Guida per imprenditori alla progettazione di prodotti modulari

Una delle domande più comuni che ricevo dai miei clienti che sono startup di hardware è questa: come posso ridurre i rischi del mio prototipo?

Gli imprenditori che stanno iniziando a trasformare la loro prova di concetto in un dispositivo reale che possono testare sul campo vogliono assicurarsi che il loro tempo, impegno e denaro siano ben spesi. Molti imprenditori stanno investendo i loro risparmi guadagnati duramente in queste imprese, ed è desiderabile assicurarsi che qualsiasi potenziale causa di fallimento del dispositivo venga affrontata precocemente.

C'è un percorso che aiuta a colmare il divario tra le prove di concetto e i prototipi, e può anche aiutare un progettista ad accelerare il suo percorso verso la progettazione di un PCB completamente personalizzato intorno ai componenti target. Questo comporta l'adozione di un approccio modulare alla costruzione di un prodotto combinando prodotti di sviluppo disponibili sul mercato, moduli di calcolo, prodotti di sviluppo di terze parti e moduli microcontroller/ASIC in una versione molto basilare di un prototipo. Questo approccio offre molti vantaggi e potrebbe aiutarti ad accelerare il tuo tempo di immissione sul mercato con un rischio inferiore se selezioni il giusto insieme di moduli, prodotti di valutazione e progetti di riferimento.

Cos'è un Approccio di Progettazione di Prodotti Modulari?

I prodotti modulari sono costruiti utilizzando un insieme di moduli, che possono essere acquistati già pronti dai fornitori di semiconduttori, acquistati come prodotti di terze parti, progettati come schede personalizzate, o una combinazione di tutti questi. L'approccio richiede di mescolare e abbinare un insieme di moduli che si interconnettono tra loro, solitamente con cavi, fili e connettori da scheda a scheda. Questi moduli possono essere acquistati da fornitori come Arduino, Raspberry Pi, Opal Kelly, ecc., e vengono combinati insieme per creare un prodotto personalizzato. Infatti, l'idea che hai per un prodotto hardware potrebbe essere realizzata in formato modulo, il che permetterebbe ad altre aziende di integrarlo sulle loro PCB.

Dove possono essere localizzati e acquistati questi moduli, e quali tipi di moduli possono essere utilizzati per costruire prodotti modulari? Alcune idee si trovano nella tabella seguente.

Un approccio comune consiste nell'utilizzare uno qualsiasi dei moduli nella lista sopra per costruire un primo prototipo senza il rischio di spendere capitale in un PCB personalizzato. I costi necessari per acquistare un gruppo di moduli dalla lista sopra, inclusi quelli per moduli più avanzati, sono tipicamente molto inferiori rispetto al costo di affidare il lavoro di progettazione, l'approvvigionamento dei componenti, la fabbricazione, l'assemblaggio e la logistica. Per un primo prototipo, questo è un modo ragionevole per dimostrare il proprio concetto di progettazione prima di spendere tempo e denaro in PCBAs personalizzati.

Se riesci a dimostrare qualcosa di valore con il tuo prototipo modulare, o riesci a dimostrare che puoi utilizzare moduli standard + personalizzati per creare un prodotto reale, allora hai qualcosa che potrebbe attirare gli investitori. Dopo tutto, l'obiettivo finale è (o dovrebbe essere) trasformare le tue buone idee in qualcosa che può essere prodotto in serie e venduto ai clienti. Ad un certo punto, dovrai valutare come scalare il tuo design modulare, e questo potrebbe comportare l'integrazione di tutto o parte del tuo sistema modulare in un PCB personalizzato.

Quando Passare a un Prodotto Modulare Personalizzato

I circuiti stampati personalizzati sono rischiosi quando la funzionalità principale di un prodotto non è stata dimostrata, principalmente a causa dei costi di sviluppo e produzione del prototipo, che potrebbero risultare in un prodotto che non funziona come avevi immaginato. Il momento ideale per ricostruire il tuo prodotto su un PCB personalizzato è una volta che hai completato i seguenti compiti:

1. Componenti finalizzati basati sulla prototipazione con moduli
2. Verificato che qualsiasi applicazione incorporata possa produrre le funzioni richieste con i componenti in #1
3. Verificato che il prototipo modulare funzioni in qualcosa che assomigli all'ambiente di distribuzione previsto
4. Trovato un progettista che comprende il processo per trasferire il dispositivo modulare in un PCB personalizzato

Se hai iniziato con schede di valutazione e/o progetti di riferimento dove i file di progetto erano già disponibili, avrai già alcuni dati di progetto verificati che puoi utilizzare per iniziare a costruire la tua scheda personalizzata. Questo riduce notevolmente i rischi per il tuo prodotto personalizzato, e potresti anche ottenere aiuto dagli ingegneri applicativi dei fornitori di semiconduttori che potrebbero essere disposti ad aiutare a rivedere il tuo progetto prima di produrre prototipi.

Un'altra opzione è rendere il tuo prodotto un modulo che si integra con altri moduli! Questo è l'approccio adottato da Luxonis, un'azienda innovativa che costruisce prodotti di visione artificiale con fattori di forma modulare. Questi sistemi possono essere utilizzati per aggiungere capacità di visione guidata dall'IA ad altri moduli hardware disponibili sul mercato, consentendo una nuova classe totalmente nuova di prodotti modulari. Scopri di più su Luxonis nella nostra recente storia di Altium.

Sia che tu voglia adottare un approccio modulare, sia che tu sia pronto a trasferire il tuo progetto su un PCB personalizzato, assicurati che la tua azienda si affidi al set completo di funzionalità di progettazione PCB e agli strumenti CAD di classe mondiale in Altium Designer^®. Per implementare la collaborazione nell'ambiente interdisciplinare di oggi, le aziende innovative stanno utilizzando la piattaforma Altium 365^™ per condividere facilmente i dati di progettazione e avviare i progetti alla produzione.

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