Progettazione Schede Elettroniche
La progettazione delle schede elettroniche consiste nell'organizzare il posizionamento di componenti elettronici in grado di gestire un'applicazione in un contesto funzionale specifico.
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Deve essere conforme alle normative internazionali in base all'applicazione. Il risultato della progettazione di schede elettroniche genera la documentazione per la produzione di serie. La progettazione delle schede elettroniche è una fondamentale attività della progettazione elettronica.
PROGETTAZIONE SCHEDE SETTORE MEDICALE
Trova nei seguenti link l'argomento di tuo interesse.
COSA SONO LE SCHEDE ELETTRONICHE
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QUANTO COSTA UNA PROGETTAZIONE CUSTOM
TIPOLOGIE DI SCHEDE ELETTRONICHE
BLOG COME SI PROGETTANO LE SCHEDE ELETTRONICHE
COSA SONO I CIRCUITI STAMPATI E LA LORO INVENZIONE
CONSIGLI PER I PRINCIPIANTI IN ELETTRONICA
PRODUZIONE SCHEDE ELETTRONICHE
EVOLUZIONE PROGETTAZIONE NEI TEMPI
In cosa consiste la progettazione delle schede elettroniche personalizzate?
Paragoniamo questa attività a quella di un sarto. Bernini Design progetta schede elettroniche su misura dal 1984.
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L'installazione di schede elettroniche "su misura", riduce molti costi. L'Italia ha risorse produttive nel settore dell'automazione e dei macchinari di vario genere. Le schede elettroniche permettono di ridurre notevolmente il numero dei componenti necessari a controllare, ad esempio, un sistema di confezionamento oppure una specifica macchina agricola.
L'introduzione di una scheda apposita ne riduce notevolmente i tempi di assemblaggio e collaudo.
La progettazione di schede elettroniche è giustificata se offre induscutibili vantaggi di funzionalità ed affidabilità. Una pessima progettazione causa inutili costi. La progettazione di schede elettroniche comprende attività hardware e software complesse con provocazioni alquanto variegate incapsulate nel concetto generale di:
PROGETTAZIONE ELETTRONICA HARDWARE E SOFTWARE
Questa attività richiede esperienza almeno ventennale e conoscenze delle tematiche tecnologiche coinvolte nelle varie applicazioni.
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Bernini Design fornisce campioni di riferimento e tutto il necessario per rendere il cliente libero di produrre la scheda ove desidera.
NORMATIVE INTERNAZIONALI PER LE SCHEDE ELETTRONICHE
La progettazione delle schede elettroniche richiede due livelli di conformità. Il primo, indispensabile, è la conformità agli standard internazionali per i circuiti stampati.
IPC2221/22/23, UL796 , CEI91/68
Il secondo livello, molto più complesso, consiste nella conformità della scheda elettronica al contesto della sua applicazione.
UL / CSA / DIN / ISO26262 / IEC60730 / IEC60335
Ci sono problematiche di sicurezza fisica e di funzionamento.
Per ottemperare a questo livello, Bernini Design deve essere messa a conoscenza dei dettagli applicativi.
COSA SONO LE SCHEDE ELETTRONICHE
COSA SONO LE SCHEDE ELETTRONICHE
Le schede elettroniche sono costituite da un circuito stampato di varia forma geometrica su cui sono assemblati componenti elettronici. Solitamente le schede elettroniche hanno i componenti assemblati su una faccia denominata lato componenti. La faccia inferiore presenta connessioni e punti di saldatura e fissaggio.
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Schede complesse hanno componenti sulla faccia superiore ed inferiore. Schede molto complesse si sviluppano su più assi oppure, nel caso di circuiti flessibili, assumono forme curve. Le schede elettroniche sono dotate di connessioni di varia natura per interfacciarsi ed essere alimentate. Alcune tipologie di schede comunicano via radio: le schede wireless.
LE FUNZIONI TIPICHE
Fondamentalmente le schede elettroniche hanno degli ingressi e delle uscite denominate "funzioni generiche". Le funzioni svolte dalle schede elettroniche comprendono essenzialmente la generazione di operazioni sulle uscite in funzione dello stato degli ingressi. Per ingressi si intendono anche le linee di alimentazione, che possono essere anche batterie.
VEDI LE COMUNI TIPOLOGIE DI SCHEDE ELETTRONICHE
Le tipologie di ingressi sono sensori digitali od analogici, interruttori, pulsanti. Le uscite sono altrettanto digitali od analogiche con vari livelli di potenza. La strada maestra è dettata dal committente. Esprime una necessità al progettista (in seguito TEAM LEADER) che deve essere convertita in una o più schede elettroniche oppure in un'apparecchiatura elettronica.
