Роль прототипирования в разработке электронных устройств
Разработка электроники начинается с прототипирования. Прототипы могут быть очень похожи на конечный продукт, но они всегда экспериментальны по своей природе, ведь прототипирование электроники предполагает применение новых концепций, идей и решений. Несмотря на связанные с прототипированием риски, не стоит пытаться сразу собрать конечный продукт, т.к. это может привести к нежелательным последствиям. В этой статье мы поговорим об этапах прототипирования и важности этой практики в процессе проектирования устройств.
Технический директор
Андрей Соловьев
Польза прототипирования в процессе разработки электроники
Создание нового продукта начинается с идеи, которая шаг за шагом проходит через процесс проектирования и воплощается в конечном продукте, готовом к серийному производству. В каком-то смысле разработчикам приходится работать «вслепую», поскольку нельзя сказать наверняка, какое решение сработает, и какие компоненты окажутся эффективнее или рентабельнее. Поэтому прототипирование устройства играет важную роль в разработке электроники.
Прототипирование дает как минимум несколько преимуществ:
Прототипирование дает как минимум несколько преимуществ:
1. Проверка концепции
Часто, когда к нам обращаются с просьбой разработать устройство, у заказчика есть только концепция, т.е. идея того, как прибор или система должны работать. Но сможет ли конечный продукт функционировать так, как хочет клиент, не всегда ясно. И тогда создание прототипа может подтвердить или опровергнуть реализуемость концепции.
2. Анализ экономической эффективности
Заказчику важно не просто подтвердить реализуемость идеи или спроектировать устройство. Станет ли продукт коммерчески успешным зависит от его рентабельности. Приблизительно оценить затраты на проектирование продукта можно и до фазы прототипирования. Но создание опытного образца позволяет уточнить эту оценку, а также оценить стоимость серийного производства продукта.
3. Прототипирование ускоряет разработку
Может показаться, что прототипирование электроники – это пустая трата денег и времени, и что их лучше бы потратить сразу на создание конечного продукта. Однако разработка опытных образцов ускоряет проектирование в долгосрочной перспективе, т.к. помогает выявить и устранить самые критические проблемы на ранних стадиях работы. Если же пытаться устранить такие проблемы на поздних этапах, времени может потребоваться заметно больше.
4. Свежий взгляд
При разработке электроники и ПО свежий взгляд на проблему никогда не бывает лишним. К тому же заказчики могут отдавать такие задачи на аутсорс компаниям, у которых больше опыта в этих областях.
Поэтому если у вас есть идея продукта, но вы не знаете, как воплотить ее в жизнь, свяжитесь с КЕДР Solutions, чтобы наша команда оценила концепцию свежим взглядом.
5. Снижение стоимости
Во-первых, чем раньше команда выявит проблемы в конструкции устройства, тем дешевле их устранить. Во-вторых, на стадии прототипирования разработчики могут найти более дешевые альтернативы изначальным решениям, что снизит себестоимость конечного продукта. Так, работая над музыкальной Bluetooth-педалью, наша команда изначально хотела использовать более дорогой BLE-модуль, но созданный нами прототип показал, что модуль можно заменить на более дешевый nRF51822 без ущерба функционалу устройства.
6. Проверка составляющих
На стадии прототипирования команда может разделить устройство или систему на более простые составляющие и проверить их отдельно. Это помогает выявить потенциальные проблемы и найти лучшее решение. Если вам интересно узнать об этом подробнее, прочтите нашу статью о методах тестирования печатных плат и электроники.
7. Привлечение инвестиций
У непосредственного заказчика и автора идеи не всегда хватает денег на длительную и дорогостоящую разработку. Приходится привлекать средства со стороны. В таких случаях прототип устройства создается для того, чтобы продемонстрировать его потенциальным инвесторам и убедить их профинансировать дальнейшую разработку.
Впрочем, несмотря на перечисленные выгоды, прототипирование несет и определенные риски.
Часто, когда к нам обращаются с просьбой разработать устройство, у заказчика есть только концепция, т.е. идея того, как прибор или система должны работать. Но сможет ли конечный продукт функционировать так, как хочет клиент, не всегда ясно. И тогда создание прототипа может подтвердить или опровергнуть реализуемость концепции.
