Vytvořit opravdu dobrý návrh architektury, schématu a samotného plošného spoje není úplně jednoduché. Musíte brát v úvahu nejen funkčnost, ale i bezpečnost, kromě toho by dokumentace měla být přehledná a popisná, aby ve výrobě nenastaly problémy.
Když probíhá vývoj a návrh elektroniky u nás, máme hned několik fází kontroly, abychom si byli jistí, že do výroby pouštíme návrh, neobsahuje zbytečné chyby.
Pro klienty, kteří narozdíl od nás nemají léta praxe v oboru a vypracovaný systém kontroly, může být příprava kvalitního návrhu náročná nejen časově, ale často vznikají komplikace i tím, že některé věci z neznalosti přehlédnou nebo špatně pochopí. Chybu v návrhu tak často odhalí až během průchodu prototypu zkušebnou, nebo dokonce při sériové výrobě. A to už je dost pozdě.
Naše dlouholeté zkušenosti s vývojem a výrobou elektroniky na zakázku pro různá odvětví od dopravy po medicínu ukazují, že je mnohem lepší udělat revizi elektrického schématu a návrhu plošných spojů (design review) hned na začátku, ještě než se přistoupí k výrobě prototypů. Bohužel mnoho zákazníků k nám přichází až tehdy, když neprojdou certifikací nebo když výrobek v praxi nefunguje spolehlivě a řeší, co změnit.
Každý návrh prochází pečlivou kontrolou podle našeho interního checklistu, který může mít až šedesát položek (záleží na komplikovanosti a stavu návrhu). Nespoléháme se jen na automatické kontroly návrhového softwaru, ale vše prochází naši odborníci. Kterým hlavním bodům se věnujeme a proč?
Schéma musí být nejen elektricky správné, ale i přehledné
Kontrolujeme, zda je vše zapojené korektně, jestli nechybí ochranné prvky (od správně dimenzovaných pojistek po ESD ochrany), zda napájecí větve odpovídají potřebám obvodů a jsou korektně navrženy z hlediska stabilizace a filtrů i zda součástky nepřetěžujeme a nepřehřejí se. Zkušený technik ale zároveň hodnotí i čitelnost – zda je návrh logicky členěný, jestli se v něm dá snadno vyznat a jestli odpovídá profesionálním standardům. Nejde jen o estetiku – přehledné schéma zrychluje vývoj, testování i budoucí servis.
Rozložení na desce (layout): tok proudů, rušení, odolnost
PCB layout není jen o tom, aby se vše vešlo na desku. Kontrolujeme šířky cest podle proudového zatížení, vedení zemních ploch, oddělení citlivých signálů, návratové proudy i případné smyčky. Sledujeme, jestli je návrh odolný vůči rušení (EMI), jestli je možné ho osadit bez komplikací a jestli jeho struktura odpovídá zvolené technologii výroby. U napájecích obvodů a rychlých digitálních signálů bývá správné rozvržení klíčové.
Půjde výroba hladce, nebo je potřeba něco změnit?
Často se stává, že dostaneme návrh, který je sice dobře zapojený, ale návrh není snadno vyrobitelný, nerespektuje DFM/DFA (Design for Manufacturing/Assembly) principy – například jsou součástky příliš blízko u sebe nebo u okraje DPS, což komplikuje automatické osazování, nebo je zvoleno řešení, které zbytečně navyšuje počet výrobních kroků.. Pokud to má smysl, navrhneme optimalizaci, stejně tak v případě, pokud by se počítalo s použitím atypických nebo obtížně dostupných komponentů. U komponentů jsme schopní vymyslet náhradu, která je levnější, dokážeme i odhadnout, zda by v daném případě nešla použít alternativa s horšími parametry, která ale bude dostačující. Protože máme vlastní výrobu, zpětnou vazbu poskytují lidé s praktickými zkušenostmi.
Bezpečnost je klíčová
V každém návrhu ověřujeme, jestli splňuje bezpečnostní požadavky – zejména izolační vzdálenosti mezi bezpečnými obvody (např. SELV/PELV) a obvody s nebezpečným napětím (např. síťová část), případně mezi různými potenciálovými hladinami, které vyžadují definované vzdušné a povrchové cesty (clearance and creepage), jištění nebo často opomíjenou požární bezpečnost. Známe aktuální normy a víme, co je nezbytné pro certifikaci (např. EN 60601-1 u lékařské techniky, normy EMC, bezpečnostní normy pro spotřební elektroniku apod.).
Zkontrolujeme i dostupnost a životnost komponent
Součástka, která je dnes dostupná, nemusí už být za pár let na trhu. Snažíme se ověřit stav životního cyklu komponent (např. aktivní, nedoporučeno pro nové návrhy, EOL – End of Life), i když výrobci ne vždy poskytují přesná data ukončení výroby. Pro kritické součástky je proto vhodné zvažovat i ‘second source’ dodavatele nebo alternativy, nebo jen tušit, jak náročný bude postup změny designu v případě výpadku dodávek a od toho odvodit nutnou předzásobu. Je to klíčové zejména v případě, kdy plánujete vyrábět danou elektroniku dlouhodobě nebo ve větších sériích.
Je promyšlené testování hotových desek plošných spojů?
Dobrý návrh počítá s tím, že hotové plošné spoje budou procházet testováním. V rámci design review hodnotíme, zda jsou na desce dostupné testovací body, jestli je dokumentace čitelná a jestli lze důležité signály a napájecí větve snadno měřit. Při redesignu dokážeme návrh upravit tak, aby testování bylo rychlejší, snazší a spolehlivější.
Co od nás zákazník získá
Výsledkem design review je přehledná technická zpráva, která shrnuje zjištěné nedostatky a doporučuje konkrétní úpravy. Součástí může být i konzultace, kde návrh společně projdeme – vysvětlíme důvody navržených změn a pomůžeme rozhodnout, které z nich mají zásadní dopad a které jsou vhodné, ale volitelné.
Design review může být začátek nové spolupráce – návrh společně upravíme, vyrobíme prototyp a připravíme ho na certifikaci i sériovou výrobu.
Design review není jen soupis kladů a záporů hodnoceného návrhu. Promítáme do něj naši technickou expertízu, zkušeností z výroby a schopnost předvídat. Právě to dělá rozdíl mezi návrhem, který funguje na stole, a tím, který bez problémů projde certifikací, výrobu zvládne levně a bez zmetků a obstojí i v ostrém provozu.
Pokud chcete mít jistotu, že váš návrh je v pořádku – ozvěte se nám. Podíváme se na něj podrobně a pomůžeme vám odhalit slabá místa dřív, než vás to začne stát čas a peníze při výrobě.
