초보자에서 제조까지가는 방법?

저는 하드웨어 측면으로 들어가고 싶어하는 소프트웨어 전문가로서 실제 세계의 소프트웨어 디자인과 동일한 창의성을 누릴 수 있습니다.

전자 업계에서 "작동 및 작동"하는 방법에 대한 많은 게시물을 여기에서 찾았지만이 목표를 달성 할 수있는 장치가 미래. (아마도 로봇 중심 솔루션, 서보, 센서 등을 제어하는 ​​보드).

나는 내가 초점을 맞추는 곳마다 "나 자신을 모퉁이에 배우지"않기를 원합니다.

Arduino 장치의 유연성과 배우기 쉬운 특성에 대한 좋은 점을 읽었지만 장치를 제조하는 방법에 대한 것을 찾는 데 어려움이 있습니다. 아두 이노 기반 솔루션을 생산할 수있는 제조업체가 있습니까? Arduino를 사용하여 어떤 종류의 프로덕션 볼륨을 사용할 수 있습니까?

프로그래머블 전자 장치의 어떤 영역 / 장치가 제조에 가장 적합합니까?

제조를 염두에두고 학습 및 설계에 관한 팁이나 정보가 있습니까? 초보자를위한 일반적인 팁?

앞으로 나아갈 것을 알려 드리기 위해 ...

직접 제작 한 브레드 보드 또는 프로토 타입 제작에서 실제 PCB 제작에 이르기까지 원하는 시간에 따라 수백 달러에서 수천 달러의 비용이 소요됩니다. .

회로도 캡처 및 PCB 레이아웃

우선 일종의 회로도 캡처 프로그램을 사용하여 설계를 캡처 한 다음 PCB를 설계해야합니다. 가장 인기있는 프로그램 중 하나는 내가 사용하는 EAGLE 입니다. EAGLE Light 버전 ($ 49)을 갖지만 한 시트 (모든 크기), 두 개의 신호 레이어 및 100x80mm (약 4 "x3") 라우팅 영역이있는 회로도에만 사용할 수 있습니다. 진지한 작업을 위해서는 최소한 EAGLE Standard 버전이 필요합니다 ($ 747). 비용이 덜 드는 (무료 인) 대안이있을 수 있습니다. 수천 또는 수만 달러의 비용이 드는 다른 많은 것들이 있습니다. 어쨌든 프로그램 사용 방법을 배우는 데 상당한 시간을 소비해야합니다.

또는 나와 같은 사람에게 지불 해 줄 수도 있습니다 ($$ / 시간).

PCB 제작

보드 제작은 PCB 제작 업체 의 다음 단계 입니다. 여기서 문제는 NRE (반복되지 않은 엔지니어링) 비용입니다. 일부 보드 하우스는 이것을 별도의 그림으로 취급하고 다른 보드 하우스는 보드 당 견적으로 작성했습니다. 어쨌든 보드를 몇 개만 만드는 것이 경제적이지 않습니다. 보드 2 개에 100 달러, 25 개에 500 달러를 소비 할 수 있습니다. 보드 당 몇 달러로 줄이려면 실제로 많은 양이 필요합니다.

문제는 25 개의 보드를 만들고 테스트를 위해 보드를 몇 개만 채우면 작동하지 않는 것을 발견 할 수 있다는 것입니다 (예를 들어 커넥터를 뒤로 배치했기 때문에 쉬운 해결 방법이 없음). 다른 23 개의 빈 보드를 치우면 두 개만 얻는 것이 더 나을 것입니다. 이 현상의 증거로 빈 PCB 스택이 있습니다.

PCB 조립

손으로 보드를 만들려는 경우가 아니라면 보드를 조립해야합니다. 표면 실장 패키지는 다루기가 어렵습니다. 보드에 BGA 또는 QFN 패키지가있는 경우 자체 리플 로우 오븐이없는 경우 직접 빌드 할 수 없습니다.

조립 실에서 처음 두 개의 보드를 만드는 데는 500 달러가 소요될 수 있습니다. 반면 25 개를 구축하는 데 1200 달러가 소요될 수 있습니다. (다시 한 번, 여기서 문제는 NRE 비용입니다.) 보드 당 몇 달러로 줄이려면 많은 양이 필요합니다.

그리고 다른 누군가는 이미 부품을 얻는 문제에 대해 논의했습니다.

DigiKey와 Mouser 모두 수백 개의 부품을 사용할 수 있다면 쉽게 사용할 수있는 부품을 사용해야합니다. 대신 카탈로그에 포함되어 있지만 현재 재고가없는 경우 다른 것을 찾으십시오. DigiKey 또는 Mouser에서 제공하지 않는 특수 부품이 필요한 경우 제품에 통합하기 전에 신뢰할 수있는 출처를 확인하십시오. (참고 : 이례적인 부품을 많이 사용할수록 부품을 PCB 부품 라이브러리에 수동으로 추가해야 할 가능성이 높습니다.)

