Prototipazione facile, veloce e pratica

Ho una domanda veloce: sai come saldare facilmente a mano un contenitore 54-SMD (Figura 1)?

Figura 1: Saldare a mano pezzi a montaggio superficiale, come il modulo GNSS ZED-F9T di u-blox per la prototipazione è pressoché impossibile. (Immagine per gentile concessione di u-blox)

Nemmeno io.

Sebbene non sia impossibile per i prodotti a montaggio superficiale, non è decisamente facile e senza ostacoli. Fortunatamente però non devo addentrarmi troppo nelle tecniche avanzate di saldatura, perché esiste un altro modo: posso realizzare i prototipi in modo semplice e veloce mediante le schede di sviluppo.

Le schede di sviluppo, compresi prodotti come le schede di valutazione, le schede dimostrative e le schede di breakout di valutazione, sono schede a circuiti stampati popolate, in cui il componente principale è facilmente accessibile. Queste schede presentano un prodotto specifico, ad esempio un microcontroller, un sensore, un pulsante, un modulo di comunicazione o un microfono, di cui studiare le capacità. Possono anche combinare vari componenti per uno scopo specifico, ad esempio per la comunicazione. Le schede possono variare da progetti semplici in cui il componente principale è montato su una PCB con una comoda piedinatura fino a progetti complessi in cui la scheda è densamente popolata con tutti i componenti necessari, come componenti passivi, connettori, pulsanti, LED, convertitori e altro ancora.

Un enorme vantaggio è che queste schede di sviluppo sono progettate, popolate e pronte all'uso. L'alternativa di procurarsi il dispositivo originale e i componenti approvati, progettare la scheda e attendere la consegna di tutto può richiedere diverse settimane (Tabella 1). Invece, una scheda di sviluppo disponibile presso DigiKey consente di iniziare rapidamente la prototipazione in appena un giorno.

Tabella 1: Confronto dei tempi di progettazione di una scheda di valutazione/sviluppo da zero rispetto all'acquisto di una scheda già pronta.

Torniamo alla mia domanda precedente sulla saldatura di un contenitore 54-SMD. La domanda è sorta dalla mia ricerca sul modulo GNSS ZED-F9T di u-blox, un piccolo dispositivo che offre una precisione centimetrica. Potrei dedicare molto tempo all'analisi dei 54 pin nella scheda tecnica, alla creazione di una distinta base con MyLists, alla realizzazione di una PCB con DKRed e all'attesa che tutto arrivi... Oppure potrei semplicemente acquistare la scheda di breakout ZED-F9T di Sparkfun (Figura 2), precaricata con il dispositivo e gli accessori giusti per iniziare a lavorare immediatamente. Ciò mi consente di sperimentare un proof of concept in modo esponenzialmente più rapido rispetto a quando inizio da zero.

Figura 2: La scheda di breakout ZED-F9T di Sparkfun consente una rapida valutazione del modulo GNSS ZED-F9T di u-blox. (Immagine per gentile concessione di Sparkfun)

Il prodotto di Sparkfun che presenta il modulo di u-blox mi porta a un'altra conclusione: le schede di sviluppo possono essere realizzate dal produttore del dispositivo oppure da aziende terze. Produttori come STMicroelectronics, che producono microcontroller STM32, offrono un ampio portafoglio di schede di sviluppo - da opzioni semplici ed economiche (come le schede Nucleo) a schede di valutazione più complesse ed avanzate. Scopri tutto sulle diverse opzioni per l'hardware di prototipazione STM32 di ST qui.

Società terze, tra cui Adafruit, Sparkfun, Seeed, MikroElektronika e DFRobot, offrono un'enorme selezione di schede di sviluppo innovative per aiutare ingegneri e sviluppatori a progettare da subito, semplificando l'utilizzo delle schede e fornendo progetti di esempio oltre a guide di collegamento e codice programmatico.

Elementi indispensabili per le schede di sviluppo

La Tabella 2 illustra alcuni esempi di schede di sviluppo e le loro caratteristiche:

Tabella 2: Breve descrizione di alcune schede di sviluppo di esempio e delle loro caratteristiche principali.

Elementi essenziali della piattaforma

La Tabella 3 include tre piattaforme per schede di sviluppo diffuse che i progettisti possono utilizzare per i loro progetti.

Tabella 3: Alcune piattaforme per schede di sviluppo diffuse.

Le schede di sviluppo variano in base a prezzi, scopi, robustezza e finalità progettuali. Gli ingegneri professionisti possono sfruttare le schede di sviluppo per la rapida verifica dei proof of concept (Figura 3) e per farsi aiutare nella progettazione del dispositivo, dalla scheda di breakout al progetto finito. Studenti, hobbisti e maker apprezzeranno l'accessibilità e il prezzo delle schede di sviluppo, così da poterle integrare anche nei loro progetti.

Figura 3: L'utilizzo di schede di valutazione/sviluppo, come la scheda di valutazione per caricabatterie ETA9740 di Seeed illustrata, può far risparmiare una notevole quantità di tempo di progettazione. (Immagine per gentile concessione dell'autore, creata con un'immagine di Seeed)

Conclusione

Che tu sia uno studente alle prese con un progetto finale o un ingegnere di ricerca e sviluppo che deve convalidare un proof of concept, pochi strumenti possono competere con l'accessibilità e l'efficienza di una scheda di sviluppo. Queste schede semplificano la prototipazione rapida e ti aiuteranno a dare rapidamente vita alle tue idee, passando senza problemi da abbozzi a soluzioni di qualità professionale.