Design de PCB para IoT: É Mais do Que Apenas Desenvolvimento de Hardware

Zachariah Peterson
|  Criada: Outubro 13, 2020  |  Atualizada: Novembro 16, 2020
Como Equipes de Hardware Multifuncionais Podem Colaborar

Produtos IoT são encantadores e, às vezes, frustrantes. Equipes de design precisam ser multifuncionais para projetar esses produtos com sucesso. Elas precisam acertar no hardware, software embarcado, plataforma web e/ou aplicativo, e invólucro mecânico se quiserem alcançar sucesso no mercado. Problemas em qualquer uma dessas áreas significam que seu novo produto será inferior e, eventualmente, produtos concorrentes ganharão participação de mercado.

Então, o que é necessário para garantir que esses produtos sejam projetados com sucesso? O design de PCB para IoT não é apenas sobre o hardware. É também sobre a experiência do usuário e o fator forma. Isso significa que qualquer equipe de design de PCB para IoT precisa trabalhar interdisciplinarmente, e todos precisam ter uma visão das entregas dos outros. Plataformas na nuvem e plataformas de rede locais ajudam a tornar esse tipo de colaboração possível.

Equipes de Design de PCB para IoT são Multifuncionais

Se você comprou recentemente um produto IoT, como eletrodomésticos inteligentes ou um sistema de segurança residencial, provavelmente teve que baixar um aplicativo no seu telefone e criar uma conta no site da empresa. Esses produtos também podem ter invólucros interessantes que exigem especificações de design exatas. Esses diferentes aspectos de um produto IoT significam que uma equipe de design de PCB para IoT precisa ser multifuncional e precisa colaborar para um design bem-sucedido. Sua equipe de design de IoT incluirá pessoas das seguintes disciplinas:

  • Engenharia eletrônica. Essas pessoas precisam projetar o esquemático e garantir que os componentes escolhidos para a placa possam ser obtidos antes de passar o design para o engenheiro de layout e a equipe de software.
  • Engenharia de layout de PCB.Este grupo é autoexplicativo; eles precisam organizar componentes, traçar rotas, garantir a integridade de energia/sinal e todas as outras tarefas que entram na criação de um ótimo layout de PCB.
  • Engenharia de software/aplicativos móveis. A equipe de software geralmente precisa esperar até que os engenheiros eletrônicos terminem o projeto básico, pois isso determinará com quais componentes eles trabalharão. Se uma plataforma web estiver envolvida, a equipe da web pode começar cedo, desenvolvendo a arquitetura web básica, UI/UX e o framework da API.
  • Engenharia mecânica. Este grupo precisa trabalhar com os engenheiros de layout de PCB para garantir que a caixa do produto se ajuste ao PCB acabado e vice-versa. Para produtos que dobram ou se dobram, eles também precisam garantir que quaisquer placas flexíveis ou rígido-flexíveis se conformarão à caixa.

Recentes projetos de IoT nos quais trabalhamos exigiram colaboração entre mim (como engenheiro líder/gerente), o engenheiro de layout de PCB, o desenvolvedor embarcado, o designer mecânico do cliente e a equipe de desenvolvimento de software do cliente. Esse tipo de projeto pode se tornar muito complexo quando tantas pessoas estão trabalhando no mesmo objetivo, e manter todos na mesma página exige ferramentas de colaboração que possam suportar todos os diferentes tipos de arquivos necessários para criar uma nova plataforma.

 IoT PCB design diagram
O design de IoT PCB extrai dados e ativos de projeto de vários colaboradores.

Como Equipes de Hardware Multifuncionais Podem Colaborar

Qualquer um que tenha trabalhado como parte de uma equipe de software provavelmente está familiarizado com Slack, Jira e outras ferramentas de colaboração e chat para compartilhar código, acompanhar o progresso das tarefas e registrar tickets para problemas de desenvolvimento pendentes. As ferramentas de colaboração que você usa devem possibilitar algumas tarefas importantes como parte do design e desenvolvimento de PCBs para IoT:

