Mehr als nur Hardwareentwicklung: Möglichkeiten im IoT-Leiterplattendesign

Zachariah Peterson
|  Created: October 13, 2020  |  Updated: November 16, 2020

How Multifunctional Hardware Teams Can Collaborate

IoT-Produkte sind ebenso toll wie manchmal frustrierend. Um der Konkurrenz am Markt standhalten zu können, müssen alle Bestandteile perfekt aufeinander abgestimmt sein und Hardware, Software sowie das mechanische Gehäuse und das Interface oder die App müssen sich zu einem stimmigen Gesamtbild fügen. Dafür braucht es vor allem eines: Multifunktionale Design-Teams.

Was ist also nötig, um sicherzustellen, dass diese Produkte erfolgreich entworfen werden? Beim IoT-Leiterplattendesign geht es nicht nur um die Hardware. Es geht auch um die Benutzererfahrung und den Formfaktor. Das bedeutet, dass jedes IoT-PCB-Designteam disziplinübergreifend arbeiten, und jeder die Ergebnisse des anderen im Blick haben muss. Cloud-Plattformen und Netzwerkplattformen vor Ort machen diese Art der Zusammenarbeit möglich.

IoT-PCB-Designteams sind multifunktional

Wenn Sie in letzter Zeit ein IoT-Produkt gekauft haben, z. B. ein intelligentes Gerät oder ein Sicherheitssystem für Ihr Haus, mussten Sie wahrscheinlich eine App auf Ihr Smartphone herunterladen und ein Konto auf der Website des Unternehmens erstellen. Diese Produkte können interessante Gehäuse haben, die genaue Design-Spezifikationen erfordern. Diese verschiedenen Aspekte eines IoT-Produkts bedeuten, dass das IoT-PCB-Designteam multifunktional sein und erfolgreich zusammenarbeiten muss. Ihr IoT-Designteam sollte Personen aus den folgenden Disziplinen umfassen:

  • Elektronik-Entwicklung. Diese Mitarbeiter müssen den Schaltplan entwerfen und sicherstellen, dass die für die Platine ausgewählten Bauteile beschaffbar sind, bevor sie das Design an den Layouter und das Software-Team weitergeben.
  • PCB-Layout-Engineering. Diese Gruppe ist selbsterklärend; sie muss die Bauteile anordnen, Leiterbahnen verlegen, die Integrität der Stromversorgung/Signale sicherstellen und all die anderen Aufgaben erfüllen, die zu einem guten PCB-Layout gehören.
  • Entwicklung von Software und mobilen Apps. Das Software-Team muss in der Regel warten, bis die Elektronik-Ingenieure das grundlegende Design fertiggestellt haben, da dies bestimmt, mit welchen Komponenten sie arbeiten werden. Wenn es sich um eine Web-Plattform handelt, kann das Web-Team frühzeitig mit der Entwicklung der grundlegenden Web-Architektur, UI/UX und des API-Frameworks beginnen.
  • Mechanisches Engineering. Diese Gruppe muss mit den PCB-Layout-Ingenieuren zusammenarbeiten und sicherstellen, dass das Gehäuse des Produkts auf die fertige Leiterplatte passt und andersherum. Bei Produkten, die sich biegen oder falten lassen, müssen sie auch sicherstellen, dass alle flexiblen oder starr-flexiblen Platinen mit dem Gehäuse übereinstimmen.

Die letzten IoT-Projekte, an denen wir gearbeitet haben, erforderten die Zusammenarbeit zwischen mir (als leitendem Ingenieur/Manager), dem PCB-Layout-Ingenieur, dem Embedded-Entwickler, dem mechanischen Designer des Kunden und dem Software-Entwicklungsteam des Kunden. Diese Art von Projekten kann sehr komplex werden. Um alle auf dem gleichen Stand zu halten, braucht man Tools für die Zusammenarbeit, die all die verschiedenen Dateitypen unterstützen, die für die Erstellung einer neuen Plattform erforderlich sind.

Diagramm für IoT-PCB-Design
Das IoT-PCB-Design bezieht Designdaten und Assets von mehreren Beteiligten.

So können multifunktionale Hardware-Teams zusammenarbeiten

Jeder, der schon einmal in einem Software-Team gearbeitet hat, ist wahrscheinlich mit Slack, Jira und anderen Collaboration- und Chat-Tools vertraut, um Code zu teilen, den Fortschritt von Aufgaben zu verfolgen und Tickets für ausstehende Entwicklungsprobleme zu verwalten. Die von Ihnen verwendeten Tools für die Zusammenarbeit sollten einige wichtige Aufgaben im Rahmen des Designs und der Entwicklung von IoT-Leiterplatten ermöglichen:

