如何从新手到制造？

我是一个软件专家，希望涉足硬件方面，以便在物理世界中可以享受软件设计带来的相同创造力。

我在这里找到了许多有关如何在电子世界中“启动和运行”的文章，但是如果您的目标是潜在地在电子产品中制造设备，那么我想知道在踏上这一旅程时是否有任何陷阱。未来。（可能是以机器人技术为中心的解决方案，用于控制伺服器，传感器等的电路板）。

我想确保，无论我将重点放在哪里，我都不会“学到一个角落”。

我已经阅读了有关Arduino设备的灵活性和易学性的好东西，但是却很难找到有关制造它们的任何信息。有制造商可以生产基于arduino的解决方案吗？使用Arduino可获得什么样的产量？

可编程电子设备的哪些领域/设备最适合制造？

关于制造时学习和设计的任何提示或信息？任何新手的一般提示？

只是为了让您知道未来的情况。

如果您想从手工制作的面包板或原型制作到实际的PCB，要花费大量的时间，花费数百到数千美元不等，具体取决于您愿意自己做多少。 。

原理图捕获和PCB布局

首先，您需要使用某种原理图捕获程序来捕获设计，然后设计PCB。我使用的是最受欢迎的程序之一是EAGLE。它们具有EAGLE Light版本（$ 49），但只能用于具有一张纸（任何尺寸），两个信号层和100x80mm（约4“ x3”）布线区域的原理图。对于任何繁重的工作，您至少需要EAGLE标准版，价格为747美元。可能还有其他成本更低（甚至免费）的替代方案。还有很多其他的花费数千或数万美元。无论如何，您将不得不花费大量时间学习如何使用该程序。

或者，您可以付钱给像我这样的人帮您（每小时$$）。

PCB制作

PCB制造商的下一步就是制造电路板。这里的问题是NRE（非经常性工程）成本。一些董事会将其视为一个单独的数字，而另一些则将其内置到每个董事会的报价中。无论如何，只制作几块板几乎是不经济的。您可能会花100美元买两个板，花500美元买25个板。您需要大量采购才能使每个板降到几美元。

问题是，如果您制造了25个板，则仅填充其中的几个板进行测试，发现它们不起作用（并且没有简单的解决方法-例如，因为您将连接器向后布置），最终可能会抛出拿走其他23个空白板，最好只拿两个。我有成堆的空白PCB作为这种现象的证据。

PCB组装

除非您愿意手工制作电路板，否则需要组装它们。表面安装封装很难处理。如果该板具有BGA或QFN封装，则除非您拥有自己的回流焊炉，否则您可能无法自行构建它们。

由装配厂制造您的前两个板可能要花费500美元。而建造25台可能要花费1200美元。（再一次，这里的问题是NRE成本。）要使每块板降到几美元就需要（再次）大量采购。

而且其他人已经讨论了零件获取的问题。

确保使用容易获得的零件-如果DigiKey和Mouser都有数百个可用零件，则应该没问题。如果相反，他们将其放在目录中，但目前缺货，请尝试查找其他内容。如果您需要DigiKey或Mouser所不带的某些特殊零件，请在将其整合到产品中之前确保您拥有可靠的货源。（注意：您使用的不寻常零件越多，您越有可能必须手动将零件添加到PCB零件库中。）

定制案例

您想把您的板子放在箱子里吗？如果您需要设计一个自定义案例，那么对于使用SolidWorks之类的程序的设计人员来说，这将是您的选择（我不这样做，但可以推荐可以的人）。如果您只想提出几种情况，则可能需要进行快速原型制作，例如选择性激光烧结（SLS）。小批量订购每箱至少100美元。为了使每箱成本降至几美元，您需要制作一个定制的模具。再次NRE时间！计划在模具上花费$ 10,000或更多。

