Руководство по печатным платам и IoT

Перейти к: Что такое Интернет вещей | Приложения для печатных плат, управляемые Интернетом вещей | возможности Интернета вещей для печатных плат Flex и HDI | Требования к дизайну печатных плат для Интернета вещей | Будущее проектирования печатных плат для Интернета вещей | Станьте лидером отрасли с MCL

С такими прозвищами, как «четвертая промышленная революция» или «инфраструктура информационного общества», Интернет вещей или IoT превратился в самое значительное движение с момента рождения доткомов. Влияние Интернета вещей прочно вошло в структуру технологий и повседневной жизни.

Чего многие потребители могут не осознавать, так это того, что печатные платы Интернета вещей находятся в авангарде проникновения Интернета вещей в повседневную технику, и что Интернет вещей также играет неотъемлемую роль в сдвигах в проектировании и производстве печатных плат. По мере роста спроса на все больше устройств IoT понимание взаимосвязи между IoT и печатными платами Flex и HDI становится все более важным для разработчиков печатных плат.

Что такое Интернет вещей?

Интернет вещей — это переход между физическим и цифровым миром, возникший в результате создания устройств, отличных от ПК, которые подключаются к IP-сетям. Смартфоны могут быть самым ярким примером Интернета вещей, но недавняя разработка приложений для управления бытовой техникой и коммунальными услугами или внедрение носимых технологий и транспортных средств с доступом к данным доказывают, что потенциал Интернета вещей безграничен.

Потребительская электроника может быть первыми инновациями, которые приходят на ум, но отрасли производства, транспорта и здравоохранения превосходят даже персональные автомобили и электронику в своем владении революцией IoT. Таким образом, этим крупным отраслям требуется инновационная конструкция печатных плат, обеспечивающая гибкость и высокоскоростное подключение для оптимизации процессов в глобальном масштабе.

Приложения для печатных плат, управляемые Интернетом вещей

Печатные платы занимают центральное место в том, чтобы позволить электронным устройствам предлагать возможности IoT, которые можно найти в приложениях для умного дома или мобильных экранах на приборных панелях автомобилей, но IoT также влияет на дизайн и приложения печатных плат, чтобы удовлетворить растущий спрос на новые методы использования Интернета, в том числе:

• Датчики и камеры в автомобилях и бытовых приборах обеспечивают более высокий уровень эффективности, удобства и безопасности.
• Фитнес-трекеры, данные которых можно анализировать удаленно.
• Лампочки, меняющие оттенок, которые создают индивидуальное настроение для разных комнат, управляются с планшетов или даже небольших смарт-устройств.
• Сетчатые макеты в торговых центрах или парках развлечений, которые отслеживают маршруты покупателей, чтобы предоставить индивидуальные возможности продаж как для розничных продавцов, так и для покупателей.

Печатные платы позволяют воплотить в жизнь практически любую новую идею, будь то мониторинг времени прибытия поездов и необходимость технического обслуживания для создания надежных графиков движения или отслеживание трафика в реальном времени через спутник для оптимизации персональной GPS-навигации по приборным панелям автомобилей. В медицинских устройствах и носимых устройствах, без изменений в дизайне печатных плат, которые обеспечивают гибкость для соответствия любой форме или высокую плотность для заполнения небольших пространств мощными возможностями, IoT не был бы так достижим, как сегодня, и будущее это будет так многообещающе.

Возможности IoT для печатных плат Flex и HDI

Прошли те времена, когда форма и размер компьютера зависели от структуры его необходимых внутренних компонентов. Теперь вся отрасль занимается созданием оптимального продукта IoT, который работает одинаково, независимо от того, в какой форме он принимается. Крайне важно переосмыслить внутреннюю схему, чтобы отразить это изменение в методологии.

Что касается функциональности и устойчивости новых аспектов формы, печатная электроника лидирует в обеспечении возможности сложного производства. Гибкие печатные платы и печатные платы межсоединений высокой плотности (HDI) обеспечивают свободу проектирования, удовлетворяют потребности в высокой мощности в условиях все более тесного пространства печатных плат, подходят для суровых условий и постоянных нагрузок на устройства, а также обладают высокой прочностью меди на растяжение.