2. Анализ экономической эффективности
Заказчику важно не просто подтвердить реализуемость идеи или спроектировать устройство. Станет ли продукт коммерчески успешным зависит от его рентабельности. Приблизительно оценить затраты на проектирование продукта можно и до фазы прототипирования. Но создание опытного образца позволяет уточнить эту оценку, а также оценить стоимость серийного производства продукта.
3. Прототипирование ускоряет разработку
Может показаться, что прототипирование электроники – это пустая трата денег и времени, и что их лучше бы потратить сразу на создание конечного продукта. Однако разработка опытных образцов ускоряет проектирование в долгосрочной перспективе, т.к. помогает выявить и устранить самые критические проблемы на ранних стадиях работы. Если же пытаться устранить такие проблемы на поздних этапах, времени может потребоваться заметно больше.
4. Свежий взгляд
При разработке электроники и ПО свежий взгляд на проблему никогда не бывает лишним. К тому же заказчики могут отдавать такие задачи на аутсорс компаниям, у которых больше опыта в этих областях.
Поэтому если у вас есть идея продукта, но вы не знаете, как воплотить ее в жизнь, свяжитесь с КЕДР Solutions, чтобы наша команда оценила концепцию свежим взглядом.
5. Снижение стоимости
Во-первых, чем раньше команда выявит проблемы в конструкции устройства, тем дешевле их устранить. Во-вторых, на стадии прототипирования разработчики могут найти более дешевые альтернативы изначальным решениям, что снизит себестоимость конечного продукта. Так, работая над музыкальной Bluetooth-педалью, наша команда изначально хотела использовать более дорогой BLE-модуль, но созданный нами прототип показал, что модуль можно заменить на более дешевый nRF51822 без ущерба функционалу устройства.
6. Проверка составляющих
На стадии прототипирования команда может разделить устройство или систему на более простые составляющие и проверить их отдельно. Это помогает выявить потенциальные проблемы и найти лучшее решение. Если вам интересно узнать об этом подробнее, прочтите нашу статью о методах тестирования печатных плат и электроники.
7. Привлечение инвестиций
У непосредственного заказчика и автора идеи не всегда хватает денег на длительную и дорогостоящую разработку. Приходится привлекать средства со стороны. В таких случаях прототип устройства создается для того, чтобы продемонстрировать его потенциальным инвесторам и убедить их профинансировать дальнейшую разработку.
Впрочем, несмотря на перечисленные выгоды, прототипирование несет и определенные риски.
Объективные риски прототипирования электроники
1. Исходная концепция или идея может оказаться нежизнеспособной. Даже если идея реализуема в принципе, из-за высокой себестоимости и сложности производить устройство может быть невыгодно. С другой стороны, прототипирование как раз призвано ответить на эти вопросы.
2. Ошибки в документации компонентов, используемых в прототипе. Такое иногда происходит из-за человеческого фактора. Мы сталкивались с подобными проблемами при работе над двумя проектами, где использовались ToF-сенсоры. Когда прототип был собран, выяснилось, что сенсоры работают не так, как описывалось в документации. Их пришлось заменить, а часть работы – переделать.
3. Ошибки в чипах, используемых в прототипе. Они могут приводить к нештатной работе устройства. Обычно производители чипов предлагают рекомендации, как обойти подобные проблемы.
4. Некоторые компоненты могут снять с производства во время прототипирования или прямо перед запуском серийного производства. Или компоненты могут сильно подорожать. К сожалению, в последнее время такое происходит очень часто, и с этим мало что можно сделать, кроме как найти подходящую замену.
5. Заводской брак. Риски такого рода особенно опасны тем, что могут проявиться только после запуска серийного производства. В этом случае придется искать замену или даже возвращаться к ранним стадиям разработки.
2. Ошибки в документации компонентов, используемых в прототипе. Такое иногда происходит из-за человеческого фактора. Мы сталкивались с подобными проблемами при работе над двумя проектами, где использовались ToF-сенсоры. Когда прототип был собран, выяснилось, что сенсоры работают не так, как описывалось в документации. Их пришлось заменить, а часть работы – переделать.