而且我什至不会开始进行EMC或EMI测试，因为我不知道它是否适用于您的产品。

从所有这些中可以看出，在开始生产之前，电子零件的成本通常并不是每个板的最大成本。小批量组装将为您节省很多钱。因此，设计时必须牢记这一点-手工焊接零件并非不可能。

为了大批量获得真正的低价，通常您需要离岸-中国等。但是我一开始会避免这样做。

在过去的几年中，我一直走这条路，现在正在出售少量的设计。我很早就选择了Microchip微控制器，并一直坚持使用它们，但是Arduino和AVR微控制器似乎是一个很好的解决方案。

PCB设计

对于PCB设计，我可以推荐Eagle-因为我只制造很小的电路板，所以我从未超越Light版本。它允许您添加自己的零件，在某些阶段您将需要这些零件。它确实实现了PCB轨道的自动布线，尽管我发现随着时间的流逝，我使用的次数越来越少-部分原因是因为我制造的电路板具有非常狭窄的空间限制，并且经常摆弄零件的放置和布线以将所有东西打包。它提供对设计规则的检查，这有助于捕获布局中的错误。有很多东西要学习，但是随着时间的流逝，您会精通它，并且可以用您的数字文件制造电路板。

PCB制作

我建立了自己的原型板，然后在经过最初的原型制作后就使它们专业化。我使用Press-n-Peel转移膜和激光打印机制作双面板的原型。我通常使用较小的QFN表面贴装封装以0.5 mm的焊盘间距来制作电路板-这很奇怪，但可以小心完成。数量大约为100时，专业制造的板的成本在3到10美元之间。

PCB组装

我使用电炸锅成功进行了回流焊接。稍加注意，但相当可靠且相当快捷。最慢的部分是将焊膏粘贴到板上，尽管如果麻烦的话，也可以制作一个更容易的阻焊膜。我经常使用QFN之类的无铅封装，因为它们体积小并且不会给他们带来太多麻烦。如果需要，可以手工焊接带引线的封装，但是我认为使用焊膏和回流在锅中更快。

一旦您获得大量收入，您将希望转而花钱请别人来为您组装。我还没有这样做，但是在30块板上报价为6500美元，其零件成本约为80美元。因此，增加的成本不是微不足道的，而是取决于您自己花费时间进行组装的时间：）

除了（大笔的）时间投资外，我最大的一笔投资可能就是Bitscope的USB数字示波器和逻辑分析仪-对于确定实际发生的事情（与您认为应该发生的事情相比）非常宝贵！

过早的优化是万恶之源。

Arduino是一个不错的起点。不用担心批量生产。一旦有了几个设计方案，您就会对需要做的事情有一个更好的了解。

在这里学习新硬件是游戏的一部分。不要试图避免它。您越熟悉，就会成为一名更好的工程师。

观看此视频，重点介绍软件和硬件之间的区别：

硬件会让您 伤脑筋（使用NSFW语言）

TV-B-Gone的设计师Mitch Altman在The Next Hope上发表了关于将您的项目从构思变为现实的演讲。

这是MP3。

米奇将他的个人宠物项目（包括TV-B-Gone通用遥控器）从创意带入了现实，很幸运能够以自己喜欢的方式谋生。米奇（Mitch）将概述他采取的实际步骤，从一个单纯的想法开始，通过研究，开发，制造，销售和分销的步骤，最终带领他在自己舒适的家中（以及旅途中）领取支票。世界）。这次演讲还将展示一些经营自己的生意的陷阱。

Dave Jones发布了有关大批量PCB设计的教程：

http://www.eevblog.com/2010/11/15/eevblog-127-pcb-design-for-manufacture-tutorial

对于PCB制造，您可以在带状板和面包板上做很多原​​型设计，然后直接跳到“生产”单元的专业PCB，我使用了这些家伙，我感到非常高兴：http : //iteadstudio.com /store/index.php?main_page=product_info&cPath=19_20&products_id=175 Seeed使用与itead相同的工厂，价格大致相同。

对于PCB布局，不要在EAGLE上投入太多时间，因为它在免费版本中有一些局限性，而且笨重且难于使用，因此请很好地看一下kicad和geda，它们都是免费软件，比EAGLE更强大。

