Einfaches, schnelles und praktisches Prototyping

Eine kurze Frage: Wissen Sie, wie man ein 54-SMD-Gehäuse (Abbildung 1) leicht von Hand löten kann?

Abbildung 1: Das manuelle Löten von oberflächenmontierbaren Bauteilen, wie dem GNSS-Modul ZED-F9T von u-blox, ist für das Prototyping nahezu unmöglich. (Bildquelle: u-blox)

Ich weiß es auch nicht.

Der Umgang mit oberflächenmontierbaren Produkten ist zwar nicht unmöglich, kann aber durchaus eine Hürde und ein Hindernis darstellen. Zum Glück für uns muss ich mich nicht allzu sehr mit modernen Lötverfahren beschäftigen, denn es gibt einen anderen Weg: Ich kann einfach und schnell Prototypen auf Entwicklungsboards herstellen.

Entwicklungsboards - einschließlich Produkten wie Evaluierungsboards, Demonstrationsboards und Breakout-Karten - sind mit Bauteilen bestückte Leiterplatten, die das Hauptbauteil in einer praktischen Weise enthalten. Die Boards enthalten ein bestimmtes Produkt - wie einen Mikrocontroller, einen Sensor, einen Taster, ein Kommunikationsmodul oder ein Mikrofon - um die Fähigkeiten des Geräts zu erkunden. Sie können auch aus einer Kombination von Komponenten bestehen, die einem bestimmten Zweck dienen, beispielsweise der Kommunikation. Die Boards können von einfachen Designs, bei denen die Hauptkomponente auf einer Platine mit praktischen Pinbelegungen montiert ist, bis hin zu komplexen Designs reichen, bei denen die Platine mit allen erforderlichen Bauteilen wie passiven Komponenten, Steckverbindern, Tasten, LEDs, Konvertern und vielem mehr bestückt ist.

Ein großer Vorteil ist, dass diese Entwicklungsboards bereits entworfen, bestückt und einsatzbereit sind. Die Alternative, die Hauptkomponente und die zugelassenen unterstützenden Komponenten zu beschaffen, die Schaltung zu entwerfen und darauf zu warten, dass die Komponenten eintreffen, kann Wochen, wenn nicht sogar länger dauern (Tabelle 1). Im Vergleich dazu können Sie mit einem bei DigiKey vorrätigen Entwicklungsboard innerhalb eines Tages mit dem Prototyping beginnen.

Tabelle 1: Vergleich der Lieferzeiten für den Entwurf eines Evaluierungs-/Entwicklungsboards von Grund auf mit der Beschaffung eines fertigen Boards.

Lassen Sie uns noch einmal auf meine frühere Frage zum Löten eines 54-SMD-Gehäuses zurückkommen. Dies ergab sich aus meinen Nachforschungen über das GNSS-Modul ZED-F9T von u-blox - eine hübsche kleine Komponente, die eine Genauigkeit im Zentimeterbereich bietet.  Ich könnte viel Zeit damit verbringen, die 54 Pinbelegungen im Datenblatt zu analysieren, eine Stückliste auf MyLists zu erstellen, eine DKRed-Platine zu bauen und darauf zu warten, dass alles ankommt... Oder ich könnte einfach Sparkfuns ZED-F9T-Breakout-Board (Abbildung 2) kaufen - vorinstalliert mit der Hauptkomponente und den richtigen Zubehörteilen - und sofort mit der Arbeit beginnen. Dadurch kann ich viel schneller mit der Arbeit an einer Machbarkeitsstudie beginnen, als wenn ich mit der Entwicklung bei Null anfange.

Abbildung 2: Das ZED-F9T-GNSS-Timing-Breakout-Board von Sparkfun ermöglicht eine schnelle Evaluierung des GNSS-Moduls ZED-F9T von u-blox. (Bildquelle: Sparkfun)

Das Sparkfun-Produkt mit dem u-blox-Modul bringt einen weiteren Punkt zur Sprache: Entwicklungsboards können vom Hersteller der Komponente oder von Drittanbietern produziert werden. Hersteller wie STMicroelectronics, die STM32-Mikrocontroller produzieren, bieten eine breite Palette von Entwicklungsboards an, die von kostengünstigen und einfachen Optionen (wie den Nucleo-Boards) bis hin zu komplizierteren und umfangreichen Evaluierungsboards reichen. Hier erfahren Sie mehr über die verschiedenen STM32-Prototyping-Hardwareoptionen von ST.

Drittanbieter - darunter Adafruit, Sparkfun, Seeed, MikroElektronika und DFRobot - bieten eine Vielzahl innovativer Entwicklungsboards an, um Ingenieuren und Designern den Einstieg zu erleichtern, indem sie die Boards leicht handhabbar machen und Beispielprojekte sowie Anschlussanleitungen und Codes für den Einstieg bereitstellen.

Interessante Entwicklungsboards

In Tabelle 2 sind einige Beispiel-Entwicklungsboards und ihre Merkmale aufgeführt:

Tabelle 2: Kurze Beschreibung einiger Beispiel-Entwicklungsboards und ihrer wichtigsten Merkmale.

Wesentliche Merkmale der Plattformen

Tabelle 3 enthält drei gängige Entwicklungsboard-Plattformen, die Designer für ihre Projekte verwenden können.

Tabelle 3: Einige beliebte Plattformen für Entwicklungsboards.

Entwicklungsboards können in Bezug auf Preis, Zweck, Robustheit und Zweck variieren. Professionelle Ingenieure können Entwicklungsboards nutzen, um in kürzester Zeit Machbarkeitsstudien zu erstellen (Abbildung 3) und ihnen bei der Entwicklung eines Geräts vom Breakout-Board bis zum fertigen Design zu helfen.  Studenten, Bastler und Maker werden die Zugänglichkeit und den günstigen Preis der Entwicklungsboards zu schätzen wissen, so dass sie diese auch in ihre Designs einbauen können.

Abbildung 3: Die Verwendung von Evaluierungs-/Entwicklungsboards, wie das hier gezeigte Evaluierungsboard von Seeed für die Akkuladekomponente ETA9740, kann einen erheblichen Teil der Entwicklungszeit einsparen. (Bildquelle: Autor erstellt mit Seeed-Bild)

Fazit

Egal, ob Sie ein Student sind, der ein Abschlussprojekt in Angriff nimmt, oder ein Entwicklungsingenieur, der ein Konzept validiert, es gibt nur wenige Werkzeuge, die mit der Zugänglichkeit und Effizienz eines Entwicklungsboards mithalten können. Mit diesen Boards ist Rapid Prototyping ganz einfach. Sie helfen Ihnen, Ideen schnell zum Leben zu erwecken und von groben Skizzen zu professionellen Lösungen zu gelangen.