3. Ошибки в чипах, используемых в прототипе. Они могут приводить к нештатной работе устройства. Обычно производители чипов предлагают рекомендации, как обойти подобные проблемы.
4. Некоторые компоненты могут снять с производства во время прототипирования или прямо перед запуском серийного производства. Или компоненты могут сильно подорожать. К сожалению, в последнее время такое происходит очень часто, и с этим мало что можно сделать, кроме как найти подходящую замену.
5. Заводской брак. Риски такого рода особенно опасны тем, что могут проявиться только после запуска серийного производства. В этом случае придется искать замену или даже возвращаться к ранним стадиям разработки.
Процесс прототипирования электроники и виды прототипов
Так выглядит идеальный процесс прототипирования электроники. Если команда использует хорошо знакомые технологии, создание макета можно пропустить.
Шаг 1. Сбор требований
Процесс разработки аппаратного обеспечения всегда начинается с изучения требований. Мы связываемся с заказчиком, чтобы обсудить характеристики и функции устройства, размер и форму печатных плат, какой источник питания следует использовать, каким сертификационным требованиям должен соответствовать продукт и т.д.
Этот этап имеет важнейшее значение как для компании-разработчика, так и для самого заказчика: качество информации, полученной в ходе опроса, определяет качество дальнейшей работы. В интересах заказчика предоставить ясные сведения о ключевых функциях будущего устройства или системы. С четкими техническими требованиями команда будет работать быстрее, повысится вероятность того, что прототип не потребует значительных или дорогостоящих модификаций.
Шаг 2. Макет для проверки концепции
На предыдущем этапе инженеры могут обнаружить ряд потенциальных проблем, которые можно разделить на критические и некритические. Последние обычно не требуют много ресурсов и времени. Их можно решить быстро или даже на более поздних этапах. А вот критические вопросы требуют полного внимания команды. В этом случае процесс начинается с создания макета.
Единственная цель макета – подтвердить, что идея реализуема, что создать устройство с заданными заказчиком функциями технически возможно. Поэтому на этом этапе разработчики игнорируют экономическую эффективность проекта, требования к размерам, эстетике, сертификации и т.д.
Проектирование электроники начинается с разработки принципиальных электрических схем, которые будут использоваться в устройстве. Здесь команда может использовать различные методы прототипирования.
Виртуальное прототипирование
Этот метод предполагает тестирование модулей в виртуальных симуляциях. При этом не нужно покупать настоящие компоненты и монтировать их на настоящие печатные платы, так что это дешево и просто. Однако применять виртуальное прототипирование можно только к относительно простым модулям и узлам и только при наличии математической или программной имитационной модели. Этот метод не выявит все возможные ошибки и проблемы, но позволит разработчикам обнаружить некоторые из них, прежде чем они перейдут к созданию реального прототипа.
Использование комплектов разработчика и макетных плат
Процесс разработки аппаратного обеспечения всегда начинается с изучения требований. Мы связываемся с заказчиком, чтобы обсудить характеристики и функции устройства, размер и форму печатных плат, какой источник питания следует использовать, каким сертификационным требованиям должен соответствовать продукт и т.д.
Этот этап имеет важнейшее значение как для компании-разработчика, так и для самого заказчика: качество информации, полученной в ходе опроса, определяет качество дальнейшей работы. В интересах заказчика предоставить ясные сведения о ключевых функциях будущего устройства или системы. С четкими техническими требованиями команда будет работать быстрее, повысится вероятность того, что прототип не потребует значительных или дорогостоящих модификаций.
Шаг 2. Макет для проверки концепции
На предыдущем этапе инженеры могут обнаружить ряд потенциальных проблем, которые можно разделить на критические и некритические. Последние обычно не требуют много ресурсов и времени. Их можно решить быстро или даже на более поздних этапах. А вот критические вопросы требуют полного внимания команды. В этом случае процесс начинается с создания макета.
Единственная цель макета – подтвердить, что идея реализуема, что создать устройство с заданными заказчиком функциями технически возможно. Поэтому на этом этапе разработчики игнорируют экономическую эффективность проекта, требования к размерам, эстетике, сертификации и т.д.