Печатные платы Flex и преимущества Интернета вещей

Внедрение гибких печатных плат значительно снижает конструктивные ограничения, которые могут возникнуть при использовании более жестких традиционных печатных плат. Гибкая структура печатной платы не только революционизирует формы и формы, которые может принимать наша электроника, но и позволяет снизить затраты и количество ошибок благодаря полезным свойствам гибких печатных плат. Некоторые из лучших характеристик гибких печатных плат, которые делают их подходящими для проектов, ориентированных на Интернет вещей, включают:

• Меньший размер: Большая часть жестких печатных плат ограничивает свободу проектирования, но также требует больше места внутри продукта. Занимая уменьшенный объем, гибкие печатные платы позволяют размещать такие компоненты, как микрофоны, сателлиты и аккумуляторы, в небольшом корпусе, не нарушая производительности. Тонкие детали также позволяют гибким печатным платам поддерживать более плотную схему.
• Меньший вес: Благодаря меньшему занимаемому пространству также достигается экономия веса до 95 процентов. Вариант с легкими внутренними компонентами делает устройства IoT гораздо более универсальными для всех видов использования и сред, таких как хрупкое хирургическое оборудование или носимые слуховые аппараты.
• Большее сопротивление: Материалы Flex PCB обеспечивают повышенный уровень долговечности, повышая их устойчивость к нагрузкам, вызванным ударами или вибрациями. В промышленных условиях, где использование печатных плат IoT расширяется, гибкие печатные платы могут выдерживать более суровые условия. Точно так же в таких устройствах, как фитнес-трекеры, гибкие печатные платы могут противостоять ошибкам, вызванным регулярными движениями, высокой температурой тела или влажностью.
• Более четкие маршруты проводки: Гибкие печатные платы упрощают методы подключения благодаря отсутствию механических разъемов. Например, когда вы представляете себе, как сложные механизмы под капотом автомобиля можно улучшить для функций Интернета вещей, эта упрощенная проводка становится ценным активом.

Гибкие материалы, которые гибкие печатные платы используют в качестве соединителей цепей, открывают мир возможностей для мобильных устройств и подвижных частей, что делает их невероятным инструментом для широкого круга задач IoT. Если для вас и вашей компании не за горами новинки в области гибких печатных плат, обязательно свяжитесь с MCL, чтобы получить ответы о лучших гибких материалах для печатных плат для вашей отрасли и расценках на производство.

Чтобы разместить меньше места, что стало возможным благодаря гибким печатным платам, печатные платы HDI предлагают максимальную плотность платы для оптимальной производительности схемы.

Платы для межсоединений высокой плотности и преимущества Интернета вещей

Являясь лидером среди малогабаритных конструкций, которые мы видим сегодня в персональной электронике, печатные платы межсоединений высокой плотности (HDI) являются незаменимым инструментом. Как дизайнеры, так и производители должны учитывать преимущества этих плат, в том числе их скорость и надежность, когда сталкиваются с общей картиной IoT. Вот некоторые из наиболее оптимальных аспектов печатных плат HDI в свете IoT:

• Уменьшенный размер и вес. Платы HDI известны своим плотным размещением компонентов. Они характеризуются меньшей шириной дорожки и превосходной плотностью разводки благодаря расположенным друг над другом микроотверстиям и другим функциям, помогающим экономить место на плате. Доски меньшего размера означают большее количество применений, что делает их идеальными для использования с постоянно меняющимися стратегиями Интернета вещей.
• Более чистый маршрут. Платы HDI предоставляют универсальные возможности разводки благодаря слепым или скрытым переходным отверстиям и микроотверстиям, которые сглаживают плотные участки схемы. Кроме того, разработчики могут заменить сквозные отверстия микроотверстиями, что, наряду с более короткими расстояниями между компонентами, улучшает целостность сигнала. Высочайшая производительность в небольших помещениях делает печатные платы HDI критически важными для оптимизации Интернета вещей.
• Более высокая рентабельность. Более высокая энергоэффективность и меньшая потребность в наслоении позволяют создавать продукт, который является более рентабельным как для реализации, так и для производства. Меньший размер также позволяет использовать меньше материалов для создания функциональной доски.