  • Visibilidade da cadeia de suprimentos. Qualquer pessoa que tenha projetado um esquemático em torno de alguns componentes especiais, apenas para descobrir que seus componentes desejados se tornaram obsoletos ou têm prazos de entrega de meses, sabe a importância da visibilidade da cadeia de suprimentos. As equipes de design precisam começar a buscar componentes cedo para reduzir o risco de redesigns mais tarde.
  • Comentários, controle de lançamento de projetos, controle de versão e bifurcação. Essas funcionalidades são exatamente o que você encontraria em uma arquitetura ao estilo GitHub para design de hardware. Isso não deveria se limitar a commits de código, commits de layout de PCB e desenhos mecânicos também precisam ser acessados.
  • Controle de acesso do usuário.Nem todos na sua organização estarão trabalhando no mesmo conjunto de tarefas. Um sistema com controle de acesso do usuário (tanto para visualização quanto para edição) garante que as pessoas certas possam acessar os projetos conforme necessário.
  • Compartilhando dados de fabricação. Equipes de design de PCBs para IoT eventualmente precisarão trabalhar com um fabricante para produzir uma placa. Trazer um fabricante para um processo colaborativo é um grande valor agregado que pode reduzir os tempos de execução e ajudar a identificar erros de DFM (Design for Manufacturability) precocemente.
Viewing assembly data in IoT PCB design
Um sistema baseado em nuvem para design de IoT PCB permite que todos da equipe vejam um conjunto completo de dados de projeto e fabricação.

À medida que mais empresas adotam o trabalho remoto, mesmo no âmbito do desenvolvimento de hardware, as equipes de design precisarão de sistemas baseados na nuvem ou locais que se integrem ao seu software de design. A atual classe de ferramentas de colaboração remota não pode fornecer a acessibilidade necessária para importar instantaneamente dados de design em programas ECAD e MCAD, ao mesmo tempo que oferece controle de versão, gerenciamento de componentes e controle de acesso do usuário. É hora das equipes de hardware usarem uma nova plataforma que unifique os designers de PCBs com os designers mecânicos e, em breve, desenvolvedores embarcados.

Altium 365 é a única plataforma que integra o Altium Designer com aplicativos como Altium Concord Pro e o Altium Viewer, facilitando a colaboração para equipes multifuncionais. Engenheiros de todas as disciplinas podem ver os dados de design uns dos outros e importá-los instantaneamente para o Altium Designer ou visualizá-los através de uma instância web do Altium Concord Pro. Os recursos de controle de versão, comentários e controle de acesso permitem que sua equipe crie uma plataforma ao estilo GitHub para o desenvolvimento de hardware. Esta é uma maneira ideal para equipes de design de PCBs para IoT colaborarem em projetos complexos.

Altium Concord Pro no Altium 365 está trazendo um nível de integração sem precedentes para a indústria eletrônica, até então relegado ao mundo do desenvolvimento de software, permitindo que os designers trabalhem de casa e alcancem níveis de eficiência sem precedentes.

Apenas começamos a explorar o que é possível fazer com Altium Concord Pro no Altium 365. Você pode verificar a página do produto para uma descrição mais aprofundada das funcionalidades ou um dos Webinars Sob Demanda.

Sobre o autor

Sobre o autor

Zachariah Peterson tem vasta experiência técnica na área acadêmica e na indústria. Atualmente, presta serviços de pesquisa, projeto e marketing para empresas do setor eletrônico. Antes de trabalhar na indústria de PCB, lecionou na Portland State University e conduziu pesquisas sobre teoria, materiais e estabilidade de laser aleatório. A experiência de Peterson em pesquisa científica abrange assuntos relacionados aos lasers de nanopartículas, dispositivos semicondutores eletrônicos e optoeletrônicos, sensores ambientais e padrões estocásticos. Seu trabalho foi publicado em mais de uma dezena de jornais avaliados por colegas e atas de conferência, além disso, escreveu mais de dois mil artigos técnicos sobre projeto de PCB para diversas empresas. É membro da IEEE Photonics Society, da IEEE Electronics Packaging Society, da American Physical Society e da Printed Circuit Engineering Association (PCEA). Anteriormente, atuou como membro com direito a voto no Comitê Consultivo Técnico de Computação Quântica do INCITS, onde trabalhou em padrões técnicos para eletrônica quântica e, no momento, atua no grupo de trabalho P3186 do IEEE, que tem como foco a interface de portas que representam sinais fotônicos com simuladores de circuitos da classe SPICE.

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