Проектирование электроники начинается с разработки принципиальных электрических схем, которые будут использоваться в устройстве. Здесь команда может использовать различные методы прототипирования.
Виртуальное прототипирование
Этот метод предполагает тестирование модулей в виртуальных симуляциях. При этом не нужно покупать настоящие компоненты и монтировать их на настоящие печатные платы, так что это дешево и просто. Однако применять виртуальное прототипирование можно только к относительно простым модулям и узлам и только при наличии математической или программной имитационной модели. Этот метод не выявит все возможные ошибки и проблемы, но позволит разработчикам обнаружить некоторые из них, прежде чем они перейдут к созданию реального прототипа.
Использование комплектов разработчика и макетных плат
Макетные платы используются для сборки печатной платы «вручную» в целях прототипирования, поскольку они не требуют пайки.
Если виртуальное прототипирование невозможно (например, из-за сложности модулей), команда может создать прототип платы с помощью комплектов разработчика. Конечно, прототипы, собранные таким образом, далеки от совершенства. Обычно они неэстетичные, громоздкие и часто недостаточно эффективны, но это не страшно. На данный момент единственная задача разработчиков – убедиться, что устройство или модуль могут работать так, как задумано.
Проектирование полноценной печатной платы
Проектирование полноценной печатной платы
Когда другие методы недоступны или в них нет необходимости, для целей прототипирования создается полноценная печатная плата.
Иногда ни моделирование, ни макетные платы не могут доказать концепцию. В некоторых случаях в этих методах просто нет необходимости. Тогда в качестве макета команда проектирует полноценную плату. Хотя по функциональности такие модули ближе к конечному продукту, их создание обходится дороже и требует больше времени, чем упомянутые выше альтернативы.
Наши разработчики выполняют разводку печатной платы с помощью решений ECAD. Как только разводка готова, мы создаем предварительный перечень компонентов (Bill of Materials) и сверяем с ним модель.
Затем модель печатной платы в формате Gerber отправляется на одну из фабрик, с которыми мы сотрудничаем, где ее изготавливают.
Количество итераций, создаваемых на этом этапе, зависит от сложности проекта, бюджета и времени, которые может себе позволить заказчик.
Шаг 3. Функциональный прототип
На этом этапе проектирования электронного устройства мы создаем функциональный прототип. Данное устройство выполняет свою ключевую функцию; однако оно все еще может не соответствовать некоторым второстепенным требованиям к функционалу или характеристикам. Хотя функциональный прототип и напоминает конечный продукт, он не обязательно выглядит аккуратно и эстетично и не годится для производства. Команде придется внести множество изменений в дизайн. Тем не менее функционала этой итерации достаточно, чтобы начать работу над ее прошивкой.
Как правило, на данном этапе создается одна или две итерации. Также в этот момент мы начинаем проводить предварительные испытания.
Шаг 4. Экспериментальный образец
В идеале на следующем этапе мы рассчитываем построить полнофункциональное устройство, не имеющее недостатков и оптимизированное под производство. Однако на практике устранить все недочеты крайне сложно. Часто исправление одной проблемы ведет к возникновению другой. Таким образом, экспериментальный образец – это прототип, практически готовый к серийному производству, но все еще имеющий некоторые недостатки, которые необходимо устранить.
Несмотря на недостатки, чтобы не терять время, на этом этапе прототип обычно отправляют на сертификацию. К моменту получения отчетов об испытаниях большинство проблем будет устранено. Также в этот момент начинаются стандартные испытания.
Этот этап требует большого количества экспериментов, поэтому команде часто приходится создавать несколько образцов (особенно если проект сложный). Кроме того, несколько экземпляров создается для испытаний и сертификации. Из-за различных неопределенностей сложно оценить, сколько времени потребуют перечисленные выше шаги. Создание экспериментального образца обычно занимает около 2–4 месяцев.
