NORMATIVA PARA EL DISEÑO DE PCB EN AERONÁUTICA

Zachariah Peterson
|  Creado: March 19, 2021

No tiene que ser un ingeniero de aviación o mecánico de aeronaves profesional para saber que en este sector los sistemas eléctricos y mecánicos son extremadamente complicados. Desde los entornos extremos que tienen que soportar hasta los requisitos eléctricos y electromecánicos de los sistemas embebidos, la Administración Federal de la Aviación de Estados Unidos (FAA, por sus siglas en inglés) define la normativa de cada aspecto del diseño de aeronaves. El objetivo es asegurar que todas las aeronaves cumplen la normativa de fiabilidad y calidad, y que los sistemas electrónicos no van a fallar en situaciones de tensión.

No solo los PCB de sistemas electrónicos tienen que cumplir criterios esenciales de calidad y rendimiento, sino que los componentes deben asimismo cumplir normativas importantes de calidad, de factores de forma y de trazabilidad del abastecimiento. Para diseñar en cumplimiento con esta normativa componentes para su sistema que cumplan con normativas de abastecimiento, planificar la producción y documentar la totalidad de las placas de circuito necesitará un software de administración y diseño que se adapte a cualquier aplicación, incluyendo las de aviónica. Altium Designer es la única plataforma de diseño que une estas características importantes en un único programa.

ALTIUM DESIGNER®

El único paquete de diseño de PCB adaptable para cualquier aplicación electrónica. Altium Designer unifica las características de diseño, documentación y abastecimiento en un entorno de diseño unificado.

Si está diseñando sistemas de aviónica para aeronaves civiles, entonces necesitará familiarizarse íntimamente con la normativa aeronáutica de la FAA para sistemas de aviónica. Cualquier sistema de aviónica es complejo en términos de diseño. Cuenta con diversas funcionalidades, requisitos de rendimiento exigentes y debe integrarse en sistemas embebidos más grandes para controlar y gestionar aeronaves. La normativa de certificación de aeronaves de la FAA define todos los aspectos de los requisitos mecánicos, electrónicos y de operadores para aeronaves civiles y debe estar en la línea de frente de cualquier estrategia de diseño.

Conforme los sistemas electrónicos continúan avanzando a velocidad vertiginosa en cuanto a funcionalidad y complejidad, los diseñadores de aviónica deben entender cómo implementar sus sistemas embebidos más grandes en aeronaves y seguir cumpliendo con normativa crítica de la FAA. Las PCB de aeronaves se construyen para proporcionar control en la distribución de energía, sistemas mecánicos, comunicaciones y procesamiento de datos en aeronaves. Una elección equivocada en el diseño puede comprometer la aeronave completa y llevar a un desastre potencial.

La seguridad y el rendimiento de las aeronaves depende de estos sistemas que se diseñan para superar cada normativa electrónica definida por la Federación de la Aviación de Estados Unidos. Implementar prácticas de diseño de PCB en aeronáutica de conformidad con la normativa requiere de un software de diseño de PCB adaptable que incorpore todos los aspectos de diseño en un solo entorno, incluyendo herramientas de esquemáticos, diseño, verificación y simulación. Altium Designer integra estas herramientas en una plataforma de software completa y única, que le da pleno control sobre su diseño mientras trabaja con normativa en un entorno de diseño único.

Normativa para certificación por la FAA

La normativa de la IPC debería siempre alzarse en primera línea de su estrategia de diseño, pero también necesitará considerar las pautas de la FAA en normativa, y la normativa de calidad AS9100. La FAA necesitará garantías de que sus sistemas electrónicos puedan soportar fluctuaciones de energía potenciales, operar con tolerancias en un estado estable y gestionar demandas térmicas para recibir el certificado de aeronavegabilidad.

Ya que los sistemas electrónicos en aeronaves son parte de sistemas embebidos mayores, necesitará considerar el lugar de la placa en un sistema de energía, sistema de control, sistema de comunicaciones o sistema electromecánico. Como parte de un sistema de energía o electromecánico, su dispositivo debe satisfacer los requisitos de potencia definidos en la curva CBEMA como se especifican en la normativa FAA para aeronavegabilidad.

Los sistemas eléctricos y los circuitos impresos en sistemas de aeronaves y otros sistemas de aviónica deben soportar un ciclo de vida largo, proporcionar rendimiento a demanda y cumplir los requisitos EMC como se especifican por la FCC. Estos sistemas deben diseñarse para proporcionar el máximo rendimiento en entornos extremos. Tanto si está diseñando aeronaves civiles, aeronaves ultraligeras o aeronaves deportivas ligeras, el servicio de certificación de aeronaves de la FAA evaluará de forma rigurosa los diseños de estos sistemas para asegurar su aeronavegabilidad.

