Design de PCB: Da Ideia ao Produto

1: Quando a Ideia Não é Suficiente

Vamos guiá-lo durante todo o processo de desenvolvimento de um produto, desde a concepção da ideia até os testes finais e a verificação do produto.

Todo produto eletrônico começou como uma ideia. O iPhone começou como uma ideia na mente de Steve Jobs. No entanto, muitas pessoas têm ótimas ideias, e nem todas criam produtos incríveis como o smartphone ultra-famoso da Apple.

Por que isso acontece? Nem todos os empreendedores têm os recursos necessários para desenvolver sua ideia, ou talvez tenham, mas não saibam como usá-los.

De quais recursos estamos falando? Conhecimento e tempo.

Conhecimento

Um diploma em Eletrônica não é obrigatório, mas você precisa ter uma base em Eletrônica, design de circuitos, layout de PCB, desenvolvimento de firmware e software e design mecânico. Como a tecnologia evolui tão rapidamente, manter-se atualizado com novos dispositivos, linguagens de programação, redes de comunicação como 5G, BLE, LoraWAN, entre outras, é essencial para quem trabalha com Hardware.

Tempo

Um dos ativos mais valiosos que os empreendedores possuem, e por isso você precisará usá-lo com sabedoria. Quando um produto está sendo desenvolvido, muitas coisas acontecem em paralelo: marketing, sourcing de materiais, pesquisa, etc. E você pode acabar lutando para encontrar tempo para concluir todas as tarefas, como o layout do PCB, selecionar o fabricante de PCB adequado, testar os protótipos, desenvolver firmware ou projetar a caixa.

Como os empreendedores de sucesso usam esses recursos? Continue lendo.

2: Pegue Caneta, Papel e uma Breadboard

Aquela ideia na sua cabeça não se tornará realidade sozinha. Você deve pegar papel e caneta e começar a esboçar circuitos. Ou então, conseguir alguém para fazer isso por você.

É aí que as coisas começam a ficar complicadas, e podemos dizer que o design de circuitos é o primeiro filtro do processo de design de hardware, porque muitos empreendedores não têm o conhecimento para fazê-lo, ou lhes falta a rede para encontrar os parceiros de engenharia adequados. Essa situação cria a necessidade de aprender design de circuitos, mas o que acontece quando você não tem tempo para isso, ou simplesmente o design eletrônico não é sua praia?

Não há necessidade de se preocupar. Você sempre pode contatar empresas de design que se especializam em design de circuitos e eletrônica, com ampla experiência na área. Assim, o processo ficará nas mãos de especialistas que farão o trabalho em um período de tempo menor, permitindo que você se concentre em marketing, captação de investidores e outras atividades relacionadas ao negócio.

O resultado da etapa de design de circuito será um diagrama esquemático, não importa se é apenas um esboço feito à mão. Uma prova de conceito rápida usando uma breadboard também pode ser feita nesta etapa.

Depois de definir a etapa de design de circuito, é hora de inserir todas essas informações em um programa de computador que permitirá criar os esquemas digitais do seu produto, dando início ao processo de design e layout de PCB.

3: Mãos no Layout do PCB

Então, neste ponto, você tem um projeto e validação inicial do comportamento funcional do design. E agora? Como transformar o que você tem em um PCB real? Primeiro, você precisa saber que arquivos de fabricação e montagem são essenciais.

Arquivos de fabricação e montagem incluem todos os dados que as fábricas de PCB precisam para produzir suas placas, mas para criar esses arquivos, você precisa de um programa de computador que permita captura de esquemas e layout de PCB. Este pacote de software é conhecido como software CAD. Várias opções estão disponíveis no mercado. Algumas são gratuitas, mas com funcionalidades limitadas, e as mais poderosas exigem uma licença paga, representando um custo adicional de desenvolvimento que pode não valer a pena para o empreendedor.

Além disso, a etapa de layout de PCB requer um conjunto de habilidades e boas práticas que só podem ser adquiridas por experiência: técnicas de roteamento, colocação adequada de componentes, considerações sobre interferência eletromagnética e redução de ruído, etc. Placas complexas, como placas-mãe de computadores e dispositivos de alta velocidade, exigem um nível ainda maior de expertise. Portanto, se você decidir seguir o difícil caminho de fazer o layout de PCB por conta própria, enfrentará dois desafios importantes: economizar vários milhares de dólares na compra de um software CAD adequado e dedicar tempo para aprender esse software, desenvolver suas habilidades de design de PCB e aprimorá-las.