PROGETTAZIONE IN TRE PASSI
Le schede elettroniche progettate da Bernini Design SRL sono gestite da un team leader, un progettista hardware, un progettista software, un esperto in produzioni elettroniche ed un tecnico di laboratorio. Si segue una procedura riassunta in 3 passi.
PASSO NUMERO UNO
Il team leader analizza le esigenze del committente che può essere un'entità senza competenze in elettronica oppure uno studio specialistico.
Bernini Design Srl sottoscrive i documenti di riservatezza (NDA).
Attraverso un processo di brainstorming, il TEAM LEADER armonizza ed ottimizza i risultati migliori che sincronizzano pienamente con le esigenze del cliente in termini tecnici ed economici.
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bernini@bernini-design.com
Il TEAM LEADER è certamente la figura chiave in quanto, pur non avendo conoscenze profonde in hardware e software, focalizza l'attenzione a livello globale immaginando con accuratezza il prodotto finito. Il TEAM LEADER in pochi minuti vede intravede la fattibilità di progettazione della scheda elettronica. Segue il PASSO NUMERO DUE.
PASSO NUMERO DUE
Bernini Design comunica la fattibilità descrivendone le caratteristiche ed i costi approssimativi. Nel caso il committente necessiti di un'offerta ufficiale e precisa, la Bernini Design emette una consulenza esaustiva. Se accettata, si passa alla seguente fase.
PASSO NUMERO TRE
Il terzo passo è l'esecuzione materiale del progetto. La consegna, nei termini stabiliti, comprende:
- Prototipo sperimentale usato per lo sviluppo
- Schizzi, disegni e bozze di sviluppo preliminare
- Link a video dimostrativi del funzionamento
- 3 Schede Elettroniche Industrialmente Finite
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5 Documentazione accurata componenti utilizzati
6 Schemi elettrici, schemi tecnici, BOM, PDF, ecc.
7 Data sheet dei componenti principali
8 File Gerber e CNC per la produzione dei circuiti stampati
9 3 circuiti stampati non popolati da componenti
10 File Pick & Place per assemblaggio SMD
11 Guida generale per la ricerca guasti
12 Certificazione della scheda elettronica
13 Sorgenti software in linguaggio ANSI C commentate
14 Software applicativi per la connessione a mezzo UART
15 Raccomandazioni per la produzione ed il collaudo
16 Consegna delle prove distruttive eseguite
17 Descrizione piano "B" in caso di obsolescenza di componenti chiave
18 Certificato di garanzia del progetto per l'hardware ed il software di 3 anni
PER UNA BUONA PROGETTAZIONE
Occorre una vasta esperienza applicativa in schede elettroniche per macchine agricole, attrezzature enologiche, centraline elettroniche CANBUS, strumentazione, apparecchiature scientifiche, sistemi di sicurezza, apparecchiature e dispositivi medicali, data loggers, centrali termiche, automazione industriale, elettronica industriale ed energie alternative.
In sostanza esperienza nel tessuto tecnologico italiano molto variegato ma con due stringenti necessità obbligatorie:
AVERE COSTI RAGIONEVOLI
ESSERE AFFIDABILI
TEMPI CONSEGNA RAPIDI
GARANZIA DI ALMENO 3 ANNI
CONFORMI AGLI STANDARD INTERNAZIONALI
EVOLUZIONE DELLA PROGETTAZIONE SCHEDE ELETTRONICHE
In passato si poteva considerare la progettazione di schede elettroniche un'attività chiusa in sé stessa. Come ad esempio l'attività di un consulente di traduzioni in una particolare lingua. Si fornisce il testo in italiano ed il consulente di ampia professionalità traduce il tutto non da dizionario ma dandone un senso compiuto e leggibile. Il traduttore professionale crea un ambiente di lettura adeguato per l'utente a cui è indirizzato il prodotto. Questo era vero per l'elettronica del passato. Bastava indicare uno schema elettrico oppure descrivere le funzioni ed il progettista elettronico sviluppava i prodotti. Purtroppo questa filosofia di lavoro non è più valida. Oggi ci sono parametri nuovi che entrano in gioco. Il mercato globale richiede un export in svariate nazioni; occorre perciò un'affidabilità totale e l'armonizzazione del prodotto alle normative internazionali.