SUPERAR LA REVISIÓN DEL RENDIMIENTO DE LA FAA DISEÑANDO SEGÚN LA NORMATIVA AERONÁUTICA

Tanto si está diseñando un ordenador de una sola placa embebida para sistemas de aeronaves, construyendo sistemas de procesamiento de datos y comunicaciones, construyendo software crítico de seguridad para un sistema embebido o construyendo sistemas de control electromecánicos complejos, necesitará el software de diseño apropiado con las mejores herramientas de validación y diseño. Cada uno de estos sistemas incorpora sus propias normas de diseño y rendimiento, y necesita codificar estas normas conforme a las reglas de diseño en su software de diseño de PCB.

Puede cumplir con cualquiera de los requisitos de rendimiento de PCB cuando su software de diseño le permite incorporar especificaciones como reglas de diseño. El software de diseño se adapta completamente y se encarga de que las herramientas de diseño comprueben la composición siguiendo la normativa de diseño en tiempo real. Esto le permite de forma efectiva personalizar las opciones de diseño eléctrico importantes en su software y verificar su diseño en el proceso. Es la mejor forma de asegurar que su diseño cumpla con la normativa crítica de diseño de FAA y le ayudará a construir su sistema para maximizar el rendimiento bajo presión.

Diseño de PCB en aeronáutica: diseño de alta velocidad cerca de BGA en Altium Designer

Diseño de alta velocidad cerca de BGA en Altium Designer

Certificación FAA y aprobación del diseño de PCB

La FAA establece montones de requisitos a las empresas de aviónica para el rendimiento y la calidad de los sistemas electrónicos de sus aeronaves. Para comprobar la aeronavegabilidad, las empresas aeroespaciales y de aviónica deben probar que cumplen con la normativa AS9100 especificada por la FAA. El abastecimiento de componentes y la gestión de datos son dos procesos críticos para la industria aeroespacial y de la aviación, y los procedimientos de documentación apropiados pueden ayudarle a comprobar este cumplimiento rápidamente.

Cuando se trata del diseño de PCB para aeronaves, su software de diseño debería ayudarle con la documentación pasando los datos directamente a sus herramientas de documentación. No hay necesidad de moverse entre el software de diseño y software de procesamiento de palabras, documentando de forma manual los cambios de diseño y ECO conforme el proceso.

Cuando su software de diseño integra estas características en un solo entorno, puede compilar fácilmente la documentación que necesita para probar la aeronavegabilidad en una industria altamente regulada. Puede pasar más tiempo diseñando y trabajando en requisitos de rendimiento críticos y menos tiempo copiando información de abastecimiento y diseño en programas.

CÓMO LAS HERRAMIENTAS DE ABASTECIMIENTO INTEGRADAS Y DE GESTIÓN AYUDAN AL CUMPLIMIENTO

La gestión de la documentación y de los datos son procesos críticos para cualquier organización que opera en una industria altamente regulada. La documentación es más que auditar la cadena de suministro de componentes, investigar fabricantes y copiar datos en documentos. La documentación apropiada para sistemas de aviónica incluye todos los aspectos de diseño que ayudan a probar la aeronavegabilidad a los ojos de la FAA. Pero, ¿quién tiene tiempo de estar manualmente compilando ECO y asegurarse de que los fabricantes entienden completamente la intención del diseño?

Trabajar en un entorno que integra el diseño electrónico con herramientas de documentación estandarizadas es la mejor forma de mantener la productividad para ambos procesos alta. Se ahorra tiempo en el proceso de diseño y cuenta con ayuda para planificar la producción sin problemas. Una vez que sea la hora de planificar la producción, tendrá una vista completa de su cadena de suministro, pudiendo probar el cumplimiento con los requisitos de abastecimiento.

Este tipo de software le permite personalizar sus herramientas de diseño para asegurarse de que sus diseños cumplan los requisitos de aeronavegabilidad y cumplir con la normativa de la industria. Tendrá el poder de gestionar sus datos en un solo programa, controlando las entregas de variables, revisiones y reutilizando datos de diseños antiguos para nuevos sistemas.

