Elektroniikkasuunnittelu
Elektroniikkasuunnittelu on avainasemassa, kun laitteeseen rakennetaan haluttuja toiminnallisuuksia ja varmistetaan, että se toimii suunnitelluissa käyttöolosuhteissa.
Elektroniikkasuunnittelun tavoitteet
Elektroniikkasuunnittelun lopputuloksena laitevalmistajalla on tiedot tarvittavista sähköisistä kytkennöistä sekä niiden toteuttamiseen tarvittavasta elektroniikasta. Lisäksi elektroniikan suunnittelussa kiinnitetään erityistä huomiota komponenttien saatavuuteen ja laitteiden valmistettavuuteen.
Elektroniikkasuunnittelun tavoitteina on suunnitella laitteeseen elektroniikka, joka
- Toimii toivotulla tavalla
- Toimii vaatimusten mukaisissa olosuhteissa (lämpötila, kosteus, tärinä ym.)
- Sietää odotettavissa olevia häiriöitä (virtapiikit, langaton tiedonsiirto ym.)
- Toimii siihen liittyvien standardien ja viranomaismääräysten mukaisesti
- Käyttää komponentteja, joiden saatavuus on turvattu
- Pystytään suunnittelemaan ja valmistamaan kustannustehokkaasti, piirilevyt ja niiden ladonta mukaan lukien
Elektroniikkasuunnittelijan tehtävät
Elektroniikkasuunnittelijan tehtäviä ovat mm.
- Laitteen elektroniikan liittyvien vaatimusten selvittäminen
- Laitteeseen tarvittavien sopivien komponenttien etsiminen
- Piirikaavion eli laitteen sähköisten kytkentöjen suunnittelu
- Piirilevyn eli komponenttien asemoinnin suunnittelu piirikaavion pohjalta
- Toimivuuden testaus
- Kustannusten optimointi mm. komponenttivalintojen muodossa
Elektroniikkasuunnittelussa huomioitavia asioita
Elektroniikan suunnittelussa huomioidaan asiakkaiden, käyttäjien ja viranomaisten laitteille asettamat vaatimukset. Näiden lisäksi mekaniikka, laitteen käyttöolosuhteet ja sen ohjelmistot sekä esimerkiksi komponenttien saatavuus tuo omat haasteensa suunnitteluun.
Muotoilu ja mekaniikka
Laitteiden muotoilu ja mekaniikka asettavat vaatimuksia myös elektroniikan suunnittelulle. Laitteen kotelo saattaa rajoittaa piirilevyn kokoa ja muotoa. Mahdollisten liittimien on oltava sekä kotelossa että piirilevyllä samassa kohdassa. Jos laite hyödyntää langatonta tiedonsiirtoa, pitää siinä olla tiedonsiirtoon liittyviä osia ja antenneja.
Käyttöolosuhteet
Kotelon ja elektroniikan on toimittava vaadituissa olosuhteissa, jolloin suunnittelussa on ehkä huomioitava esim. suuret lämpöalueet, vesitiiviys ja toiminta laitteen liikkuessa. Lisäksi laitteessa saattaa olla akkuja tai sen on toimittava erilaisilla verkkovirroilla.
Ohjelmistojen vaatimukset
Elektroniikalla on todella suuri merkitys laitteiden ohjelmistojen toimintaan. Esimerkiksi tarvittavan muistin määrä arvioidaan ohjelmistosuunnittelijoiden antamien tietojen perusteella. Joissakin laitteissa prosessoreiden ja mikrokontrollereiden sisäinen muisti saattaa olla riittävä, toisinaan tarvitaan lisämuistia, jota voidaan lisästä esim. RAM, Flash, eMMC tai SD-muistikortin muodossa.
Komponentti- ja piirilevyvalinnat
Laitteissa voidaan usein käyttää samanlaisia komponentteja kuin valmistajan aikaisemmissa laitteissa on käytössä, jolloin logistiikka yksinkertaistuu, hinta halpenee ja mikrokontrollereiden tapauksessa ohjelmistokehitys saattaa helpottua.
