Fabricación de microcontroladores para vaporizador portátil mediante el primer prototipado con Arduino

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Esta pregunta que tengo que hacer principalmente tiene que ver con acercarme a una empresa de electrónica con solo un prototipo Arduino Nano que funcione.

Digamos que quiero un componente electrónico fabricado que consiste en un microcontrolador Arduino Nano, algunos LED RGB y un termopar.

El dispositivo funciona de la siguiente manera:

El termopar detectará la temperatura de una fuente de calor aplicada y cambiará el color de los LED RGB en consecuencia. Básicamente, para menos de 200 grados Celsius, los leds se volverán azules, a 200 se volverán verdes y por encima de 200 se volverán rojos. Tengo un prototipo funcional construido con un Arduino Nano, pero quiero que se produzca en masa para un vaporizador que estoy desarrollando.

¿Hay alguna forma de llevar este prototipo a una empresa de electrónica y obtener un producto que se pueda producir en masa? Además, ¿cuál será el costo de hacer este tipo de cosas? ¿Tendré que usar un programa como águila o simplemente mostrarles el prototipo que creé y darles las dimensiones del dispositivo?

El mejor escenario posible para mí es si puedo acercarme a una empresa, decirles lo que quiero y lo pequeño que quiero que se haga, para poder colocarlo en el vaporizador. ¿Cuánto dinero costaría específicamente hacer esto?

    
pregunta user49367

3 respuestas

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Si no tiene recursos de ingeniería internos, o si desea contratar todo el trabajo de diseño de ingeniería, use un " servicio de fabricación por contrato llave en mano ". Este tipo de servicio es siempre más costoso que el servicio de fabricación por contrato regular donde el trabajo de diseño de ingeniería ya se ha realizado. Por lo general, estos fabricantes de contrato llave en mano también manejan la fabricación por contrato regular , por lo que, independientemente de cómo llegue al diseño, lo producirán en volumen.

Sin embargo ... esta solicitud no es tan simple como "hacer una PCB personalizada basada en Arduino Nano a un factor de forma más pequeño para que quepa dentro del gabinete de su vaporizador", y luego producir a todo volumen. El vaporizador tiene temperaturas más altas que el punto de fusión del silicio, por lo que la gestión del calor forma parte de los requisitos de diseño.

Cuando la placa de circuito impreso se rediseñe para adaptarse al factor de forma más pequeño para su aplicación, habrá menos área de cobre, por lo que puede encontrar que la placa funciona más caliente que su placa prototipo Arduino Nano de tamaño completo funcionando en abierto Aire fuera del recinto del vaporizador . Los fabricantes de FET, como International Rectifier, suelen utilizar una pulgada cuadrada de área abierta de cobre para actuar como un disipador de calor de sustrato. Es posible que su aplicación no disipe tanta energía, sino que esté operando en un ambiente de temperatura ambiente más alta (dentro de un envolvente, al lado de una cámara de calor a 200C). Tenga cuidado de obtener una resistencia térmica al ambiente (theta-JA) lo más baja posible, mientras se mantiene aislado de la cámara de alta temperatura.

¿Ha probado la placa prototipo que funciona a la temperatura que espera dentro del gabinete de la caja? Supongo que la placa Arduino en sí no está dentro de la cámara de calor de 200C, ya que se derretiría. Pero aún así, su placa prototipo puede requerir componentes de grado industrial o de temperatura extendida (-40C .. + 85C o 0C .. + 125C) para soportar la operación en una tabla más pequeña, dentro de un recinto aislado, al lado de una calefacción a 200C cámara. No solo los IC principales, sino también los conectores, condensadores, resistencias, soldadura, cables e incluso el propio material de PCB deben verificarse para una operación a alta temperatura en una revisión de la lista de materiales. Esta no es la parte más emocionante del trabajo de ingeniería, pero debe hacerse.

