프로토 타입을 만드는 방법?
답변:
약 15 년 전에 저는 콜라주에서 곧바로 새로운 EE를 고용했습니다. 직장에서 첫날, 그는 우리가 어떻게 프로토 타입 (빵 보드, 와이어 랩 등)을 만들 었는지 물었습니다. 나는 우리가 PCB를 만드는 데 직접 가고 있다고 말했다.
농담하는 동안 이것은 사실과 멀지 않습니다. 내가 디자인 한 (그리고 많은 일을 한) 제품의 90 %가 이런 식으로 수행되었습니다. 우리는 우리가 만들고 싶은 것을 결정하고 그것을 만듭니다. PCB의 첫 번째 버전이 완벽하게 작동하지 않는 경우가 많으므로 가능한 한 최선을 다해 다른 라운드의 PCB를 빌드합니다. 그런 다음 작동 할 때까지이 프로세스를 반복하십시오.
전기가 아닌 것들에 대해서도 동일한 과정이 수행됩니다. 금속 또는 플라스틱 섀시 등
드물게 연구 중심의 PCB가 필요한 것처럼 느껴질 것입니다. 이것은 우리가 발명해야 할 기술이 매우 어려울 때 실제 제품을 만들기 위해 자원을 바치기 전에 시도해야 할 때입니다. 이 경우 대량 생산이 아닌 R & D를 염두에두고 PCB를 설계합니다. 즉, PCB의 부품이 펴져서 쉽게 조사 할 수 있으며 제조 비용에 크게 신경 쓰지 않습니다.
내가 일한 모든 회사에서 제품이 개발 된 방식입니다. 이 회사들은 더 많은 연구가 필요한 Nasa와 같은 장소가 아닙니다.
저는 아주 작은 회사에서 일하면서 아주 적은 수의 PCB를 만들었습니다. 따라서 프로토 타입을 만드는 방식은 David Kessner가하는 방식과 비슷할 것입니다. 우리는 일반적으로 시간과 자금이 매우 부족하기 때문에 처음에 제대로 해내려고 노력해야합니다. 그렇지 않은 경우에는 보드를 직접 패치해야합니다.
우리의 PCB를 특이하게 만드는 것은 로봇 장치에 있기 때문에 항상 공간에 대해 필사적으로 밀리고 있으며 그 공간은 일반적으로 어리석은 모양입니다. 프로토 타입을 디자인 할 때 대답하려는 질문은 '이 구성 요소가이 공간에 적합 할 수 있습니까?'입니다. 이 프로토 타입은 때때로 CAD에만 존재하지만 디자인이 실현 가능한지 확인하기 전에 레이아웃을 대부분 통과해야합니다. 대부분의 디자인 작업을 마친 다음에는 다음 PCB 실행시 여분의 공간에 디자인을 몰래 넣습니다.
예를 들어,이 작은 원형 PCB는 직경이 15mm에 불과하지만 49 개의 부품이 있으며 전선을 패드에 납땜하여 전력, 통신 및 프로그래밍을위한 공간이 필요합니다. 레이아웃이 가능했는지 확인했습니다. 내가 만든 것이 었습니다.
더 복잡한 보드의 경우 실제로 조사 및 범위 지정을 위해 큰 보드를 배치하는 것이 좋습니다. 이 디자인은 100x100mm (대용량!)로 배치되었으며 디버깅에 매우 유용했습니다. 그런 다음 물리적 제약의 악몽 인 재미있는 모양의 보드에 배치되어 디버깅 기능을 추가하기가 어려워졌습니다. 나는 프로토 타입을 가지고 매우 기뻤습니다.
간단한 "보드"는 없습니다. 주로 회로 보드 일 수있는 제품은 여러 단계를 거칩니다.
대부분의 경우 제품의 기능에 맞게 회로를 설계하지만 첫 번째 버전은 벤치 테스트 보드입니다. 이것은 최종적인 기계적 형태를 가진 것처럼 보이지도 않습니다. 주변을 조사하고 필요한 경우 수정하는 데 필요한 공간이 많은 보드입니다. 일반적으로 모서리에 고무 발이있는 직사각형 보드입니다. 회로는 프로덕션 용이지만 종종 추가 디버그 기능이 있습니다. 예를 들어, 사용하지 않는 프로세서 핀은 프로세서에서 끝나지 않고 레이블이있는 패드로 가져옵니다. 최종 장치에 LED가없는 경우에도 여분의 LED가 있거나 직렬 포트가있을 수 있습니다. 연결, 스코프를 살펴보고, 신호를 공급하는 등에 유용한 다양한 중간 네트워크에 대해 의도적으로 레이블이 지정된 테스트 포인트가 추가됩니다. 회로의 일부를 분리하기 위해 몇 군데에 점퍼가있을 수 있습니다. 이 보드의 요점은 회로를 확인하고 기본 펌웨어를 시작하고 실행하는 것입니다.
