Guía del emprendedor para el diseño de productos modulares

Una de las preguntas más comunes que recibo de mis clientes que son startups de hardware es la siguiente: ¿cómo puedo reducir los riesgos de mi prototipo?

Los emprendedores que están comenzando a convertir su prueba de concepto en un dispositivo real que pueden probar en el campo quieren asegurarse de que su tiempo, esfuerzo y dinero se utilicen de manera efectiva. Muchos emprendedores están invirtiendo sus ahorros ganados con esfuerzo en estas empresas, y es deseable asegurar que cualquier causa potencial de falla del dispositivo se aborde tempranamente.

Hay un camino que ayuda a cerrar la brecha entre las pruebas de concepto y los prototipos, e incluso puede ayudar a un diseñador a acelerar su camino hacia el diseño de un PCB completamente personalizado alrededor de sus componentes objetivo. Esto implica adoptar un enfoque modular para construir un producto combinando productos de desarrollo disponibles en el mercado, módulos de cómputo, productos de desarrollo de terceros y módulos de microcontrolador/ASIC en una versión muy básica de un prototipo. Hay mucho valor en este enfoque, y podría ayudarte a acelerar tu tiempo de llegada al mercado con menor riesgo si seleccionas el conjunto adecuado de módulos, productos de evaluación y diseños de referencia.

¿Qué es un Enfoque de Diseño de Producto Modular?

Los productos modulares se construyen utilizando un conjunto de módulos, que pueden ser adquiridos ya hechos de proveedores de semiconductores, comprados como productos de terceros, diseñados como placas personalizadas, o una combinación de todos estos. El enfoque requiere mezclar y combinar un conjunto de módulos que se interconectan entre sí, usualmente con cables, alambres y conectores de placa a placa. Estos módulos pueden ser adquiridos de proveedores como Arduino, Raspberry Pi, Opal Kelly, etc., y se combinan para dar como resultado un producto personalizado. De hecho, la idea que tienes para un producto de hardware podría construirse en formato de módulo, lo que permitiría a otras empresas integrarlo en sus PCBs.

¿Dónde se pueden localizar y comprar estos módulos, y qué tipos de módulos se pueden utilizar para construir productos modulares? Algunas ideas se encuentran en la siguiente tabla.

Un enfoque común es usar cualquiera de los módulos en la lista anterior para construir un primer prototipo sin el riesgo de gastar capital en un PCB personalizado. Los costos requeridos para comprar un grupo de módulos de la lista anterior, incluyendo para módulos más avanzados, son típicamente mucho menores que el costo de contratar trabajo de diseño, adquisición de componentes, fabricación, ensamblaje y logística. Para un primer prototipo, esta es una manera razonable de probar su concepto de diseño antes de gastar tiempo y dinero en PCBAs personalizados.

Si puedes demostrar algo de valor con tu prototipo modular, o puedes probar que puedes usar módulos estándar + personalizados para crear un producto real, entonces tienes algo que podría atraer a los inversores. Después de todo, el objetivo final es (o debería ser) transformar tus buenas ideas en algo que pueda ser producido a gran escala y vendido a los clientes. En algún momento, tendrás que considerar cómo escalar tu diseño modular, y esto podría implicar integrar todo o parte de tu sistema modular en un PCB personalizado.

Cuándo Optar por un Producto Modular Personalizado

Las placas personalizadas son arriesgadas cuando la funcionalidad principal de un producto no ha sido probada, principalmente debido al costo de desarrollo y fabricación de prototipos, lo que podría resultar en un producto que no funciona como imaginabas. El momento ideal para reconstruir tu producto en un PCB personalizado es una vez que hayas completado las siguientes tareas:

1. Componentes finalizados basados en prototipos con módulos
2. Verificado que cualquier aplicación embebida puede producir las funciones requeridas con los componentes en #1
3. Verificado que el prototipo modular funciona en algo que se asemeja a su entorno de implementación previsto
4. Encontrado un diseñador que entiende el proceso para transferir el dispositivo modular a un PCB personalizado

Si comenzó con tableros de evaluación y/o diseños de referencia donde los archivos de diseño ya estaban disponibles, ya tendrá algunos datos de diseño verificados que puede usar para comenzar a construir su placa personalizada. Esto reduce significativamente los riesgos de su producto personalizado, y podría incluso obtener ayuda de ingenieros de aplicaciones en proveedores de semiconductores que podrían estar dispuestos a ayudar a revisar su diseño antes de producir prototipos.

Otra opción es hacer que su producto sea un módulo que se integra con otros módulos. Este es el enfoque tomado por Luxonis, una empresa innovadora que construye productos de visión por computadora con factores de forma de módulo. Estos sistemas se pueden usar para agregar capacidades de visión impulsadas por IA a otros módulos de hardware disponibles en el mercado, habilitando una clase totalmente nueva de productos modulares. Aprenda más sobre Luxonis en nuestra reciente historia de Altium.

Ya sea que desees adoptar un enfoque modular o estés listo para transicionar tu diseño a un PCB personalizado, asegúrate de que tu empresa dependa del conjunto completo de características de diseño de PCB y herramientas CAD de clase mundial en Altium Designer. Para implementar la colaboración en el entorno interdisciplinario de hoy, las empresas innovadoras están utilizando la plataforma Altium 365 para compartir fácilmente datos de diseño y poner proyectos en fabricación.

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