24小时联系电话:18217114652、13661815404
中文
技术专题
电子产品设计步骤指南
电子产品设计的开发可分为七个步骤：初步生产设计，原理图，PCB布局，最终BOM，原型，测试和程序以及最终认证。
步骤1 –创建初步的生产设计
在开发新的电子硬件产品时，您应该首先进行初步的生产设计。请勿将其与概念验证（POC）原型相混淆。
POC原型通常使用Arduino等开发套件构建。有时，它们对于证明您的产品概念可以解决所需的问题很有用。但是POC原型远非生产设计。您几乎不会在产品中嵌入Arduino的情况下进入市场。
一个初步的生产设计侧重于产品的组件生产，成本，利润空间，性能，功能，开发可行性和可制造性。
您可以使用初步的生产设计来估算产品所需的每项成本。准确知道开发，原型制作，编程，认证，扩展和制造产品的成本非常重要。
初步的生产设计 将回答以下相关问题。我的产品是否可行开发？我可以负担得起开发该产品的费用吗？开发产品需要多长时间？我可以批量生产产品吗？我可以赚钱卖吗？
许多企业家错误地跳过了初步的生产设计步骤，而直接跳入设计原理图。
这样一来，您最终可能会发现自己已经花了所有这些努力和来之不易的钱购买了无法负担得起的开发，制造或最重要的是获利销售的产品。
步骤1A –系统框图
在创建初步生产设计时，应首先定义系统级框图。该图指定了每个电子功能以及所有功能组件的互连方式。
图2 –框图指定了每个功能和系统级连接。
大多数产品需要具有各种组件（显示器，传感器，内存等）的微控制器或微处理器，这些组件通过各种串行端口与微控制器连接。
通过创建系统框图，您可以轻松识别所需的串行端口的类型和数量。这是为产品选择正确的微控制器必不可少的第一步。
步骤1B –选择生产组件
接下来，您必须根据所需的功能和产品的目标零售价格选择各种生产组件：微芯片，传感器，显示器和连接器。然后，您可以创建初步的物料清单（BOM）。
图3：选择生产组件是关键的第一步开发步骤。
您可以购买大多数电子组件（用于原型设计和初始测试），也可以购买多达数千个（用于小批量制造）。
一旦达到更高的产量，您将可以直接从制造商那里购买一些组件来节省金钱。
步骤1C –估算生产成本
现在，您应该估算产品的生产成本（或销售成本– COGS）。尽快了解制造您的产品的成本至关重要。
您需要知道产品的制造单位成本，才能确定最佳的销售价格，库存成本，最重要的是您的利润。
图4 –尽早估算生产成本至关重要。
您选择的生产组件当然会对制造成本产生重大影响。
但是要获得准确的制造成本估算，您还必须包括PCB组装，最终产品组装，产品测试，零售包装，报废率，退货，物流，关税和仓储的成本。
步骤2 –设计原理图
现在是时候根据您在步骤1中创建的系统框图来设计电路原理图了。
图5：电路原理图示例。
示意图显示了从微芯片到电阻器的每个组件如何连接在一起。尽管系统框图主要集中在较高级别的产品功能上，但示意图仅涉及一些小细节。
诸如原理图中组件上的引脚编号错误之类的简单问题可能会导致功能的完全缺乏。
在大多数情况下，系统框图的每个模块都需要一个单独的子电路。这些不同的子电路然后将被连接在一起以形成完整的原理图。
使用特殊的电子设计软件来创建原理图并帮助确保其没有错误。我建议使用一个名为DipTrace的软件包 ，该软件包 价格合理，功能强大且易于使用。
其他流行的PCB软件包包括Altium Designer和Eagle。但请注意，它们非常昂贵，最适合设计多种产品的人员。
步骤3 –设计印刷电路板（PCB）
完成原理图后，您现在将设计印刷电路板（PCB）。PCB是固定并连接所有电子组件的物理板。
本质上，系统框图和原理图电路的开发主要是概念性的。PCB设计是非常真实的世界。
图6：现在必须将原理图电路图转换为PCB布局设计。
使用与创建原理图相同的软件来设计PCB。该软件将具有各种验证工具，以确保PCB布局符合所用PCB工艺的设计规则，并且PCB与原理图匹配。
通常，产品越小，组件封装得越紧密，创建PCB布局所花费的时间就越长。如果您的产品路由大量电源或提供无线连接，那么PCB布局就显得尤为关键和耗时。
图7 –印刷电路板（PCB）布局设计示例
对于大多数PCB设计而言，最关键的部分是电源布线，高速信号（晶体时钟，地址/数据线等）和任何无线电路。