회로가 위험하다고 생각하거나 실제로 필요한 것이 무엇인지 알기 어려운 경우에는 플러그 스트립 브레드 보드 중 하나에서 작은 부분 만 테스트 할 수 있습니다. 예를 들어, 얼마 전에 제품이 초음파 신호를 수신하고 처리해야했지만 전류는 매우 낮았습니다. 모든 데이터 시트를 읽을 수 있지만 이와 같은 경우 이득이 충분한 지, 실제로 대역폭을 얼마나 적게 확보 할 수 있는지, 그리고 약간의 낮은 전류 트릭이 실제로 작동하는지 확인하려면 실제 실험이 필요합니다. 예상했다. 트랜지스터 데이터 시트는 일반적으로 부품 특성이 몇 μA에 불과하다는 것을 알려주지 않습니다. 때때로 당신은 물건을 시도해야합니다. 다행히도 이는 드문 일이며 특정 하위 회로로 제한 될 수 있습니다. 그건 그렇고, 나는 3V 퀴와 스 전류에서 초음파 프론트 엔드 증폭기를 35µA로 낮추고 40kHz에서 몇 1000의 이득을 개별 트랜지스터로 얻었다. 실험이 필요했습니다.
첫 번째 벤치 테스트 보드 이후 고객은 불가피하게 처음에 계획 한 것과 다른 것을 원하고, 다른 것을 원치 않을 것입니다. 다음 버전은 일반적으로 기계적 제약 조건을 고려하므로 아마도 더 작은 보드가 될 것입니다. 당신은 그것이 그랬다고 생각할 것입니다. 그것은 일반적으로 회로 문제 때문이 아니라, 이제는 더 많은 사람들이 그것을보고, 냄새 맡고, 만지고 느끼고, 다른 방식으로 주변 사람들과 만나기 때문입니다. 이 사람들은 모두 제품의 세부 사항에 대한 자신의 의견을 가지고 있으며 몇 가지 사항이 바뀔 것입니다.
세 번째 버전은 때로는 제작 준비가 될 수 있지만 일반적으로 모든 사람이 행복하거나 포기하기 전에 하나 또는 두 개 이상의 수정이 필요합니다. 원래 dookicky가 작동했기 때문에 2 년 후에 더 이상 사용되지 않기 때문에 일부 부분이 이동했습니다. 누군가가 제품 아이디어 등을 꿈꿨습니다. 저는 보드의 총 4-5 개 버전이 프로세스와 절차에 자부심을 갖는 대기업에게 가장 가능성이 높다고 말하고 싶습니다.
드래프트 나 시뮬레이션을 신뢰하고 100 ~ 1000 개의 다른 구성 요소 사이의 값 비싼 다층 PCB에 작은 블록을 배치하기 전에 작은 세부 사항을 확인하고 싶을 때마다 내가 가장 좋아하는 프로토 타이핑 방법 :
브레드 보드. 구리 도금 보드.
회로는 그림 과 거의 비슷합니다 . LT AN-104에서 6
출처 : https://electronics.stackexchange.com/a/15059/930
이것은 직장에서 필요하고 큰 PCB를 완성하기 전에 시도하고 싶었던 전압 조정기 설계를 신속하게 점검했습니다. 지저분 해 보이며, 이것이 가장 큰 이점입니다. 홈 랩에서 30 분 동안 프로젝트를 다시 디자인하는 데 걸리는 시간은 작고 분명합니다.
... 단지 세 가지 작은 예이지만 아이디어를 얻습니다. 빠르고 (때로는 매우) 더러워 지지만 짧게 유지 해야하는 모든 것을 짧게 유지하고 좋은 결과를 매우 빠르게 얻을 수 있습니다. 아주 좋은 튜토리얼은 p. LTC 웹 사이트의 Jim Williams의 App Note 47의 28-31 .
물론 이것은 BGA 등에서는 작동하지 않지만 작은 해킹이 필요할 때마다 가장 좋아하는 방법입니다.
전력 전자 관점.
내가 작업하는 PCB는 고전력 노이즈 생성 구성 요소와 저전력 노이즈 감지 부품이 혼합되어 있습니다. 정말 두 세계의 최고입니다.
나는 두 가지 경로를 따르는 경향이 있습니다.
프로젝트가 일부 이전 작업을 기반으로하는 경우 이전 작업을 수행하고 필요에 따라 추가 / 변경 (PCB의 와이어, 공중에 부품을 매달 기 등)하십시오.
프로젝트가 완전히 새롭고 오래된 것을 활용할 방법이 없다면 처음부터 새 보드를 디자인하십시오.