Наиболее частое использование плат HDI связано с преимуществами их миниатюрных размеров и надежностью, которые они предлагают для создания интеллектуальных устройств IoT. Плотность их схем может означать, что вы захотите доверить свои печатные платы HDI только высококвалифицированному поставщику из-за необходимости особой осторожности при их изготовлении.

Каким бы ни было ваше использование межблочных печатных плат высокой плотности, вы можете узнать больше об услугах быстрого расчета стоимости MCL, чтобы найти печатные платы, отвечающие вашим потребностям.

Потенциал IoT в сочетании методов Flex и HDI

Лидеры отрасли сосредотачиваются на сочетании стратегий гибкости и HDI для создания наиболее эффективных и привлекательных конструкций. Некоторые из преимуществ этих методов включают высокую прочность меди на растяжение, создание электроники, подходящей для суровых условий, улучшенное качество сигнала и снижение теплового напряжения.

Интернету вещей требуется возможность адаптации небольших устройств для различных целей, поэтому свобода выбора размеров как гибких, так и HDI-печатных плат имеет важное значение. При настройке наилучшей печатной платы для вашего следующего проекта IoT не забудьте освежить ряд требований к дизайну печатной платы IoT, чтобы обеспечить наилучшую производительность.

Требования к проектированию печатных плат для Интернета вещей

Интернет вещей заставляет дизайнеров задавать вопросы, с которыми им никогда раньше не приходилось сталкиваться. Вместо того, чтобы думать о том, как потребители взаимодействуют с электроникой, становится все более и более стандартным оценивать то, как они взаимодействуют с традиционно нетехнологичными предметами. Таким образом, подходы к проектированию печатных плат меняются, и с ростом спроса на товары для дома, которые становятся устройствами IoT, важность сведения к минимуму надежности и ошибок при сборке становится как никогда важной.

Изменения в процессе проектирования печатных плат IoT

Процесс создания продуктов, оптимизированных для Интернета вещей, начинается с оценки возможностей новых форм, а затем переходит к этапам выбора материалов и макетов печатных плат. На протяжении всего процесса разработки продукта необходимо учитывать требования к сборке готового продукта.

Один из самых волнующих аспектов IoT — это переход между механическим и электронным, между самим продуктом и его печатной платой. Сотрудничество между проектировщиками печатных плат, конструкторами-механиками и инженерами-электриками на протяжении всего процесса проектирования становится гораздо более актуальной темой, отходя от предыдущих процедур, имитирующих сборочную линию.

Советы и рекомендации по проектированию печатных плат для Интернета вещей

При проектировании печатной платы, идеально подходящей для Интернета вещей, вы обнаружите несколько ключевых областей дизайна, которым следует уделить особое внимание. Вот некоторые из этих областей, а также советы о том, как сделать вашу печатную плату максимально безупречной для использования в Интернете вещей:

