Guia do Empreendedor para o Design de Produto Modular

Uma das perguntas mais comuns que recebo dos meus clientes que são startups de hardware é esta: como posso diminuir os riscos do meu protótipo?

Empreendedores que estão começando a transformar sua prova de conceito em um dispositivo real que podem testar em campo querem garantir que seu tempo, esforço e dinheiro sejam bem aproveitados. Muitos empreendedores estão investindo suas economias nesses empreendimentos, e é desejável garantir que quaisquer causas potenciais de falha do dispositivo sejam abordadas logo no início.

Existe um caminho que ajuda a preencher a lacuna entre provas de conceito e protótipos, e pode até ajudar um designer a acelerar seu caminho para projetar uma PCB totalmente personalizada em torno de seus componentes alvo. Isso envolve adotar uma abordagem modular para construir um produto, combinando produtos de desenvolvimento disponíveis no mercado, módulos de computação, produtos de desenvolvimento de terceiros e módulos de microcontrolador/ASIC em uma versão muito básica de um protótipo. Há muito valor nessa abordagem, e ela pode ajudá-lo a acelerar seu tempo de entrada no mercado com menor risco, se você selecionar o conjunto certo de módulos, produtos de avaliação e designs de referência.

O que é uma Abordagem de Design de Produto Modular?

Produtos modulares são construídos usando um conjunto de módulos, que podem ser adquiridos prontos de fornecedores de semicondutores, comprados como produtos de terceiros, projetados como placas personalizadas, ou uma combinação de todos esses. A abordagem requer a mistura e combinação de um conjunto de módulos que se interconectam entre si, geralmente com cabos, fios e conectores de placa para placa. Esses módulos podem ser adquiridos de fornecedores como Arduino, Raspberry Pi, Opal Kelly, etc., e são combinados juntos para dar um produto personalizado. Na verdade, a ideia que você tem para um produto de hardware poderia ser construída em formato de módulo, o que permitiria que outras empresas o integrassem em suas PCBs.

Onde esses módulos podem ser localizados e comprados, e quais tipos de módulos podem ser usados para construir produtos modulares? Algumas ideias são encontradas na tabela a seguir.

Uma abordagem comum é usar qualquer um dos módulos na lista acima para construir um primeiro protótipo sem o risco de gastar capital em uma PCB personalizada. Os custos necessários para comprar um grupo de módulos da lista acima, incluindo para módulos mais avançados, são tipicamente muito menores do que o custo para contratar trabalho de design, sourcing de componentes, fabricação, montagem e logística. Para um primeiro protótipo, esta é uma maneira razoável de provar seu conceito de design antes de gastar tempo e dinheiro em PCBAs personalizadas.

Se você pode demonstrar algo de valor com o seu protótipo modular, ou pode provar que pode usar módulos prontos + módulos personalizados para criar um produto real, então você tem algo que pode atrair investidores. Afinal, o objetivo final é (ou deveria ser) transformar suas boas ideias em algo que possa ser produzido em escala e vendido aos clientes. Em algum momento, você terá que ponderar como escalar seu design modular, e isso pode envolver integrar todo ou parte do seu sistema modular em uma PCB personalizada.

Quando Optar por uma PCB Personalizada para um Produto Modular

Placas personalizadas são arriscadas quando a funcionalidade central de um produto não foi comprovada, principalmente devido ao custo de desenvolvimento e fabricação de protótipos, o que pode resultar em um produto que não funciona como você imaginou. O momento ideal para reconstruir seu produto em uma PCB personalizada é uma vez que você tenha completado as seguintes tarefas:

1. Componentes finalizados com base na prototipagem com módulos
2. Verificado que qualquer aplicação embutida pode produzir as funções requeridas com os componentes em #1
3. Verificado que o protótipo modular funciona em algo que se assemelha ao seu ambiente de implantação pretendido
4. Encontrado um designer que entende o processo de transferir o dispositivo modular para uma PCB personalizada

Se você começou com placas de avaliação e/ou designs de referência onde os arquivos de design já estavam disponíveis, você já terá alguns dados de design verificados que pode usar para começar a construir sua placa personalizada. Isso reduz significativamente os riscos do seu produto personalizado, e você pode até obter ajuda de engenheiros de aplicação em fornecedores de semicondutores que podem estar dispostos a ajudar a revisar seu design antes de produzir protótipos.

Outra opção é fazer do seu produto um módulo que se integra com outros módulos! Essa é a abordagem adotada pela Luxonis, uma empresa inovadora que desenvolve produtos de visão computacional com formatos de módulos. Esses sistemas podem ser usados para adicionar capacidades de visão orientadas por IA a outros módulos de hardware disponíveis no mercado, possibilitando uma nova classe totalmente nova de produtos modulares. Saiba mais sobre a Luxonis em nossa história recente da Altium.

Seja para adotar uma abordagem modular ou se você está pronto para transicionar seu projeto para uma PCB personalizada, certifique-se de que sua empresa conta com o conjunto completo de recursos de design de PCB e ferramentas CAD de classe mundial no Altium Designer^®. Para implementar a colaboração no ambiente interdisciplinar de hoje, empresas inovadoras estão utilizando a plataforma Altium 365^™ para compartilhar facilmente dados de design e colocar projetos em fabricação.

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