Laitteessa käytettävien komponenttien valintaan vaikuttavat niiden ominaisuuksien ja suorituskyvyn lisäksi saatavuus, toimitusajat sekä hinta. Toimitusten varmistamiseksi ja hintatason säilyttämiseksi on useiden komponenttivalmistajien myymien komponenttien käyttäminen usein järkevää.
Elektroniikan suunnittelussa on tiedettävä myös piirilevyjen valmistajien ja komponenttien ladonnan tuotannon suorituskyky sekä mahdolliset rajoitteet. Jos tuotanto ei pysty valmistamaan suunnitelman mukaista laitetta, on suunnitelmaa muutettava tai valmistus hoidettava muualla.
Lämpösimulointi elektroniikkasuunnittelun tukena
Lämpösimuloinnissa mallinnetaan ja tutkitaan elektronisten laitteiden ja yksittäisten komponenttien lämpötiloja, lämpöjakaumia ja lämpökuormituksia erilaisissa käyttöolosuhteissa.
Lämpösimulaatiot auttavat suunnittelijoita varmistamaan optimaalisen lämmönhallinnan ja välttämään ylikuumenemisesta johtuvia ongelmia, kuten komponenttien vaurioitumista, suorituskyvyn heikkenemistä tai ennenaikaista vikaantumista.
Lämpösimuloinnin avulla voidaan arvioida lämpötilojen nousua kriittisissä kohdissa, tunnistaa kuumia kohtia (hot spots) ja varmistaa, että elektroniset komponentit eivät ylikuumene käytön aikana.
Lämpösimuloinnin avulla voidaan myös suunnitella optimaalisia jäähdytysratkaisuja, vähentää energiankulutusta, parantaa laitteen suorituskykyä ja pidentää komponenttien käyttöikää. Simuloinnin avulla voidaan myös testata erilaisia käyttöskenaarioita, kuten äärimmäisiä lämpötilaolosuhteita tai ylikuormitusta, ja varmistaa laitteen toimintavarmuus ja käyttöturvallisuus erilaisissa ympäristöissä.
>> Lue blogi: Simulaatioiden käyttö suunnittelun apuna nopeuttaa tuotekehitystä
Olemme luotettava yhteistyökumppani myös elektroniikkasuunnittelussa
Tarjoamme kattavat ja monipuoliset elektroniikan tuotekehityspalvelut, joihin kuuluu piirilevysuunnittelu, digitaalielektroniikan toteutus eri teknologioilla, SoC-ratkaisut, EMC-suunnittelu ja kokonaisvaltainen elektroniikan testaus. Voimme huolehtia myös laitteen tuotantoon siirrosta ja massavalmistuksesta elinkaaren ylläpitoon asti. Projektiemme laajuudet vaihtelevat asiakkaan tilanteen ja toiveiden mukaan.
Kokeneet suunnittelijamme kehittävät haastavatkin elektroniset ratkaisut ammattitaitoisesti ja tarpeisiin sopiviksi. Asiantuntijoillamme on pitkä ja laaja kokemus elektroniikan suunnittelusta monenlaisiin sovelluksiin.
Erilaiset piirilevytekniikat ja valmistusteknologiat ovat meille tuttuja. Olemme suunnitelleet elektronisia ratkaisuja mm. automaatioteollisuuteen, lääkinnällisiin laitteisiin, tietoliikennejärjestelmiin sekä kuluttajalaitteisiin.
Tarvitsipa yrityksesi yksinkertaista mikrokontrolleria tai isompaa kokonaisuutta, pystymme auttamaan tarvittavan elektroniikan suunnittelussa ja toteutuksessa. Ole yhteydessä myyntiimme!
Ota yhteyttä
Matti Ojala
+358 20 7419 404
Juha-Matti Helisten
+358 20 7419 432
Jari Maijanen
+358 10 5565 208
Ari Hakkarainen
+358 20 7419 406