Si me siento muy obsesivo, puedo enviar las capas superior e inferior como una tabla de dos capas para ver cómo encajan.

Pida sus piezas Proto

En este punto deberías pedir las piezas para tu prototipo para que lleguen cuando lo hagan tus placas. Si no crees que puedes soldar por ti mismo, tendrás que elegir una empresa de montaje para que te haga la tirada. Se me ocurren algunas que se encargan de pequeñas tiradas y deberían ser fáciles de encontrar. Tendrás que enviarles tus gerbers con antelación para que puedan hacer una plantilla de soldadura para tu placa. Luego envíales el kit de piezas, y envíales las placas desnudas cuando lleguen.

Producción de placas de circuito impreso desnudas

Hay muchas casas de tablas buenas por ahí: Las más baratas como PCB Express (los chicos con el software gratuito) http://www.pcbexpress.com/ También uso mucho Advanced Circuits en Colarado para mis proyectos de hobby, y algunos prototipos rápidos también http://www.4pcb.com/ También tienen un servicio de montaje que nunca he utilizado.

Para mis placas de circuito impreso de producción estadounidense utilizo DDI http://www.ddiglobal.com/ ahora a través de sistemas http://www.viasystems.com/ o Circuitos de Vermont http://www.vtcircuits.com/

Servicios de montaje de PCB

Para los servicios de ensamblaje pequeños y medianos de Estados Unidos, utilizo IMS en NH http://www.imscorp-us.com/ Me hacen 10 tablas o 10.000 y su calidad es estupenda. Los he utilizado durante años. Para grandes tiradas, utilizaría un Flextronics o alguien así, pero eso es una liga completamente diferente, y no es lo que estás buscando. Hay muchos otros, probablemente incluso cerca de ti. Hay un lugar de propiedad familiar cerca de mí llamado Edmond Marks que hace un buen trabajo. http://www.edmondmarks.com/ y a Advanced, a quien ya he mencionado, le gusta llamarme y contarme sus opciones de montaje también.

Sobre los mares

La mayor parte de mi experiencia en la producción en China es con volúmenes de más de un millón de unidades, por lo que no es tan útil para ti, pero déjame decirte que es una experiencia totalmente diferente :) Sé que gente como IMS puede ayudarte a llevar algo allí si consigues un poco de volumen, así que eso es lo que te sugeriría. Mi consejo es que elijas un socio estadounidense que tenga la capacidad de subcontratar una planta en México o China si lo necesitas. Sin embargo, es posible que no encuentres tanta ventaja en los costes como podrías pensar para tu placa. Especialmente si no tienes muchas operaciones manuales.

¡Hecho!

Si todo va bien, tendrás protos de vuelta con los que podrás jugar, y pasarás un buen rato encontrando todas las cosas que hiciste mal y que tienes que arreglar para tu próxima carrera de prototipos.

Cumplimiento y pruebas

Debo mencionar también que no importa lo que hagas si vas a vender estos también tendrás que hacer las pruebas de cumplimiento de la FCC (o de otros países si estás vendiendo internacionalmente). Además hay reglamentos ambientales como RoHS y REACH que se aplican tanto aquí como internacionalmente. No vendas 50.000 unidades sin hacer las pruebas de conformidad, las multas son una b*.

Aquí hay algunos enlaces a las páginas de la wiki para ellos:

Normalmente elijo un laboratorio de cumplimiento que esté cerca de mí. Ahora resulta que es NTS http://www.nts.com/ , pero también he utilizado TUV http://www.tuv.com/global/en/index.html , met labs http://www.metlabs.com/ e incluso UL http://www.ul.com/ a sí mismos una o dos veces. También he utilizado pequeños lugares independientes. Todos ellos pueden ayudarte, pero a mí me gusta elegir un lugar cercano para poder colarme cuando lo necesito.

También es posible que desee realizar ensayos de seguridad UL para asegurarse de que su producto es seguro, en cuyo caso cualquier laboratorio UL mencionado anteriormente puede ayudarle. Supongo que estarías bajo la norma UL 60950 que es para productos de telecomunicaciones.

2.) Utilizar consultores

Escucha todo el mundo aquí comenzó en un momento sin idea de cómo hacer un esquema o el diseño de una placa. Si nosotros podemos aprender, tú también puedes. Dicho esto, si te lo puedes permitir, no hay nada malo en que un consultor lo haga por ti. Solo recuerda que nadie ama tu producto como tú, así que mantente al tanto. Yo no considero que las tablas de PI sean muy complejas pero no es precisamente una tabla para principiantes. Personalmente me quedaría con la de Estados Unidos o Canadá para mi primer intento. Sin embargo, si realmente va a pedir 20.000-50.000 sé que hay pequeños fabricantes de China (probablemente también de Estados Unidos) que tomarían su diseño, hacer el trabajo y luego manf para usted sólo para obtener el negocio. He trabajado con gente así antes, pero ten en cuenta que no es tan difícil para ellos copiar tu diseño... :) Sucede todo el tiempo.