我本人是新手，所以请带些盐吃，但是上个月我对此进行了很多研究，因此我希望为新手带来良好的需求。这是我发现的：

注意：我使用了两个缩写（PCB，SMD等）。我没有故意写这些意思，因为您肯定也需要熟悉这些概念。

1. 您需要从原型（Arduino？）升级到PCB版本。首先，请观看EEVBlog的以下两个视频：视频1，视频2
2. 从原型版本过渡到PCB版本，意味着从通孔组件切换到SMT组件，从成熟的Arduino切换到准系统芯片解决方案。好消息是您仍然可以像Arduino一样对其进行编程。有关如何操作，请参见此博客文章。如果您的项目足够简单，请使用ATTINY（45或85）而不是ATMEGA328p。有关如何操作，请参阅麻省理工学院实验室的这篇文章。
3. 照常使用面包板或其他原型制作工具构建无arduino原型。您可以使用Octopart找到所需的零件。使用一个很好的东西是它们的BOM表功能。
4. 现在，通过制作BOM（物料清单）来找出您的零件成本。使用Octopart查找价格和购买零件的最佳地点。
5. 以这种方式完成原型后，就该将其转换为PCB版本了。如果您的电路板足够简单，则可以将Fritzing用于PCB原理图，并使用Gerber文件进行PCB制造。否则，请使用EAGLE或kiCAD之类的程序。
6. 手工制作PCB并焊接在组件上。这是具有SMD零件良好技术的视频。如需更多信息（我需要所有这些信息），请转到这里。
7. 焊接后，必须进行测试。您不想购买500个制造出来的产品，只是为了发现自己犯了一个错误，而它们都不起作用。Fritzing将生产用其程序制成的一次性纸板。他们将花费约40-50美元。并不便宜，但这毕竟是原型。您也可以使用压接剥离工艺自己制作PCB。这里有一个很好的视频。
8. 巨大的陷阱！您可能需要获得董事会认证。这是一个漫长而昂贵的过程。
9. 一旦您对PCB充满信心，Seeed工作室将通过其Propagate计划以合理的价格生产少量（100-1000件）（不仅仅是PCB，整个电路板） 。

看一下SeeedStudio，他们似乎提供了许多工具来帮助某人启动硬件项目。

我不清楚您担心的是技术问题还是业务问题？

我可能对“业余爱好者”感到有点黄疸，但我严重怀疑世界需要更多非工业质量的机器人子系统。

分批生产设备的数量从1件到数百万件不等，并且可以在第二天到几周的每个时间范围内制作PCB之类的产品。我在电子产品生产方面的经验是，除非您有足够的数量让零部件制造商为您服务，否则零部件供应是最大的问题之一。如今，对于低价值的零件，这将是非常严重的，非常严重的是大批量生产。

也许您应该稍微澄清一下您的问题-您是否打算以投机方式设计设备并制造出来，然后将它们投放到公开市场？

如果您正在寻找一种简单且廉价的微控制器编程入门，那么使用TI的新型Launchpad开发工具包就是一个不错的起点。 发射台

我觉得这东西只有5美元，很容易学。

这里已经有很多关于PCB制造和组装的重要信息。我将发表自己的一些看法。您可以去装配厂，但是要花很多钱，尤其是模板的前期费用。如果您决定在家组装，您会发现焊接大型IC（FPGA，微控制器，RAM等）非常容易，但是仅需2或3个连接的表面安装零件就很难处理。关于使用通孔组件处理这些小事情。我个人避免尝试焊接任何球栅阵列。也许我应该设法解决这个问题，但这对我来说不是一个紧迫的问题。

如果您要进行大量生产（想想要花费数百万美元），则可以进行“制造设计”来优化您的设计，使其易于构建和测试，且成本低廉。想想看，如果制造工程师可以将100万个单位的制造成本削减2美分，那么您将节省很多。

对于500个单位，您的音量相对较低。这是一个漂亮的演示，让您的东西做-东京开放的硬件演示，通过危险的原型。基本上，他们说，在您所谈论的级别上，您太小了，无法自己构建董事会，应该像他们一样使用履行室（Seeed Studios）。他们会按照相关步骤以及您的需求进行操作。该幻灯片平台也可供下载。