Разработка электронного устройства

Электронные устройства

К основным задачам электронных устройств относятся прием, генерирование, преобразование электромагнитных колебаний, а также инфракрасного, рентгеновского, видимого и ультрафиолетового излучений. Все электронные устройства делятся на:

1. Силовую электронику, к которой относятся магнитный усилитель, выпрямитель, источник питания.
2. Слаботочную электронику, к которое относятся аналоговые (генератор, компаратор, фильтр, смеситель, фильтр, усилитель и т.п.) и цифровые (логический элемент, генератор тактовых импульсов, триггер, сумматор, дешифратор, запоминающее устройство, мультиплексор и т.п.) устройства.

Разработка электронного устройства

Процесс разработки электронного устройства, в зависимости от технического задания и имеющихся ресурсов можно разделить на следующие этапы:

1. Разработка стратегии развития продукта. Данный этап состоит из привлечения эксперта соучредителя (данный этап необходим в том случае, если исполнитель не обладает достаточными знаниями о процессе разработки электронных устройств), привлечения инженеров со стороны, заказа дизайна, заключения контракта с производителем.
2. Разработка электроники. На данном этапе проводится технико-экономическое обоснование, разработка принципиальной схемы, проектирование печатной платы, формирование окончательной спецификации, заказ прототипа печатной платы, программирование и отладка, сертификация. Технико-экономическое обоснование основывается на предварительном понимании состава будущего электронного устройства, прогнозирования ориентировочной стоимости и ожидаемой прибыли, технологичности устройства. Первым этапом обоснования является разработка блок-схемы, которая определяет каждый электронный блок устройства и связь между ними. Благодаря ей относительно просто определить тип и количество необходимых портов. Затем осуществляется выбор компонентов (дисплеи, разъемы, микросхемы, датчики и т.п.), в зависимости от ожидаемой стоимости устройства и требуемых функций. После этого производится оценка себестоимости устройства с целью определения цены продажи и ожидаемой прибыли. На этом этапе обязательно должны учитываться сборка и изготовление печатной платы, стоимость тестирования и упаковки, нормы возврата и брака, пошлины на хранение. Разработка принципиальной схемы один из самых важных этапов, она показывает каждый компонент, от микросхемы до резисторов, и соединения между ними. Исключить серьезные ошибки в процессе разработки схемы позволяет использование специального программного обеспечения. После окончания разработки принципиальной схемы приступают к проектированию печатной платы. Разводка печатной платы, как правило, осуществляется в том же программном обеспечении, что и принципиальная схема. Самыми сложными элементами печатной платы являются маршрутизация питания, размещение компонентов беспроводной связи и высокоскоростных сигналов. Процесс формирования окончательной спецификации осуществляется программным обеспечением.
3. Разработка корпуса. Этап разработки корпуса состоит из создания 3-D модели, заказа прототипа корпуса и литья под давлением. Для создания 3-D модели электронного устройства используются разнообразные пакеты программного обеспечения, например, PTC Creo, Solidworks или Fusion 360. После разработки модели появляется возможность ее превращения в физический прототип, также она может использоваться в маркетинговых целях. Самый большой риск при разработке 3-D модели устройства заключается в том, что может получится дизайн непригодный для запуска серийного производства. Получение прототипа корпуса электронного устройства может быть осуществлено двумя способами. Первый из них подразумевает использование 3-D принтера, а второй обработку блока материала на станке с числовым программным управлением. Массовое производство корпуса электронного устройства происходит при помощи литья под давлением. Данный этап один из самых затратных, а основной вклад в конечную стоимость - изготовление пресс-формы. У нее имеется полость в форме изделия, куда впрыскивается расплавленный пластик. От прочности пресс-формы зависит количество корпусов, которое можно изготовить. Например, формы из алюминия позволяют сделать пару тысяч корпусов, а из стали высокого качества на несколько порядков выше.