Resumindo, essa etapa deve ser executada por um profissional experiente se você quiser entregar um produto final de alta qualidade. Podemos oferecer serviços de design de PCB se sua empresa não tiver um departamento de engenharia interno.

Depois que seu PCB for projetado e os arquivos de fabricação e montagem forem gerados, você estará pronto para fazer suas placas!

4: Hora de Procurar um Fornecedor

Depois que o layout de PCB estiver completo, o próximo passo será transformá-lo em um dispositivo físico que permitirá verificar seu projeto e realizar testes funcionais. Essa pode ser uma tarefa assustadora, pois há muitas variáveis a considerar e obstáculos a superar.

Variáveis

Cada projeto eletrônico é diferente e, como tal, requer especificações particulares. Por exemplo, quantidade de camadas, largura/espaçamento de trilhas ou tamanho de furos são apenas algumas das especificações que você precisa levar em conta ao passar para a fase de fabricação. O tamanho dos componentes também é crucial para a montagem, pois alguns são tão pequenos que nem todos os equipamentos conseguirão manipulá-los. Dependendo da complexidade da sua placa, você pode achar necessário considerar fornecedores diferentes que atendam melhor às suas necessidades. Para projetos simples, você preferirá um contratante com boa qualidade e rápida entrega. No entanto, para projetos complexos, sua principal consideração deve ser as capacidades do fornecedor.

Além disso, se o projeto se enquadrar em uma aplicação muito específica, como Rádio Frequência, circuitos de alta velocidade ou tecnologia Militar/Aeroespacial, a escolha do contratante é uma decisão de vida ou morte do ponto de vista empresarial. Selecionar a fábrica de PCB errada pode comprometer o futuro do seu produto.

Barreiras

Embora a indústria de PCB já tenha sido enorme nos EUA, a realidade hoje em dia é que a maioria dos grandes players estão no exterior; China, Taiwan e Índia são os lugares de referência para circuitos impressos. Custos baixos de mão de obra nesses países são a principal força por trás dessa tendência; agora, você pode contatar um Fabricante de PCB ou uma fábrica de montagem na Ásia e obter um lote de PCBs por uma fração do que você precisaria pagar para tê-los feitos nos EUA.

No entanto, nem tudo é perfeito. Os prazos de entrega são obviamente mais curtos nos EUA devido aos tempos de trânsito e à ausência de atrasos alfandegários. Além disso, as diferenças de fuso horário entre Ásia e América podem facilmente transformar um simples processo de cotação e pedido em uma tortura de uma semana, e em alguns casos, a barreira do idioma acabará complicando ainda mais as coisas com e-mails e ligações indo e voltando, às vezes apenas para esclarecer um pequeno detalhe.

5: Firmware, Testes, Design Mecânico

Neste ponto, você deve ter uma placa de circuito totalmente montada em suas mãos e seu protótipo pronto para programação (se necessário) e testes. Mas, novamente, o que acontece se você não tiver o equipamento, o conhecimento, o tempo, ou simplesmente se sentir mais seguro tendo um designer eletrônico profissional fazendo isso por você?

Temos as ferramentas para fornecer serviços adicionais que são importantes na busca do objetivo de obter um produto final: desenvolvimento de firmware, testes e design de caixa.

Hoje em dia, a maioria dos produtos eletrônicos são digitais e requerem alguma programação. Podemos fazer isso graças à nossa experiência com desenvolvimento embarcado e microcontroladores.

Testar é importante, pois você quer garantir que seu produto funcione como pretendido. Podemos realizar procedimentos de teste para garantir o comportamento adequado do projeto.

Por fim, se você planeja vender um produto, ele precisará de uma caixa para protegê-lo do ambiente e de choques mecânicos. Ficaremos felizes em ajudar você a realizar essa tarefa também.

Esperamos que você tenha gostado desta série de artigos sobre todas as etapas necessárias para transformar sua ideia em um produto real. Se você estiver interessado em algum dos serviços descritos nesta série, não hesite em nos contatar, afinal, é nosso trabalho ajudar você! Nosso objetivo principal é ajudar pequenas e médias empresas, empreendedores com ideias incríveis que precisam daquele impulso para materializá-las.