  • Transparenz in der Lieferkette. Jeder, der schon einmal einen Schaltplan mit speziellen Bauteilen entworfen hat und dann feststellen musste, dass die gewünschten Bauteile veraltet sind oder monatelange Lieferzeiten haben, weiß, wie wichtig die Transparenz in der Lieferkette ist. Design-Teams müssen frühzeitig mit der Beschaffung von Bauteilen beginnen, um das Risiko späterer Redesigns zu reduzieren.
  • Kommentierung, Projekt-Release-Kontrolle, Versionskontrolle und Verzweigung. Diese Features sind genau das, was Sie in einer GitHub-ähnlichen Architektur für das Hardware-Design finden würden. Sie sollte nicht nur auf Code-Commits beschränkt sein, sondern auch den Zugriff auf PCB-Layout- und mechanische Zeichnungs-Commits
  • Benutzerzugriffskontrolle. Nicht jeder in Ihrem Unternehmen wird an den gleichen Aufgaben arbeiten. Ein System mit Benutzerzugriffskontrolle (sowohl für die Anzeige als auch für die Bearbeitung) stellt sicher, dass die richtigen Personen auf die richtigen Projekte zugreifen können.
  • Gemeinsame Nutzung von Fertigungsdaten. IoT-PCB-Designteams werden irgendwann mit einem Hersteller zusammenarbeiten müssen, um eine Platine produzieren zu lassen. Die Einbindung eines Herstellers in einen kollaborativen Prozess ist ein enormer Mehrwert, der die Durchlaufzeiten verkürzen kann und Ihnen hilft, DFM-Fehler frühzeitig zu erkennen.
Ansicht von Bestückungsdaten im IoT-PCB-Design
Ein cloudbasiertes System für das IoT-Leiterplattendesign ermöglicht es jedem im Team, den vollständigen Satz an Design- und Fertigungsdaten zu sehen.

Da immer mehr Unternehmen auf Remote-Zusammenarbeit setzen, selbst im Bereich der Hardwareentwicklung, benötigen Designteams cloudbasierte oder vor Ort installierte Systeme, die sich in ihre Designsoftware integrieren lassen. Die derzeitigen Tools für die Remote-Zusammenarbeit können nicht den Grad an Zugänglichkeit bieten, der für den sofortigen Import von Designdaten in ECAD- und MCAD-Programme erforderlich ist, und gleichzeitig Funktionen für die Versionskontrolle, Bauteilverwaltung und Benutzerzugriffskontrolle zur Verfügung stellen. Daher ist es an der Zeit, dass Hardware-Teams eine neue Plattform nutzen, die PCB-Designer mit mechanischen Designern und bald auch mit Embedded-Entwicklern verbindet.

Altium 365 ist die einzige Plattform, die Altium Designer mit Apps wie Altium Concord Pro und dem Altium Viewer vereint und so die Zusammenarbeit für multifunktionale Teams erleichtert. Ingenieure aus allen Disziplinen können die Designdaten der anderen einsehen und sie sofort in Altium Designer importieren oder sie über eine Altium Concord Pro Webinstanz anzeigen. Mit den Features für Versionskontrolle, Kommentierung und Zugriffskontrolle kann Ihr Team eine GitHub-ähnliche Plattform für die Hardwareentwicklung erstellen. Dies ist eine ideale Möglichkeit für IoT-PCB-Designteams, um an komplexen Projekten zusammenzuarbeiten.

Altium Concord Pro auf Altium 365 bringt ein beispielloses Maß an Integration in die Elektronikindustrie, die bisher der Welt der Softwareentwicklung vorenthalten war, und ermöglicht es den Designern, von zu Hause aus zu arbeiten und eine beispiellose Effizienz zu erreichen.

Wir haben nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was mit Altium Concord Pro auf Altium 365 möglich ist. Eine ausführlichere Beschreibung der Features finden Sie auf der Produktseite oder in einem der On-Demand Webinare.

About Author

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Zachariah Peterson verfügt über einen umfassenden technischen Hintergrund in Wissenschaft und Industrie. Vor seiner Tätigkeit in der Leiterplattenindustrie unterrichtete er an der Portland State University. Er leitete seinen Physik M.S. Forschung zu chemisorptiven Gassensoren und sein Ph.D. Forschung zu Theorie und Stabilität von Zufallslasern. Sein Hintergrund in der wissenschaftlichen Forschung umfasst Themen wie Nanopartikellaser, elektronische und optoelektronische Halbleiterbauelemente, Umweltsysteme und Finanzanalysen. Seine Arbeiten wurden in mehreren Fachzeitschriften und Konferenzberichten veröffentlicht und er hat Hunderte von technischen Blogs zum Thema PCB-Design für eine Reihe von Unternehmen verfasst. Zachariah arbeitet mit anderen Unternehmen der Leiterplattenindustrie zusammen und bietet Design- und Forschungsdienstleistungen an. Er ist Mitglied der IEEE Photonics Society und der American Physical Society.

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