Шаг 5. Опытный образец
Если устранить все недостатки не удается или эти попытки вызывают новые проблемы, изделие по-прежнему считается экспериментальным образцом, а процесс повторяется. Когда коллектив успешно устраняет все неполадки, и устройство работает как положено (выполняя все функции), мы получаем опытный (серийный) образец. Эта итерация уже может пойти в серийное производство.
Наши разработчики выполняют разводку печатной платы с помощью решений ECAD. Как только разводка готова, мы создаем предварительный перечень компонентов (Bill of Materials) и сверяем с ним модель.
Затем модель печатной платы в формате Gerber отправляется на одну из фабрик, с которыми мы сотрудничаем, где ее изготавливают.
Количество итераций, создаваемых на этом этапе, зависит от сложности проекта, бюджета и времени, которые может себе позволить заказчик.
Шаг 3. Функциональный прототип
На этом этапе проектирования электронного устройства мы создаем функциональный прототип. Данное устройство выполняет свою ключевую функцию; однако оно все еще может не соответствовать некоторым второстепенным требованиям к функционалу или характеристикам. Хотя функциональный прототип и напоминает конечный продукт, он не обязательно выглядит аккуратно и эстетично и не годится для производства. Команде придется внести множество изменений в дизайн. Тем не менее функционала этой итерации достаточно, чтобы начать работу над ее прошивкой.
Как правило, на данном этапе создается одна или две итерации. Также в этот момент мы начинаем проводить предварительные испытания.
Шаг 4. Экспериментальный образец
В идеале на следующем этапе мы рассчитываем построить полнофункциональное устройство, не имеющее недостатков и оптимизированное под производство. Однако на практике устранить все недочеты крайне сложно. Часто исправление одной проблемы ведет к возникновению другой. Таким образом, экспериментальный образец – это прототип, практически готовый к серийному производству, но все еще имеющий некоторые недостатки, которые необходимо устранить.
Несмотря на недостатки, чтобы не терять время, на этом этапе прототип обычно отправляют на сертификацию. К моменту получения отчетов об испытаниях большинство проблем будет устранено. Также в этот момент начинаются стандартные испытания.
Этот этап требует большого количества экспериментов, поэтому команде часто приходится создавать несколько образцов (особенно если проект сложный). Кроме того, несколько экземпляров создается для испытаний и сертификации. Из-за различных неопределенностей сложно оценить, сколько времени потребуют перечисленные выше шаги. Создание экспериментального образца обычно занимает около 2–4 месяцев.
Шаг 5. Опытный образец
Если устранить все недостатки не удается или эти попытки вызывают новые проблемы, изделие по-прежнему считается экспериментальным образцом, а процесс повторяется. Когда коллектив успешно устраняет все неполадки, и устройство работает как положено (выполняя все функции), мы получаем опытный (серийный) образец. Эта итерация уже может пойти в серийное производство.
Эта схема показывает, как экспериментальный образец можно несколько раз пересматривать, прежде чем он превратится в опытный (серийный) образец.
Некоторые проблемы могут проявиться только на большом количестве образцов. Если продукт предполагается выпускать массово, сначала обязательно производится небольшая тестовая партия. Она отправляется на испытания пользователям. Если в ходе такого тестирования выявляются недочеты, устройство вновь дорабатывается.
Перечисленные шаги выглядят как строгий план действий. Но на практике некоторые этапы могут пропускаться за ненадобностью. Впрочем, стадию экспериментального образца избежать почти невозможно, поэтому команда, как правило, создает минимум два прототипа.
Перечисленные шаги выглядят как строгий план действий. Но на практике некоторые этапы могут пропускаться за ненадобностью. Впрочем, стадию экспериментального образца избежать почти невозможно, поэтому команда, как правило, создает минимум два прототипа.
Пример прототипирования электроники
Когда заказчик нанимает контрактного разработчика электроники для создания совершенно нового продукта, трудно предсказать точный ход действий. Однако иногда проекты следуют описанным выше шагам. Следующий пример демонстрирует почти идеальный процесс прототипирования электроники.
Владелец студии промышленного дизайна, которая, помимо прочего, производит кастомизируемые клавиатуры, поручил нам разработать емкостную клавиатуру. В качестве образца клиент прислал нам одну из моделей, доступных на рынке. Команда должна была спроектировать похожее устройство.