맞춤 사례

보드를 케이스에 넣고 싶습니까? 사용자 정의 케이스를 설계해야하는 경우 SolidWorks 와 같은 프로그램을 사용하는 디자이너에게는 두 가지가 있습니다 (그렇지 않지만 가능한 사람을 추천 할 수 있음). 몇 가지 사례만으로 시작하려면 SLS ( Selective Laser Sintering) 와 같은 빠른 프로토 타입을 작성해야합니다 . 소량으로 케이스 당 최소 $ 100를 계산하십시오. 케이스 당 몇 달러를 줄이려면 맞춤형 금형을 제작해야합니다. 다시 NRE! 금형에 $ 10,000 이상을 지출 할 계획입니다.

그리고 그것이 귀하의 제품에 적용되는지 알 수 없기 때문에 EMC 또는 EMI 테스트조차 시작하지 않습니다.

이 모든 것에서 알 수 있듯이 생산에 들어갈 때까지 전자 부품의 비용은 일반적으로 보드 당 최대 품목이 아닙니다. 소량으로 직접 조립하면 많은 비용이 절약됩니다. 따라서 손으로 부품을 납땜하는 것은 불가능하지 않다는 점을 염두에두고 설계하는 것이 중요합니다.

대량의 가격을 실제로 얻으려면 일반적으로 중국 등 해외에 가야하지만 처음에는 그렇게하지 않아야합니다.

나는 지난 몇 년 동안이 길을 갔고 현재는 소량의 디자인을 판매하고 있습니다. 나는 Microchip 마이크로 컨트롤러를 초기에 선택했고 그것들을 고수했지만 Arduinos와 AVR 마이크로 컨트롤러는 똑같이 좋은 솔루션으로 보입니다.

PCB 설계

PCB 디자인의 경우 Eagle을 추천 할 수 있습니다. 아주 작은 보드 만 만들었 기 때문에 Light 버전을 지나치지 않았습니다. 그것은 당신이 당신의 자신의 부분을 추가 할 수있게 해줍니다. PCB 트랙의 자동 라우팅을 수행하지만 시간이 지남에 따라이를 적게 사용한다는 것을 알았습니다. 부분적으로 공간이 매우 좁은 보드를 만들고 부품 배치 및 라우팅을 모두 수행하여 모든 것을 포장하기 위해 끊임없이 노력하고 있기 때문에 레이아웃에서 실수를 포착하는 데 도움이되는 디자인 규칙을 확인하는 기능을 제공합니다. 배울 점이 많지만 시간이지나면서 능숙 해지며 디지털 파일로 보드를 제작할 수 있습니다.

PCB 제작

프로토 타입 보드를 직접 만든 다음 초기 프로토 타이핑을 지나면 전문적으로 제작했습니다. Press-n-Peel 전사 필름과 레이저 프린터를 사용하여 양면 보드의 프로토 타입을 제작했습니다. 나는 0.5mm 패드 간격의 작은 QFN 표면 실장 패키지로 보드를 일상적으로 만듭니다. 전문적으로 제작 된 보드의 가격은 100여 개 수량에 대해 3 달러에서 10 달러 사이입니다.

PCB 조립

전기 프라이팬을 사용하여 리플로 납땜을 성공적으로 수행합니다. 약간의주의를 기울이지 만 합리적이고 안정적입니다. 가장 느린 부분은 솔더 페이스트를 보드에 가져 오는 것입니다. 그러나 솔더 마스크를 더 쉽게 만들 수있는 귀찮은 경우. QFN과 같은 무연 패키지는 크기가 작고 문제가 많지 않기 때문에 자주 사용합니다. 원하는 경우 리드가 포함 된 패키지를 직접 납땜 할 수 있지만 팬에서 솔더 페이스트와 리플 로우를 사용하는 것이 더 빠르다고 생각합니다.

일단 당신이 상당한 양에 들어가면 당신은 다른 사람을 대신해서 당신을 위해 집회를하도록 돕고 싶을 것입니다. 아직이 작업을 수행하지는 않았지만 30 개 보드의 경우 $ 6500의 가격으로 견적되었습니다. 부품 가격은 약 $ 80입니다. 따라서 추가 비용은 중요하지 않지만 직접 조립하는 데 시간이 얼마나 걸리는 지에 달려 있습니다. :)

(대규모) 시간 투자 외에도, 가장 큰 단일 투자는 아마도 Bitscope의 USB 디지털 오실로스코프 및 로직 애널라이저 였을 것입니다.

