.svg)
Onze ervaring met zowel ontwikkeling als productie bij Zign laat zien hoe belangrijk het is om productie-eisen vroeg in het ontwerpproces mee te nemen. Door in deze fase al na te denken over hoe een printplaat wordt gemaakt en getest, kunnen kostbare wijzigingen en tijdrovende herontwerpen worden voorkomen wanneer de lay-out en het ontwerp al zijn afgerond.
Wat maakt een PCB-ontwerp klaar voor productie? Verschillende voorbeelden uit ons werk laten zien hoe printplaatarchitectuur, assemblage en productietests hieraan bijdragen.
In een van onze projecten gaf de klant aan dat voedingsconnectoren op apparaten in hun werkomgeving bij dagelijks gebruik regelmatig beschadigd raakten. We plaatsten het deel met de voedingsconnector op een aparte PCB, zodat dit vervangen kon worden met behoud van de hoofdelektronica.
Dit voegde een extra printplaat en verbinding toe aan de assemblage, maar maakte onderhoud eenvoudiger en kostenefficiënter. Door alleen het beschadigde deel te vervangen, dalen de reparatiekosten en ontstaat minder elektronisch afval. Het laat zien hoe ervaringen uit de beoogde gebruiksomgeving de printplaatarchitectuur kunnen bepalen, met een afweging tussen assemblage-eisen en onderhoudsgemak gedurende de levensduur van het product.
In een ander project ontwikkelden we een centrale verwerkingsprintplaat die verbinding moest maken met verschillende afzonderlijke elektronische units, elk met een eigen PCBA. De printplaat combineerde een aantal bedrade en draadloze interfaces voor communicatie met deze units.
Omdat we verantwoordelijk waren voor het hele systeem, legden we de interfaces tussen de printplaten vast voordat we aan de afzonderlijke lay-outs begonnen: connectortypen, pintoewijzingen, kabelrouting en de manier waarop elke unit geprogrammeerd en getest zou worden.
Door deze verbindingen zo vroeg mogelijk in het ontwikkelproces mee te nemen, kunnen de afzonderlijke printplaatontwerpen goed op het volledige systeem worden afgestemd. Ook wordt het eenvoudiger om te bepalen hoe het complete systeem wordt getest, in plaats van elke printplaat afzonderlijk te testen.
Voor de Pika-warmtepompcontroller van Triple Solar ontwikkelden we de elektronica en het embedded softwareplatform, inclusief afzonderlijke input/output-printplaten voor het aansluiten van sensoren en actuatoren. Als onderdeel van de industrialisatie ontwikkelden we ook een Functional Circuit Tester (FCT) om de PCBA te programmeren en te testen, ontworpen voor naadloze integratie in de productielijn.
De tester combineert programmeren en functioneel testen, zodat printplaten op een consistente manier aan vastgelegde eisen kunnen worden getoetst.
Door de testopstelling tijdens de ontwikkeling mee te nemen, kan worden bepaald welke aansluitingen toegankelijk moeten zijn en waar ze kunnen worden geplaatst. Testapparatuur kan ook voor een bestaande printplaat worden ontwikkeld, maar door beide samen te bekijken ontstaat meer flexibiliteit om de lay-out aan te passen. Dit kan de kosten van de FCT verlagen en het testen tijdens de productie eenvoudiger maken.
De bovenstaande voorbeelden laten zien hoe keuzes in het printplaatontwerp invloed hebben op het werk dat nodig is om het product te assembleren, te testen en te onderhouden. Een vervangbare connectorprintplaat, interfaces die voor het hele systeem zijn vastgelegd en een tester die naast de PCBA is ontwikkeld: elk van deze voorbeelden begon als een ontwerpkeuze en bepaalde uiteindelijk mede hoe het product wordt gebouwd, getest en onderhouden.
Er is geen oplossing die bij elk ontwerp past, maar door deze praktische eisen vroeg mee te nemen, ontstaat meer ruimte om de opties af te wegen. Voor ons bij Zign is dat de waarde van het verbinden van ontwikkeling en productie: begrijpen wat een ontwerpkeuze betekent wanneer het product wordt gebouwd en gebruikt.