В отличие от стандартных, в емкостных клавиатурах применяются конденсаторы, расположенные под каждой клавишей. При нажатии клавиша сжимает конусообразную пружину, которая, в свою очередь, увеличивает взаимную емкость площадок конденсатора, расположенных под клавишей. Команда должна была создать прототип матричной схемы, которая смогла бы опрашивать все кнопки, обнаруживать малейшие изменения емкости и, таким образом, регистрировать нажатия клавиш. Другая цель заключалась в том, чтобы снизить время опроса до 1 мс.
Этап 1: Проверка концепции
Чтобы не завышать бюджет, команда решила начать проектирование с виртуальной модели и сперва решить проблему времени опроса. Мы создали виртуальную модель печатной платы в LTSpice.
Идея заключалась в том, чтобы последовательно подавать короткие импульсы на каждую строку матрицы и снимать сигналы со столбцов. Чтобы сигнал был более различимым, он затем должен подаваться на операционный усилитель. Поскольку даже не нажатые клавиши передают слабый сигнал, команда решила добавить в схему компаратор. Компаратор отсекал бы такие импульсы.
Модель позволила определить нужный коэффициент усиления и подходящие компоненты.
Этап 2: Функциональный прототип
После моделирования устройства и симуляции его работы команда собрала первый прототип, используя комплект разработчика. На этом этапе нам требовалось уточнить коэффициент усиления и уровень сравнения. Мы также разработали простую прошивку, способную распознавать одновременные нажатия клавиш.
Владелец студии промышленного дизайна, которая, помимо прочего, производит кастомизируемые клавиатуры, поручил нам разработать емкостную клавиатуру. В качестве образца клиент прислал нам одну из моделей, доступных на рынке. Команда должна была спроектировать похожее устройство.
В отличие от стандартных, в емкостных клавиатурах применяются конденсаторы, расположенные под каждой клавишей. При нажатии клавиша сжимает конусообразную пружину, которая, в свою очередь, увеличивает взаимную емкость площадок конденсатора, расположенных под клавишей. Команда должна была создать прототип матричной схемы, которая смогла бы опрашивать все кнопки, обнаруживать малейшие изменения емкости и, таким образом, регистрировать нажатия клавиш. Другая цель заключалась в том, чтобы снизить время опроса до 1 мс.
Этап 1: Проверка концепции
Чтобы не завышать бюджет, команда решила начать проектирование с виртуальной модели и сперва решить проблему времени опроса. Мы создали виртуальную модель печатной платы в LTSpice.
Идея заключалась в том, чтобы последовательно подавать короткие импульсы на каждую строку матрицы и снимать сигналы со столбцов. Чтобы сигнал был более различимым, он затем должен подаваться на операционный усилитель. Поскольку даже не нажатые клавиши передают слабый сигнал, команда решила добавить в схему компаратор. Компаратор отсекал бы такие импульсы.
Модель позволила определить нужный коэффициент усиления и подходящие компоненты.
Этап 2: Функциональный прототип
После моделирования устройства и симуляции его работы команда собрала первый прототип, используя комплект разработчика. На этом этапе нам требовалось уточнить коэффициент усиления и уровень сравнения. Мы также разработали простую прошивку, способную распознавать одновременные нажатия клавиш.
Первый прототип клавиатуры, созданный командой КЕДР Solutions после этапа моделирования, представлял собой очень габаритное изделие. Тем не менее этого было достаточно для следующего этапа разработки.
Этап 3: Экспериментальный образец
На следующем этапе наши схемотехники выполнили разводку печатной платы и заказали ее сборку на заводе, с которым мы сотрудничаем. Когда образец прибыл, программист закончил прошивку, и инженеры провели несколько тестов. Форм-фактор, предложенный клиентом, был идентичен оригинальной клавиатуре, поэтому мы установили плату в корпус предоставленного клиентом образца и протестировали ее.
Испытания показали, что схема инвертирующего операционного усилителя обеспечивает недостаточное усиление. Поэтому пришлось заменить его неинвертирующим и доработать трассировку платы. После этих изменений прототип заработал как было задумано, и его отправили на утверждение заказчику.