No menciona cómo administra el termopar compensación de unión fría en su diseño. Esto podría comportarse de manera diferente una vez que la placa prototipo se recorte al nuevo tamaño y funcione dentro del gabinete. Cualquier error en la compensación de la unión fría afectará la precisión absoluta de la temperatura informada.

No menciona la cantidad de histéresis de la temperatura o la banda de error necesaria para la luz indicadora verde 200C. Tampoco me queda claro si existe un circuito de control que regula la cámara de temperatura del vaporizador. Si no es así, es posible que desee considerar la posibilidad de enviar señales "demasiado calientes" / "demasiado frías" de su Arduino. Los bucles de control no son triviales, pero como ya está agregando una placa de microcontrolador versátil, el costo de desarrollo incremental sería manejable. Incluso puede pensar si desea reutilizar su nueva placa Arduino personalizada de factor de forma pequeño en los diseños de vaporizadores posteriores: hágase un favor y conserve la mayor cantidad de pines de E / S no comprometidos y de repuesto. como puedes manejar Podría ser útil para el diagnóstico y la depuración una vez dentro del gabinete.

El trabajo de ingeniería involucrado en un proyecto como este no es trivial. Necesitará a alguien que pueda lidiar con el diseño de la placa de circuito impreso y la compensación de la unión fría del termopar. La integración del tablero con la carcasa de su producto es crucial. Si puede ahorrar una unidad de vaporizador que funcione, eso sería útil para un contratista de ingeniería para garantizar que la placa encaje y que los problemas térmicos se solucionen. Ya hay suficientes complicaciones que puedo ver desde aquí; no planee llevar esto directamente a la producción de alto volumen de inmediato. En su lugar, intente construir algunos prototipos más con un diseño de tablero de factor de forma pequeño y verifique que el rendimiento sea satisfactorio antes de pasar al volumen de producción completo. Lo último que desea es explotar su presupuesto creando 10,000 "prototipos" que no funcionan.

    
respondido por el MarkU
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Depende de la profundidad de tus bolsillos. Si está dispuesto a gastar un lote , puede contratar ingenieros y diseñadores para crear su producto desde cero. Les dices que salten y te preguntarán "¿Qué tan alto?".

Por otra parte, pasar un tiempo con EDA y las herramientas de modelado 3D le ahorrará mucho dinero. Luego puede hablar con su servicio de placa, ensamblador y maquinista sobre cómo encajan las piezas y entregarán cualquier cosa, desde PCB vacíos y estuches vacíos hasta un producto completo que funcione.

Y luego está la ruta homebrew. Puede hacer todo el proceso para realizar el reflujo y el mecanizado sin tener que pagar a nadie más, pero la fabricación será lenta y la inversión inicial puede ser alta.

    
respondido por el Ignacio Vazquez-Abrams
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¿Hay alguna forma de llevar este prototipo a una empresa de electrónica y obtener un producto que se pueda producir en masa?

Sí. Pero ...

  

¿Cuál será el costo de hacer este tipo de cosas?

En su mayor parte, prohibitivo a los exorbitantes.

  

¿Tendré que usar un programa como eagle o simplemente mostrarles el prototipo que creé y darles las dimensiones del dispositivo?

Tomar una idea aproximada de un producto significa que le cobrarán por el desarrollo, la reurbanización, las pruebas, etc. Y eso es solo para la electrónica. Ni siquiera estamos hablando del resto del producto, desde la carcasa hasta las certificaciones de seguridad y el embalaje.

  

El mejor escenario posible para mí es si puedo acercarme a una empresa, decirles lo que quiero y lo pequeño que quiero que se haga, para poder colocarlo en el vaporizador. ¿Cuánto dinero costaría específicamente hacer esto?

Específicamente, nadie excepto esas compañías pueden decírtelo. Y ese es realmente tu peor caso. Tu mejor caso es hacer el trabajo duro por ti mismo y luego obtener un producto terminado fabricado.

    
respondido por el Passerby

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