Esta pregunta que tengo tiene que ver principalmente con acercarme a una empresa de electrónica con solo un prototipo de Arduino Nano en funcionamiento.
Digamos que quiero un componente electrónico fabricado que consta de un microcontrolador Arduino Nano, algunos LED RGB y un termopar.
El dispositivo funciona de la siguiente manera:
El termopar detectará la temperatura de una fuente de calor aplicada y cambiará el color de los LED RGB en consecuencia. Básicamente por debajo de 200 grados centígrados, los leds se vuelven azules, a 200 se vuelven verdes y por encima de 200 se vuelven rojos. Tengo un prototipo de trabajo construido con un Arduino Nano, pero quiero que se produzca en masa para un vaporizador que estoy desarrollando.
¿Hay alguna manera de llevar este prototipo a una empresa de electrónica y obtener un producto que se pueda producir en masa? Además, ¿cuál será el costo de hacer este tipo de cosas? ¿Tendré que usar un programa como eagle, o puedo simplemente mostrarles el prototipo que creé y darles las dimensiones del dispositivo?
El mejor escenario para mí es si puedo acercarme a una empresa, decirles lo que quiero y qué tan pequeño quiero que sea, para que pueda caber en el vaporizador. ¿Cuánto dinero costaría hacer esto específicamente?
Si no tiene ningún recurso de ingeniería interno, o si desea contratar todo el trabajo de diseño de ingeniería, utilice un " servicio de fabricación por contrato llave en mano ". Este tipo de servicio siempre es más costoso que el servicio de fabricación por contrato regular donde ya se ha realizado el trabajo de diseño de ingeniería. Por lo general, estos fabricantes por contrato llave en mano también manejan la fabricación por contrato regular , por lo que independientemente de cómo llegue a un diseño, lo producirán en volumen.
Sin embargo... esta solicitud no es tan simple como "hacer una PCB personalizada basada en Arduino Nano a un factor de forma más pequeño para que quepa dentro de la carcasa de su vaporizador", y luego producir a todo volumen. El vaporizador tiene temperaturas superiores al punto de fusión del silicio, por lo que la gestión del calor es parte de los requisitos de diseño.
Cuando la placa de circuito impreso se rediseña para adaptarse al factor de forma más pequeño para su aplicación, habrá menos área de cobre, por lo que es posible que la placa se caliente más que su placa prototipo Arduino Nano de tamaño completo que se ejecuta al aire libre fuera del recinto del vaporizador . Los fabricantes de FET, como International Rectifier, suelen utilizar una pulgada cuadrada de área abierta de cobre para actuar como disipador de calor del sustrato. Es posible que su aplicación no esté disipando tanta energía, pero puede estar funcionando en un entorno de temperatura ambiente más alta (dentro de un gabinete, junto a una cámara de calor de 200 °C). Tenga cuidado de obtener una resistencia térmica al ambiente (theta-JA) lo más baja posible, mientras permanece aislado de la cámara de alta temperatura.
¿Ha probado la placa prototipo operando a la temperatura esperada dentro de la caja? Supongo que la placa Arduino en sí no está dentro de la cámara de calor de 200C, ya que se derretiría. Pero aun así, su placa prototipo puede requerir componentes de grado industrial o de temperatura extendida (-40C..+85C o 0C..+125C) para soportar el funcionamiento en una placa más pequeña, dentro de un gabinete aislado, junto a una fuente de calor de 200C. cámara. No solo los circuitos integrados principales, sino también los conectores, condensadores, resistencias, soldaduras, cables e incluso el propio material de la placa de circuito impreso deben comprobarse para ver si funcionan a alta temperatura en una revisión de la lista de materiales. Esta no es la parte más emocionante del trabajo de ingeniería, pero es necesario hacerlo.
No menciona cómo administra la compensación de la unión fría del termopar en su diseño. Esto podría comportarse de manera diferente una vez que la placa prototipo se recorta al nuevo tamaño y funciona dentro del gabinete. Cualquier error en la compensación de la unión fría afectará la precisión absoluta de la temperatura informada.
No menciona cuánta histéresis de temperatura o banda de error se necesita para la luz indicadora verde de 200C. Tampoco me queda claro si existe un circuito de control que regule la cámara de temperatura del vaporizador. De lo contrario, es posible que desee considerar sacar señales "demasiado calientes" / "demasiado frías" de su Arduino. Los bucles de control no son triviales, pero dado que ya está agregando una placa de microcontrolador versátil, el costo de desarrollo incremental sería manejable. Incluso puede pensar si desea reutilizar su nueva placa Arduino personalizada de factor de forma pequeño en diseños de vaporizadores posteriores: hágase un favor y conserve tantos pines de E/S libres y no comprometidos como pueda. Podría ser útil para el diagnóstico y la depuración una vez dentro del gabinete.
El trabajo de ingeniería que implica un proyecto como este no es baladí. Necesitará a alguien que pueda manejar el diseño de placas de circuito impreso y la compensación de unión fría de termopar. La integración de la placa con la carcasa de su producto es crucial. Si puede prescindir de una unidad de vaporizador que funcione, sería útil para un contratista de ingeniería para asegurarse de que la placa encaje y los problemas térmicos se resuelvan. Ya hay suficientes complicaciones que puedo ver desde aquí; no planee llevar esto directamente a la producción de alto volumen de inmediato. En su lugar, intente construir algunos prototipos más con un diseño de placa de factor de forma pequeño y verifique que el rendimiento sea satisfactorio antes de pasar al volumen de producción total. Lo último que desea es gastar su presupuesto construyendo 10,000 "prototipos" que no funcionan.
Depende de lo profundos que sean tus bolsillos. Si está dispuesto a gastar mucho , puede contratar ingenieros y diseñadores para crear su producto desde cero. Les dices que salten y te preguntan "¿Qué tan alto?".
Por otro lado, pasar algún tiempo con EDA y herramientas de modelado 3D te ahorrará mucho dinero. Luego puede hablar con su servicio de placa, ensamblador y maquinista sobre cómo encajan las piezas y le entregarán cualquier cosa, desde PCB desnudos y cajas vacías hasta un producto completo y funcional.
Y luego está la ruta casera. Puede llegar hasta hacer el reflujo y el mecanizado usted mismo y no tener que pagarle a nadie más, pero la fabricación será lenta y la inversión inicial puede ser alta.
¿Hay alguna manera de llevar este prototipo a una empresa de electrónica y obtener un producto que se pueda producir en masa?
Sí. Pero...
¿Cuál será el costo de hacer este tipo de cosas?
En su mayor parte, prohibitivo a exorbitante.
¿Tendré que usar un programa como eagle, o puedo simplemente mostrarles el prototipo que creé y darles las dimensiones del dispositivo?
Tomar una idea aproximada de un producto significa que le cobrarán por el desarrollo, la remodelación, las pruebas, etc. Y eso es solo por la electrónica. Ni siquiera estamos hablando del resto del producto, desde la carcasa hasta las certificaciones de seguridad y el embalaje.
El mejor escenario para mí es si puedo acercarme a una empresa, decirles lo que quiero y qué tan pequeño quiero que sea, para que pueda caber en el vaporizador. ¿Cuánto dinero costaría hacer esto específicamente?
Específicamente, nadie, excepto esas empresas, puede decírselo. Y ese es en realidad el peor de los casos. Su mejor caso es hacer el trabajo duro usted mismo y luego fabricar un producto terminado.
Russel McMahon