일반적으로 기존 장치를 시작점으로 사용하지 않고 실험실에 이미 하드웨어가있는 경우 (그리고 변경 사항이 구현하는 데 걸리는 시간보다 오래 걸리지 않는 경우) 신선 유닛 제작) 프로토 타입 / 브레드 보드로 사용하면 시간과 비용을 크게 절약 할 수 있습니다. PCB를 "적절하게"얻기 위해 몇 번의 회전이 필요할 수 있으며, 이로 인해 프로토 타입 디버깅 시간이 소요됩니다. 언젠가 우리는 오래된 디자인의 PCB를 사용하여 새로운 빌드를 수행하고 필요에 따라 단순히 부품을 대체 할 것입니다. 이것은 새로운 PCB 레이아웃에 내재 된 위험을 제거합니다.
새로운 PCB를 설계해야 할 때마다 최종 요구 사항에 대해서도 최종 요구 사항에 최대한 가깝게 맞춤 / 형태 / 기능을 달성하려고합니다. 상황이 완벽하게 작동하는 경우를 대비하여 (ha!) PCB 회전에는 시간과 자원이 필요하므로 모든 보드를 면밀히 조사하여 회전 할 때마다 '작동'(또는 '이전보다 더 나은 작동') 할 수있는 최상의 기회를 갖습니다. 말하자면, 지속적인 개선.
첫 번째 PCB 버전 이전에 부분 프로토 타입을 제작해야한다고 생각되면 (또는 일정이 유리한 경우) 관련된 기술에 대한 평가 보드를 결합하거나이를 위해 내장하는 경향이 있습니다. 예를 들어, 마이크로 컨트롤러 보드는이를 FPGA 보드에 연결하는 수동 유선 SPI 인터페이스를 얻거나 PC 병렬 포트에서 일부 모듈을 비트 뱅킹하기 위해 배선 하니스가 생성 될 수 있습니다 (종종 다른 저수준 I / O 래퍼만으로 장치 펌웨어가 됨).
제품 라인을 시작하면 기존 버전의 제품 (또는 동일한 기술을 사용하는 다른 라인의 제품)의 PCB를 프로토 타이핑 플랫폼으로 사용할 수 있습니다. 이는 단순히 새로운 펌웨어를 시험하거나 평가 보드와 함께 사용하거나 하나의 칩을 대체하기 위해 작은 어댑터를 만드는 것, 또는 하나의 부품을 제외한 모든 PCB를 해당 칩의 브레이크 보드로 사용하는 것까지 의미 할 수 있습니다.
원한다면 쉽게 방해가 될 수 있지만 때때로 특정 IC 또는 소형 회로에 대한 반송파 순서에 따라 간단한 PC 보드를 만들어 기능을 추가 (또는 정확한 감독)하는 사내 기능을 사용할 수 있습니다. . 특수 목적 RF 보드에 필요한 밀링 / 레이저 리소스를 사용하여이 작업을 수행 한 장소를 작업했습니다. 개인 프로젝트의 경우 작은 토너 전송 단면 SMT 보드를 한 시간 안에 생산하고 두 번째로 조립할 수 있습니다. 퀵 턴 PCB 하우스의 품질은 아니지만 퀵 턴은 당일 회로 작동을 의미하지 않습니다. 때로는 파일을 보드 하우스로 보낸 다음 프로젝트를 계속 진행하기 위해 나만의 버전을 만듭니다.
일반적으로 우리와 함께 일하는 중국 공장은 우리를 위해 프로토 타입을 만든 다음 문제를 해결하고 기능을 추가하기 위해 수정합니다. 그런 다음 변경 사항으로 다른 프로토 타입을 만들고 수정 사항을 테스트하고 누락 된 부분을 발견합니다. 또는 개선 사항으로 인해 다른 문제 등이 발생했으며 판매 할 수있을 때까지 수정주기를 반복하십시오. (내가 "완벽하게 작동한다"고 말하지 않았다 ...) 때때로 우리가하는 변화는 브레드 보드와 관련이 있지만, 일반적으로 그것들은 그것이 작동한다는 것을 증명할만큼 충분히 서로 납땜 된 공간에 매달려있는 구성 요소 일 뿐이다.
실제로 납땜이없는 브레드 보드에 대부분의 프로토 타입을 만들었을 때만 몇 번만 생각할 수 있었으며 심지어 브레드 보드에 연결된 것 중 일부는 칩 제조업체가 만든 eval 보드 인 자체의 작은 회로 보드였습니다. 또는 칩을 자체적으로 브레드 보드와 함께 사용할 수 없기 때문에 잘라 놓을 수있는 다른 보드도 있습니다.