APPROCCI PROGETTUALI POST ANNI '70
Negli anni '70 si poteva andare ai mercatini dell'elettronica e comperare a 'peso' schede elettroniche di varia natura, specialmente da vecchi computer o sistemi di registrazione dati su nastro. Era un periodo di grande fermento. Molti 'hobbisti' toglievano componenti interessanti da queste schede essenzialmente di produzione americana. Iniziavamo ad entrare in modo preponderante i primi sistemi a microprocessore. Allora c'era una febbrile progettazione di schede elettroniche di qualsiasi tipo e natura. Nascevano anche i primi tools di progettazione di circuiti stampati su work stations. La continua evoluzione dell'elettronica impone la presenza di svariati componenti in grado di svolgere molteplici funzioni. È cambiata l'economia e l'elettronica in Italia si adegua. Non si progettano più le centinaia di schede digitali per anno, ma ci si concentra su prodotti speciali, con produzioni limitate ad alcune centinaia di pezzi per anno. L'Italia è in grado di proporre oggetti speciali in cui trova sempre più spazio l'elettronica. Bernini Design è in grado di aiutarvi a sviluppare prodotti elettronici competitivi e tecnologicamente avanzati. Intorno al 1984, una svolta epocale nella progettazione dei circuiti stampati:
Generati dai primi sistemi cad (PCAD, il più famoso) per la progettazione dei circuiti stampati: via via i nastrini colorati rossi e blu ed i caratteri trasferibili MECANORMA sono scomparsi dai tavoli dei progettisti. Sono rimaste tuttavia nella mente dei progettisti le linee guida principali
PAGAMENTI E COLLABORAZIONE
I tempi di consegna di un progetto di scheda elettronica sono tipicamente di 30 giorni. I tempi di consegna dipendono da:
-Chiarezza delle necessità del cliente
-Complessità della scheda elettronica
-Tipologia di certificazione richiesta
-Tempistica di collaudo sul campo
Per avviare il processo di progettazione, la Bernini Design richiede un anticipo del 30% sull'ammontare concordato. Si richiede un 30% alla consegna del prototipo funzionale. Il saldo alla consegna dei campioni industrialmente finiti, completi di documentazione.
Oltre alle condizioni generali di vendita della Bernini Design SRL relative a prodotti o manufatti di natura elettronica, la progettazione di schede elettroniche è soggetta a particolari condizioni commerciali diverse dalla vendita di comuni servizi. Il prezzo della progettazione elettronica deve essere menzionato nel contratto di fornitura.
La collaborazione è fondamentale per il successo di un progetto. La Bernini Design SRL assicura un'esperienza pluriennale nella progettazione delle schede elettroniche, indicando chiaramente le diagnosi e le verifiche da attuare sui prototipi forniti. In questa ottica, le prove ed il feedback del cliente sono fondamentali per il pieno successo del progetto.
Il progettista hardware abbozza una struttura che implementa le funzionalità hardware di ingressi ed uscite. Il progettista software abbozza un diagramma di flusso in grado di gestire le funzionalità hardware. Un tecnico commerciale verifica la disponibilità e la compatibilità economica dei componenti proposti. Il tecnico di laboratorio esprime il proprio giudizio in merito alla fattibilità. Il team leader è il leader che amalgama tutte le risorse al fine di ottenere un progetto eccellente richiesto dal cliente. In conclusione, la progettazione delle schede elettroniche è il risultato di una collaborazione di esperti in discipline tra loro molto diverse ma che di comune accordo devono generare un progetto affidabile, conforme alle normative di sicurezza, con costi e funzionalità accettabili dal cliente. Questa pagina presenta, dopo un'interessante prefazione, le linee guida sul come progettare le schede elettroniche.
PROGETTAZIONE E COLLAUDI
In casi particolari il collaudo è eseguito da una postazione remota, spesso il nostro centro studi e ricerche. Per mezzo di sistemi intelligenti remoti possiamo collaudare il prodotto a distanza. Non risulta necessario trasferire del personale per fare aggiornamenti al prodotto. Il prodotto è progettato appositamente per essere sviluppato e migliorato a distanza. Grazie ai protocolli TCP-IP che comunicano via INTERNET, possiamo perciò ottimizzare un progetto a distanza. Alla fine dei test possiamo tuttavia prevedere una fase di produzione manuale di alcuni campioni. Si tratta di alcuni campioni 100% uguali a quelli previsti per la produzione di serie. Possono essere installati sul prodotto finale ed eventualmente controllati a distanza per correggere errori minori dell'automazione. Passiamo infine alla produzione delle schede elettroniche su piccola, media o larga scala. Lo scopo della progettazione è soddisfare le esigenze del cliente. Ribadiamo l'importanza di vedere il risultato del lavoro della nostra progettazione elettronica. Questo è il modo migliore per tenere traccia dei propri progressi ed esperienza. Usare il supporto informatico, ma l'uso di carta e penna è il metodo migliore per creare nuovi circuiti neuronali nel proprio cervello. Il collaudo dinamico in cui una logica programmabile attiva e disattiva l'alimentazione fornendo eventi random agli ingressi è la metodologia migliore per evidenziare particolari difetti hardware e software.