Además, la distancia, el cambio de horario y la barrera del idioma pueden ser difíciles, pero no imposibles de superar. Una cosa buena de esto es que si tienes un trabajo de día puedes trabajar por la noche en tu proyecto con tus chicos en el extranjero. (Desde luego, nunca lo he hecho antes...)

Estos son los únicos tipos con los que he hecho un producto, hay otros innumerables pero aquí hay algunos ejemplos que lo hicieron bien por mí:

3.) Construya su propio equipo

Bueno, escucha, si puedes hacerlo, contrata a la gente adecuada, a mí me ha ido bastante bien entrar en lugares pequeños que son un desastre en el lado del hardware y arreglar muchos problemas. Tener la gente adecuada con los conocimientos adecuados (tal vez las herramientas adecuadas si tienes suerte). Eso tiene un valor incalculable. Pero eso no debería asustarte a la hora de lanzarte a lo desconocido por ti mismo. Esta sería sin duda la ruta más segura, pero si todos tomáramos la ruta segura, ¿qué diversión habría?

También podría considerar la posibilidad de subcontratar y crear su equipo en otro país. Sin embargo, creo que esto está lleno de trampas. Es difícil subcontratar con eficacia si no se tiene la experiencia necesaria para saber lo que está pasando.

Terminando

Un último consejo de un tipo que ha hecho muchos productos :P Si realmente tienes un canal para mover 50.000 unidades, entonces genial. Pero si es sólo una especulación, no te juegues el cuello comprando un gran pedido para mantener los precios bajos. Encuentra una manera de hacer que funcione donde sólo estás haciendo digamos un 100 y todavía se puede vender sin perder dinero.

Por último, si tu proyecto pi es lo suficientemente épico como para vender 50k unidades considera hacer un proyecto kickstarter (www.kickstarter.com) y ver si puedes pre-vender alguna. Tienen un nuevo requisito de que usted tiene un prototipo de trabajo y demostrar lo que haría con el dinero, pero muchos un proyecto fresco se han dado vida allí.

Buena suerte, y pregúntanos a medida que vayas avanzando.

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Julio César Puntos 3007

Algún ferretero tiene algunas sugerencias excelentes. Tengo un par de adiciones.

1 - Por favor, por favor, por favor, construya primero 10 o 15 unidades antes de comprar piezas y placas por varios cientos. Es realmente una mierda tener que tirar 100 placas porque has puesto una huella de pieza al revés. Pruébalas completamente, sobre la temperatura, después de dejarlas caer, etc. Luego, haz lo mismo para la placa fija que vas a diseñar después de que la primera esté mal de alguna manera. Puede que tengas suerte y que funcione en la primera vuelta. Mi record personal es de 18 versiones antes de la producción, y luego hubo una vuelta de reducción de costos una vez que estábamos en producción. :-0 En verdad, esta era una complicada PCB de 8 capas para un celular, y los IC's estaban siendo desarrollados en paralelo, así que no es tan malo como suena...

2 - ¿Vivienda? ¿En qué lugar los va a alojar? ¿Cómo se va a sujetar la placa en la carcasa y cómo se va a conectar a los botones e interruptores del exterior?

3 - Yo me mantendría alejado de las herramientas gratuitas de PCB para algo como esto. Querrás obtener presupuestos de un par de proveedores de PCB diferentes para esto, y las herramientas gratuitas te encerrarán en alguien.

4 - Piensa en el control de versiones ahora mismo. ¿Qué vas a hacer cuando una pieza se quede obsoleta y tengas que rediseñar algo? Es útil que el software tenga la capacidad de averiguar en qué versión de placa se está ejecutando, y hay un montón de maneras de hacerlo. Poner un número de versión en la placa para poder mirarla y saberlo. No quieres tener que buscar una traza que se ejecuta de una manera determinada para ver qué versión de placa tienes en la mano.

Esto es mucho trabajo, y deberías considerar seriamente la posibilidad de asociarte con una empresa de diseño que pueda hacer todo este trabajo por ti (caro) o asociarte con un tipo de hardware experimentado que ya haya aprendido esto.

13voto

Karthik Puntos 66

Lo que no se menciona aquí es el suministro de las piezas: ¿podrás conseguir las piezas necesarias para construir tu diseño final? Según la información disponible, PI utiliza un procesador específico de Broadcom "system on chip" - ¿estás seguro de que podrás conseguirlo en cantidad?

Por otro lado, ¿estás seguro de que no estás haciendo un exceso de ingeniería? ¿Realmente necesitas toda la potencia de un ordenador linux completo para que tu diseño funcione?

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