Diseño de PCB en aeronáutica: diseño 3D mecánico nativo en Altium Designer

Diseño 3D mecánico nativo en Altium Designer

Diseño controlado por reglas en Altium Designer

Con tantas cuestiones que considerar para el diseño de PCB en los sistemas de aviónica, aeronaves civiles y aeroespaciales, la plataforma de diseño apropiada podrá ayudarle a incorporar toda la normativa de diseño crítica en este sector. Trabajar en una plataforma de diseño integrada que ejecute un motor de diseño controlado por reglas le permite incorporar normativa de rendimiento importante como reglas de diseño, que le ayudarán a maximizar sus oportunidades para conseguir el certificado de aeronavegabilidad.

Las diversas funcionalidades que requieren los ingenieros de aviación civil, aeroespaciales y de aeronaves exigen herramientas de diseño que faciliten el cumplimiento con la normativa de la industria. Trabajar con un software de diseño controlado por reglas le permitirá comprobar el cumplimiento de sus diseños en tiempo real y realizar correcciones de inmediato. Cada requisito mecánico y de rendimiento se puede implementar como una regla de diseño y utilizarse para asegurarse de que su dispositivo cumpla la normativa de rendimiento.

ALTIUM DESIGNER: UN SOLO PROGRAMA PARA TODOS SUS DISEÑOS

Trabajar con normativa de diseño rigurosa y reglamentos de abastecimiento se puede con integración real, no con la falsa integración ofrecida por la mayoría de las empresas de software de diseño de PCB. La mayoría de las empresas le fuerzan a crear un flujo de trabajo ad hoc de múltiples herramientas de diseño de varios proveedores. Perderá características críticas que le ayudarán a asegurarse de que recibe ese certificado de aeronavegabilidad imprescindible.

Con Altium Designer, dispondrá de funciones de abastecimiento, certificación, documentación, diseño mecánico, esquemáticos y composición en un solo programa basándose en un motor de diseño controlado por reglas. No tendrá que trabajar en tareas de diseño básicas y avanzadas con diferentes programas externos. Al contrario, podrá acceder a las herramientas críticas que necesita en un solo entorno.

Otras plataformas de diseño dicen crear un entorno de diseño de PCB unificado, pero siguen separando tareas en diferentes programas. En vez de trabajar con diferentes herramientas de empresas de software diferentes para cumplir con tareas de diseño estándares, necesita un paquete completo con las herramientas de diseño en un solo programa. Solo Altium Designer le proporciona las mejores herramientas para diseñar cualquier sistema electrónico.

Los ingenieros de aviónica y aeroespaciales se enfrentan a un paisaje estrictamente regulado cuando diseñan sistemas electrónicos y para aeronaves civiles que los soportan. Los diseñadores electrónicos necesitan las mejores herramientas de composición, abastecimiento, verificación y documentación que permitan la recepción de certificaciones de aeronavegabilidad. Trabajar con el paquete de software de diseño líder de la industria es la mejor forma de cumplir todas estas metas de forma simultánea.

Cuando su diseño de software se construya sobre un motor de diseño controlado por reglas, sus herramientas de verificación se comunicarán en un formato de datos estandarizado. Sus herramientas deberían ayudarle a seguir siendo productivo y diseñar según los estándares que gobiernan el rendimiento en cualquier industria. Altium Designer, el estándar industrial de diseño de PCB, le permite cumplir con todo esto y mucho más.

Si alguna vez se ha quedado anclado con el software o quiere complementar sus capacidades con nuevas funcionalidades, Altium le ofrece los recursos y productos que necesita para sacar el máximo de su diseño de software. Podrá acceder al foro AltiumLive, a tutoriales sobre funcionalidades, podcasts y webinarios con expertos de diseño de PCB y a una extensa base de conocimiento. Altium proporciona el soporte que necesita para diseñar PCB de cualquier aplicación.

El proceso normativo de certificación de aeronaves de la FAA es ya lo suficientemente difícil, y su software de diseño de PCB debería ayudarle con el proceso de diseño, cumplimiento y revisión. Otras plataformas de diseño separan sus funciones de diseño críticas en programas diferentes, arruinando su productividad y fragmentando normativa de diseño importante en múltiples interfaces. Solo Altium Designer integra las funcionalidades críticas que necesita para el diseño de aviónica en un solo programa. Es hora de deshacerse de las imitaciones y trabajar con el mejor software de diseño de la industria: es hora de probar Altium Designer.

Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson cuenta con una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland. Realizó su investigación en Física MS sobre sensores de gas quimisortivo y su doctorado en Física Aplicada sobre teoría y estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas en láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sistemas ambientales y análisis financiero. Su trabajo ha sido publicado en varias revistas revisadas por pares y actas de conferencias, y ha escrito cientos de blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Zachariah trabaja con otras compañías en la industria de PCB proporcionando servicios de diseño e investigación. Es miembro de IEEE Photonics Society y de la American Physical Society.

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