조기 최적화는 모든 악의 근원입니다.

Arduino는 시작하기 좋은 곳입니다. 아직 대량 생산에 대해 걱정하지 마십시오. 벨트 아래에 몇 가지 디자인이 있으면해야 할 일을 훨씬 더 잘 이해할 수 있습니다.

새로운 하드웨어를 배우는 것이 게임의 일부입니다. 피하려고하지 마십시오. 엔지니어가 많을수록 엔지니어가 더 좋아집니다.

소프트웨어와 하드웨어의 차이점을 강조한이 비디오를보십시오.

하드웨어가 당신을 삭감합니다 (NSFW 언어 포함)

TV-B-Gone의 디자이너 인 Mitch Altman은 The Next Hope에서 프로젝트를 아이디어에서 현실로 가져 오는 것에 대해 이야기했습니다.

여기 MP3가 있습니다.

Mitch는 자신의 애완 동물 프로젝트 (TV-B-Gone 범용 리모콘 포함)를 아이디어에서 현실로 가져 왔으며, 자신이 좋아하는 일을 생계로 만들었습니다. Mitch는 연구, 개발, 제조, 판매 및 유통 단계를 통해 단순한 아이디어에서 자신의 프로젝트를 가져 오기 위해 취한 실질적인 단계를 간략하게 설명합니다. 세계). 이 강연은 또한 자신의 사업 운영의 함정을 보여줄 것입니다.

Dave Jones는 대용량 PCB 설계에 대한 자습서를 게시했습니다.

http://www.eevblog.com/2010/11/15/eevblog-127-pcb-design-for-manufacture-tutorial

PCB 제조의 경우 스트립 보드 및 브레드 보드에서 많은 프로토 타이핑을 수행하고 "생산"장치의 전문 PCB로 직접 이동할 수 있습니다. 저는이 사람들을 사용하며 매우 기뻤습니다 : http://iteadstudio.com /store/index.php?main_page=product_info&cPath=19_20&products_id=175 Seeed는 동일한 가격으로 itead와 동일한 팩토리를 사용합니다.

PCB 레이아웃의 경우 무료 버전에 몇 가지 제한이 있으며 사용하기가 다소 어려우므로 EAGLE에 너무 많은 시간을 투자하지 마십시오. 대신 kicad와 geda를 잘 살펴 보는 대신 무료 소프트웨어이며 EAGLE보다 성능이 뛰어납니다.

나는 초보자이기 때문에 소금 알갱이로 이것을 가져 가라. 그러나 나는 지난 달에 이것을 많이 연구 했으므로 좋은 초보자에게 필요한 관점을 가져 오기를 희망한다. 내가 찾은 것은 다음과 같습니다.

참고 : 두 가지 약어 (PCB, SMD 등)를 사용하고 있습니다. 나는이 개념들이 의도적으로 무엇을 의미하는지 쓰지 않았다. 왜냐하면 당신들은이 개념들을 친밀하게 알아야 할 것이기 때문이다.

1. 프로토 타입 (Arduino?)에서 PCB 버전으로 이동해야합니다. 우선, EEVBlog의이 두 비디오를보십시오 : 비디오 1 , 비디오 2
2. 프로토 타입에서 PCB 버전으로 전환한다는 것은 스루 홀 구성 요소에서 SMT 구성 요소로, 본격적인 Arduino에서 베어 본 칩 솔루션으로 전환하는 것을 의미합니다. 좋은 소식은 여전히 ​​Arduino처럼 프로그래밍 할 수 있다는 것입니다. 그렇게하는 방법은이 블로그 게시물을 참조하십시오. 프로젝트가 충분히 단순하면 ATMEGA328p 대신 ATTINY (45 또는 85)를 사용하십시오. 방법 은 MIT Lab의이 게시물을 참조하십시오 .
3. 브레드 보드 또는 다른 프로토 타이핑 도구를 사용하여 평소와 같이 no-arduino 프로토 타입을 제작하십시오. Octopart를 사용하여 필요한 부품을 찾을 수 있습니다 . 매우 유용한 것은 BOM 기능입니다.
4. BOM (Bill Of Materials)을 만들어 부품 비용이 얼마인지 확인하십시오. Octopart 를 사용 하여 부품을 구입할 수있는 가격과 최상의 장소를 찾으십시오.
5. 프로토 타입이 이런 식으로 완료되면 이제 프로토 타입을 PCB 버전으로 변환해야합니다. 보드가 충분히 단순하면 PCB 회로도에 Fritzing 을 사용 하고 PCB 제조를 위해 Gerber 파일을 사용할 수 있습니다 . 그렇지 않으면 EAGLE 또는 kiCAD 와 같은 프로그램을 사용하십시오 .
6. PCB를 직접 제작하고 부품을 납땜하십시오. 다음은 SMD 부품에 대한 유용한 기술을 갖춘 비디오입니다 . 더 많은 정보를 원하시면 (나는 그것의 모든 필요) 여기 요 .
7. 납땜 후에는 시험 적으로 테스트하십시오. 당신은 실수를하고 그들 중 아무것도 작동하지 않는 것을 찾기 위해 제조 된 500을 사고 싶지 않습니다. Fritzing은 그들의 프로그램으로 만든 일회성 보드를 생산할 것입니다. 비용은 약 40-50 $입니다. 싸지는 않지만 결국 이것은 프로토 타입입니다. 프레스 앤 필 공정을 사용하여 PCB를 직접 만들 수도 있습니다. 여기에 좋은 비디오가 있습니다 .
8. 거대해! 보드 인증을 받아야 할 수도 있습니다. 이것은 길고 비싼 과정입니다.
9. PCB에 대한 확신이 있으면 Seeed studio는 Propagate 프로그램을 통해 합리적인 가격에 소량 (100-1000)의 소량 (100-1000)의 소량 (100-1000)을 제조 합니다.