• Требования к размеру. Маленькие устройства становятся только меньше. Разработчики печатных плат больше не имеют дополнительного места для компоновки платы при стратегическом размещении дорожек, переходных отверстий и компонентов. Теперь надлежащая функциональность и гибкость в крошечных областях стали возможны только с помощью HDI и жестко-гибких плат. И с этими меньшими формами как никогда важно убедиться, что все дизайнеры продуктов IoT находятся на одной странице с самого начала этапа проектирования.
• Подгонка продукта. В дополнение к размеру вашей печатной платы вам потребуется выполнить достаточное количество виртуальных прототипов, чтобы убедиться, что вы можете легко включить форму вашего проекта в форму IoT, для которой он предназначен. Схемы в IoT часто должны соответствовать нетрадиционным материалам для лучшей функциональности, и вы можете выбрать в своих проектах сетчатый или пластиковый компонент, который вы не ожидали.
• Адаптация к человеческому телу. Еще один набор качеств, для оптимизации которых потребуются тщательные симуляционные тесты, — это механика, на которую может повлиять температура человеческого тела, влажность и постоянное движение. Естественно, это только в том случае, если предполагаемый конечный продукт IoT пригоден для ношения или контактирует с кожей человека. Обратите особое внимание на тепловые эффекты и стремитесь к конструкции, которая при необходимости обеспечивает достаточное охлаждение.
• Потребляемая мощность. Интернет вещей требует по возможности увеличения времени автономной работы и целостности питания, поскольку эти устройства находятся в постоянной связи со своими сетями. Энергопотребление должно поддерживаться в рамках строгого бюджета в рамках отдельных блоков схемы на вашей печатной плате, чтобы продукт в целом оставался в подходящем диапазоне энергопотребления. Ключевым моментом является точное планирование энергопотребления и тщательное тестирование различных рабочих циклов вашей печатной платы, включая режимы отправки и ожидания.

• Стандарты надежности. Отраслевые нормы надежности электронных устройств постоянно совершенствуются. Гибкие печатные платы, например, имеют различные «что можно и чего нельзя делать», связанные с обеспечением их достаточной надежности, чтобы они не трескались в условиях меняющихся нагрузок и окружающей среды. Потребители хотят быть уверены, что их устройства работают и будут оставаться точными в течение длительного периода времени. Поскольку дизайнеры стремятся создавать продукты, способные выдерживать множество потенциальных условий, многие обращаются к программному обеспечению для моделирования, чтобы проверить свои разработки.
• Беспроводное подключение. Интернет существует во имя IoT, и возможность доступа к нему является основным требованием для любой печатной платы IoT. Сбор и отправка данных об окружающей среде потребует установки правильных беспроводных модулей и компонентов радиочастотной схемы. Чтобы выбрать правильные компоненты, не забудьте учесть энергопотребление, диапазон и скорость сети, а также любые требования безопасности.

При надлежащем общении с другими дизайнерами продукта и тщательном тестировании вы можете провести много времени в окопах, прежде чем завершить свой дизайн. Однако, учитывая высокие требования к Интернету вещей и их основным функциям, вы не пожалеете о том, что ваши печатные платы будут долговечными и надежными в различных меняющихся обстоятельствах.

Будущее проектирования печатных плат для Интернета вещей

Возникают вопросы о том, станет ли дизайн печатных плат для IoT более индивидуальным или более стандартизированным с ростом и расширением отрасли. Хотя каждое устройство Интернета вещей имеет свои уникальные характеристики, существуют общие требования, которые намекают, возможно, на более сильную тенденцию к многократному смешиванию и сопоставлению множества одних и тех же проектных протоколов.

Интернет вещей предлагает индустрии печатных плат множество новых задач и задач, и сейчас мы видим только начало того, как они будут продолжать взаимодействовать, стирая границы между электрическим и механическим и со временем создавая еще более компактные высокопроизводительные мини-компьютеры. Прогнозируется, что спрос будет продолжать расти, и эти устройства могут привести нас в неопределенное будущее, наполненное технологиями и инновациями.

Стать лидером отрасли с MCL

В Millennium Circuits Limited мы стремимся каждый раз печатать лучшие печатные платы и помогать нашим клиентам раскрывать свой потенциал. Вы всегда можете быть уверены, что мы приложим все усилия, чтобы помочь вам, от расширения охвата Интернета вещей путем предоставления высококачественных гибких печатных плат до обеспечения высочайшей производительности с нашими платами HDI.

Доверьте нашей команде обслуживания клиентов предоставление лучших в отрасли вариантов, которые помогут вам обойти конкурентов, превзойти ожидания и сделать все это, уложившись в ваш бюджет. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать работу над вашим следующим проектом, оптимизированным для Интернета вещей.