Elektronikentwicklung

Was bedeutet Elektronikentwicklung im Detail?

Projekterfassung und Projektstart

Die Idee steht am Anfang eines jeden Projektes.
Vor dem Beginn der Realisierung einer Elektronik-Idee sollte diese klar beschrieben sein.
Je genauer ein Elektronik-Projekt am Anfang definiert ist, desto preiswerter und schneller ist dessen Umsetzung möglich.
Das Ingenieurbüro Eggersdorf unterstützt Sie daher bereits in dieser Phase, führt Machbarkeitsstudien durch, erstellt auf Wusch ein Lasten- bzw. Pflichtenheft, erstellt Blockschaltpläne usw.

Idealerweise ist als Ergebnis dieses Entwicklungsschrittes zumindest in groben Schritten bereits bekannt, welchen zeitlich und finanziellen Aufwand die Umsetzung des Projektes macht und in welcher Größenordungn später das Produkt oder die Baugruppe gefertigt werden kann.

CAD-Schaltplanerstellung

Die Schaltplanerstellung ist der nächste notwendige Schritt einer Elektronikentwicklung. Hierbei werden gemäß Funktion, Anwendungsbereich und Projektbedingungen die passenden Bauteile recherchiert.

Diese werden natürlich auch auf Preis und Verfügbarkeit geprüft, bevor sie dann im CAD-System als Bauteil eingepflegt werden.

Die logische Verknüpfung der Bauteile findet dann rechnergestützt in der CAD-Schaltplanerstellung statt.

Dieser Schritt bedarf eines fundierten Wissens über die verwendeten Bauteile – meist müssen mehrere tausend Seiten Datenblätter gesichtet und geprüft werden, um sicher zu gehen, daß das Bauteil wirklich die Funktion bringt und wirklich in der angedachten Verschaltung funktioniert.

Als Ergebnis der Arbeit entsteht der elektronische Schaltplan – der auf logischer Ebene eine Aussage trifft welche Bauteile eingesetzt werden und welches Pin eines jeden Bauteils wie beschaltet ist.

Leiterplatten-Entflechtung / CAD-Layoutentwicklung

Mit dem CAD-Schaltplan hat man eine logische Ansicht erhalten – jedoch noch nicht die physikalisch-räumlichen Zuordnungen der Bauteile definert.

Dies findet nun in der Leiterplatten-Entflechtung statt. Hier wird als erstes jedem verwendeten Bauteil ein Footprint zugeordnet – welches die Informationen enthält, wo sich welches Pin befindet und wie die genauen Maße eines Bauteils sind.

Die verschiedenen Bauteile werden dann rechnergestützt auf einer virtuellen Leiterplatte positioniert.

Bereits an dieser Stelle ist es wichtig zu beachten, welches Bauteil welche Funktion erfüllt und welche Nachbarbauteile zwingend nahe positioniert werden müssen, um lange Leiterbahnen, unnütz viele Leiterplatten Ebenen und Störstrahlung zu verhindern.

Sind die Bauteile alle Positioniert, kann mit dem Routen – dem Zeichnen der Leiterbahnen – begonnen werden.
Hierbei ist ebenfalls wieder fundiertes Wissen über das unterschiedliche elektrische Verhalten jeder Leiterbahn nötig.
Beispielsweise haben Stromversorgungen völlilg andere Anforderungen, als Datenbusse.

Jede Unzulängichkeit an dieser Stelle kann später dazu führen, daß die Bauteile trotz korrekter Verschaltung nicht ihren Zweck erfüllen.

Für eine durchschnittliche Leiterplatte mit gut 1000 Leiterbahnen ist man daher schon gern mehrere Tage beschäftigt.
Das Erstellen von Produktionsdaten in Form von Bauteil, Bestückungs und Leiterplattendaten bildet den Übergang zum nächsten Schritt.

Prototypenbau / (rapid) Prototyping

Die Aufgabe des Prototypings besteht darin, aus den erstellten Plänen einen anfaßbaren Protoypen zu bauen. Dazu werden zunächst die Bauteile bestellt und die Leiterplatte gefertigt.

Da es sich in den seltensten Fällen rechnet, eine Leiterplatte selbst zu ätzen, wird hierfür ein Fertigungsdienstleister beauftragt.

Je nach gewählter Option liegt dann die fertige Leiterplatte nach ca 10 Arbeitstagen vor – gegen massiven Aufpreis läßt sich der Fertigungszeitraum aber auch auf bis zu wenigen Stunden minimieren.

Liegen Bauteile und Leiterplatte vor, können die Bauteile bestückt werden.
Je nach Rentabilität findet die Bestückung eines Prototypen entweder per Hand bei uns im Hause – oder als externe Dienstleistung bei einem kostengünstigen und auf Prototypen spezialisierten Dienstleister statt.

Die bestückte Leiterplatte kann dann zum ersten mal in Betrieb genommen werden.
Meist beschränkt sich die Funktion allerdingst ersteinmal nur auf Teilfunktionen, weil oft Micorontroller verwendet werden, für diese noch ersteinmal die Software entwickelt werden muß.

Im weiteren Prozess der Softwareentwicklung und Inbetriebnahme ergeben sich meist die ersten kleinen Änderungswünsche, so daß ein fertiger Prototyp zwar die ersten Funktionalitäten darstellen kann – aber meist nicht produzierbar ist.

Test / Redesign

Die Designzyklen Test und Redesign dienen dazu, einen Prototypen in eine Serienreife zu überführen.
Je nach Größe und Komplexität sind ein bis mehrere Redesings nötig, um die Änderungen einzupflegen, die sich durch die Erfahrungswerte mit dem Prototypen neu ergeben haben.

Ein Redesign besteht im Grunde immer aus einer Schaltplanüberarbeitung, neuen teilweisen Leiterplatten Entflechtung und erneutem Prototypenbau – wobei der Aufwand dieser Bearbeitungen deutlich unter dem der ersten Erstellung liegen.

Das Ergebnis des Test und Redesign-Zyklus ist ein serienreifer Datensatz Bauteile-, Leiterplatten- Bestückungsdaten in Kombination einer funktionstüchtigen Firmware.

Elektronikfertigung / Serienproduktion

Die Serienproduktion ist der letzte Schritt der Elektronikentwicklung.
Hier gilt es, in einem möglichst guten Preis/Leistungs-Verhältnis die Produktion der fertigen Baugruppe sicherzustellen.

Die Elektronikfertigung unterliegt allerdings grundsätlich anderen Gegebenheiten, als der Prototypenbau – es sind z.b. Einkaufsmengen zu beachten, Stückzahlen in Losmengen zu planen usw.

Da es keinen idealen Bestücker für alle Projekte und Technolgien gibt, kooperiert das Ingenieurbüro Eggersdorf mit verschiedenen Bestückern.

Je nach Rahmenbedingungen eines Projektes – z.B. Technologie, nötige Zertifizierung, Stückzahlen usw. Wählen schlagen wir den aus unserer Sicht optimalen Bestücker vor.

Wahlweise können Sie aber auch einen anderen Bestücker wählen.

Um den eigentlichen Ablauf der Serienproduktion kümmern wir uns gern – so daß Sie eigentlich nur darauf warten müssen, fristgerecht den Eingang der beauftragten Losmenge zu erhalten.