SeeedStudio를 살펴보면 HW 프로젝트를 시작하는 데 도움이되는 많은 도구를 제공하는 것 같습니다.

걱정되는 기술 코너인지 비즈니스 코너인지 확실하지 않습니다.

나는 '애호가'에 대해 약간 황홀 할 수 있지만, 세계가 실제로는 산업이 아닌 로봇 서브 시스템이 더 필요하다는 것을 심각하게 의심합니다.

1- 오프에서 수백만-오프까지 모든 수량에 대해 하청 계약 생산 시설이 존재하며, PCB와 같은 것은 다음 날부터 몇 주까지 모든 시간 규모로 만들 수 있습니다. 전자 생산에 대한 저의 경험은 부품 제조업체가 부품 제조업체를 찾아 다닐 수 없을 정도로 부품 공급이 가장 큰 문제 중 하나라는 것입니다. 오늘날 가치가 낮은 부품의 경우 심각하고 심각하게 증가 할 것입니다.

아마도 당신은 당신의 질문을 약간 명확히해야 할 것입니다-당신은 투기 적으로 장치를 설계하고 제조 한 다음 공개 시장에 배치 할 계획입니까?

마이크로 컨트롤러 프로그래밍을 쉽고 저렴하게 시작하려면 TI의 새로운 Launchpad 개발 툴킷을 사용하는 것이 좋습니다. 발사대

이 비용은 5 달러에 불과하며 제 생각에는 배우기가 매우 쉽습니다.

여기에는 PCB 팹 및 어셈블리에 대한 많은 훌륭한 정보가 있습니다. 나는 내 자신의 의견 몇 가지를 전달할 것이다. 조립 실에 갈 수는 있지만 특히 스텐실의 초기 비용이 청구됩니다. 집에서 조립하기로 결정했다면 놀라 울 정도로 큰 IC (FPGA, 마이크로 컨트롤러, RAM 등)를 납땜하는 것이 쉽지만 2 개 또는 3 개의 연결 만있는 표면 실장 부품은 다루기가 쉽지 않습니다. 그 작은 것들에 쓰루 홀 구성 요소를 사용하는 것에 관한 일. 개인적으로 볼 그리드 어레이를 납땜하려고하지 않았습니다. 어쩌면 나는 그것을 스스로 해결하려고 노력해야하지만 그것은 나에게 긴급한 문제가 아닙니다.

대량의 작업을 수행하려는 경우 (수백만 만 생각) "제조를위한 설계"를 수행하여 설계를 쉽고 저렴하게 구축 및 테스트 할 수 있도록 최적화합니다. 제조 엔지니어가 1,000,000 단위의 제조 비용을 2 센트 삭감 할 수 있다면 크게 절약 할 수 있습니다.

500 단위의 경우 상대적으로 적은 양입니다. 여기에 좋은 표현이다 도쿄 오픈 하드웨어 프리젠 테이션 - 당신의 물건을 만들어하기 로, 위험한 프로토 타입 . 기본적으로 그들은 당신이 말하는 수준에서 당신이 보드를 직접 짓기에는 너무 작으며 그들이하는 것처럼 이행 하우스를 사용해야한다고 말합니다 ( Seeed Studios ). 그들은 관련된 단계와 필요한 것을 겪습니다. 슬라이드 데크 도 다운로드 할 수 있습니다.