Этап 4: Опытный образец
Клиент остался доволен работой прототипа, и команда заказала новую печатную плату (с изменениями, внесенными в ходе предыдущего этапа). Прибывшая печатная плата стала окончательным вариантом устройства, пригодным для производства.
На следующем этапе наши схемотехники выполнили разводку печатной платы и заказали ее сборку на заводе, с которым мы сотрудничаем. Когда образец прибыл, программист закончил прошивку, и инженеры провели несколько тестов. Форм-фактор, предложенный клиентом, был идентичен оригинальной клавиатуре, поэтому мы установили плату в корпус предоставленного клиентом образца и протестировали ее.
Испытания показали, что схема инвертирующего операционного усилителя обеспечивает недостаточное усиление. Поэтому пришлось заменить его неинвертирующим и доработать трассировку платы. После этих изменений прототип заработал как было задумано, и его отправили на утверждение заказчику.
Этап 4: Опытный образец
Клиент остался доволен работой прототипа, и команда заказала новую печатную плату (с изменениями, внесенными в ходе предыдущего этапа). Прибывшая печатная плата стала окончательным вариантом устройства, пригодным для производства.
Распространенные ловушки прототипирования электроники
Нанимаете ли вы контрактного разработчика или поручаете задачу собственной команде, всегда остается определенный риск потратить слишком много денег и времени на этап прототипирования.
1. Недостаточно информации
Если заказчик не имеет опыта разработки электроники, он может недооценить важность тех или иных требований к продукту. Это может привести к серьезным проблемам на более поздних этапах проектирования. Например, если заказчик не упоминает, что продукт необходимо будет сертифицировать, и озвучивает это требование слишком поздно, команде, возможно, придется начинать все с самого начала.
2. Отсутствие четкой цели
Создание прототипа электронного устройства – длительный и дорогостоящий процесс, поэтому начинать его без четкой цели очень рискованно. Принимая решение, заказчик должен точно понимать, чего хочет. Без четкой цели испытания и эксперименты могут продолжаться месяцами и так ни к чему и не привести.
3. Риск слишком увлечься
При разработке нового продукта легко увлечься. Компанию, которая берет на себя разработку электроники на заказ, держит в узде заказчик (с помощью сроков и бюджета). Но сдерживать самого клиента некому.
В результате команда может потратить много денег и времени, добавляя все новые функции и возможности, которые изначально не планировались. Получается бесконечный цикл итераций, который выходит за рамки первоначального бюджета и нарушает изначальные сроки. Кроме того, заказчик может упустить момент, когда необходимо оценить производственные затраты. В худшем случае разработчикам придется убрать все те новые функции, которые отняли столько времени и сил.
4. Сосредоточение на том, что работает
Прототип не обязан работать правильно. Если первая итерация продукта имеет недостатки, это абсолютно нормально. Именно для этого и создают прототип – чтобы выявить проблемы и найти решение. Поэтому следует сосредоточиваться на том, что НЕ работает, а не на том, что работает исправно.
5. Остановиться слишком рано
Еще один распространенный риск – принять прототип за конечный продукт. Например, заказчик может захотеть пустить экспериментальный образец в серийное производство. Однако у него по-прежнему есть недостатки, из-за которых серийное производство либо слишком дорого, либо вообще невозможно. Запуск таких прототипов в производство приведет к дополнительным и ненужным затратам.
1. Недостаточно информации
Если заказчик не имеет опыта разработки электроники, он может недооценить важность тех или иных требований к продукту. Это может привести к серьезным проблемам на более поздних этапах проектирования. Например, если заказчик не упоминает, что продукт необходимо будет сертифицировать, и озвучивает это требование слишком поздно, команде, возможно, придется начинать все с самого начала.
2. Отсутствие четкой цели
Создание прототипа электронного устройства – длительный и дорогостоящий процесс, поэтому начинать его без четкой цели очень рискованно. Принимая решение, заказчик должен точно понимать, чего хочет. Без четкой цели испытания и эксперименты могут продолжаться месяцами и так ни к чему и не привести.
3. Риск слишком увлечься
При разработке нового продукта легко увлечься. Компанию, которая берет на себя разработку электроники на заказ, держит в узде заказчик (с помощью сроков и бюджета). Но сдерживать самого клиента некому.
В результате команда может потратить много денег и времени, добавляя все новые функции и возможности, которые изначально не планировались. Получается бесконечный цикл итераций, который выходит за рамки первоначального бюджета и нарушает изначальные сроки. Кроме того, заказчик может упустить момент, когда необходимо оценить производственные затраты. В худшем случае разработчикам придется убрать все те новые функции, которые отняли столько времени и сил.
4. Сосредоточение на том, что работает
Прототип не обязан работать правильно. Если первая итерация продукта имеет недостатки, это абсолютно нормально. Именно для этого и создают прототип – чтобы выявить проблемы и найти решение. Поэтому следует сосредоточиваться на том, что НЕ работает, а не на том, что работает исправно.
5. Остановиться слишком рано
Еще один распространенный риск – принять прототип за конечный продукт. Например, заказчик может захотеть пустить экспериментальный образец в серийное производство. Однако у него по-прежнему есть недостатки, из-за которых серийное производство либо слишком дорого, либо вообще невозможно. Запуск таких прототипов в производство приведет к дополнительным и ненужным затратам.
Заключение
Прототипирование играет важную роль в разработке электронных устройств. Этот этап позволяет ответить на ряд важных вопросов, например, можно ли создать продукт и сколько он будет стоить. Прототипирование электроники помогает оценить экономическую целесообразность проекта на ранних стадиях и найти наиболее экономически эффективные решения любых проблем, возникающих в процессе.
Проектирование промышленной и потребительской электроники требует опыта как в области аппаратного обеспечения, так и в программировании. Если наем новых сотрудников для разработки электроники невозможен, хорошей альтернативой может быть делегирование этой задачи контрактному разработчику.
Проектирование устройства с нуля обычно занимает несколько месяцев. Однако реализация сложных проектов может занять несколько лет. Все зависит от бюджетных ограничений и наличия у команды опыта работы с подобными проектами. Что касается бюджета, то общая стоимость может варьироваться от нескольких тысяч до десятков и даже сотен тысяч долларов.
Нанимая команду разработчиков, вы также подписываете соглашение о неразглашении, которое защищает ваши права на интеллектуальную собственность.
Наша команда имеет огромный опыт в прототипировании промышленной и потребительской электроники, робототехники, систем Интернета вещей, решений на базе искусственного интеллекта и машинного обучения, силовой электроники. В нашем портфолио вы найдете множество проектов, которые начинались как концепция, но уже дошли до стадии производства. Мы также знаем, как эффективно управлять бюджетом и соблюдать сроки. Если вам нужно оценить потенциал нового проекта или создать прототип устройства, свяжитесь с нами, и мы обсудим ваш проект.
Проектирование промышленной и потребительской электроники требует опыта как в области аппаратного обеспечения, так и в программировании. Если наем новых сотрудников для разработки электроники невозможен, хорошей альтернативой может быть делегирование этой задачи контрактному разработчику.
Проектирование устройства с нуля обычно занимает несколько месяцев. Однако реализация сложных проектов может занять несколько лет. Все зависит от бюджетных ограничений и наличия у команды опыта работы с подобными проектами. Что касается бюджета, то общая стоимость может варьироваться от нескольких тысяч до десятков и даже сотен тысяч долларов.
Нанимая команду разработчиков, вы также подписываете соглашение о неразглашении, которое защищает ваши права на интеллектуальную собственность.
Наша команда имеет огромный опыт в прототипировании промышленной и потребительской электроники, робототехники, систем Интернета вещей, решений на базе искусственного интеллекта и машинного обучения, силовой электроники. В нашем портфолио вы найдете множество проектов, которые начинались как концепция, но уже дошли до стадии производства. Мы также знаем, как эффективно управлять бюджетом и соблюдать сроки. Если вам нужно оценить потенциал нового проекта или создать прототип устройства, свяжитесь с нами, и мы обсудим ваш проект.
Другие статьи