Φορητή κατασκευή PCB παρακολούθησης ποιότητας αέρα για συσκευές PM, CO2 και VOC
Μια φορητή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος παρακολούθησης ποιότητας αέρα μπορεί να υποστηρίξει ανίχνευση σωματιδίων, διοξειδίου του άνθρακα, πτητικών οργανικών ενώσεων (VOC), θερμοκρασίας και υγρασίας, αλλά αυτές οι μετρήσεις δεν χρησιμοποιούν μία καθολική αρχή αισθητήρα. Οι εγκεκριμένες συσκευές PM, CO2 και VOC έχουν διαφορετικές ανάγκες ροής αέρα, προθέρμανσης, ισχύος, μόλυνσης και βαθμονόμησης, επομένως το σχέδιο κατασκευής πρέπει να ακολουθεί την αρχιτεκτονική αισθητήρα που έχει επιλέξει ο κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).
Η Highleap Electronics κατασκευάζει πλακέτες παρακολούθησης αέρα σχεδιασμένες από τον πελάτη με κατασκευή PCB, προμήθεια εξαρτημάτων, SMT/THT, προγραμματισμό, επιθεώρηση, λειτουργικές δοκιμές που ορίζονται από τον πελάτη και προαιρετική συναρμολόγηση σε επίπεδο περιβλήματος. Υποστηρίζουμε πρωτότυπα και επαναλαμβανόμενη παραγωγή, διατηρώντας παράλληλα τους αριθμούς εξαρτημάτων αισθητήρων, τους μηχανισμούς που είναι κρίσιμοι για τη ροή αέρα και τις διαδικασίες δοκιμών υπό ελεγχόμενη αναθεώρηση.
Για μια φορητή οθόνη, η ροή αέρα είναι εξίσου σημαντική με τη δρομολόγηση. Μια τεχνικά σωστή PCBA μπορεί να παράγει κακά δεδομένα εάν το περίβλημα ανακυκλώνει θερμά καυσαέρια, η διαδρομή του ανεμιστήρα είναι φραγμένη, ένας αισθητήρας αερίου έχει μολυνθεί κατά τη συναρμολόγηση ή ένα άνοιγμα αισθητήρα έχει τοποθετηθεί δίπλα σε μια πηγή θερμότητας.
| Στόχος αισθητήρα | Κοινή ανησυχία για την κατασκευή σε επίπεδο προϊόντος | Λεπτομέρειες RFQ που πρέπει να συμπεριληφθούν |
|---|---|---|
| PM1 / PM2.5 / PM10 | Καθορισμένη ροή αέρα, θέση ανεμιστήρα/αγωγού, οπτική μόλυνση | Ακριβής ενότητα, γεωμετρία εισόδου/εξόδου, περιορισμοί καθαρισμού. |
| CO₂ | Προθέρμανση, κορυφές ισχύος, αντιστάθμιση πίεσης/θερμοκρασίας ανάλογα με τον αισθητήρα | Ακριβής τεχνολογία/μονάδα αισθητήρα και κατάσταση εργοστασιακής βαθμονόμησης. |
| Δείκτης VOC / IAQ | Διασταυρούμενη ευαισθησία, έκδοση αλγορίθμου, μόλυνση | MPN αισθητήρα, έκδοση υλικολογισμικού/βιβλιοθήκης, διαδικασία εγγραφής ή προετοιμασίας, εάν απαιτείται. |
| Θερμοκρασία / Σχετική υγρασία | Αυτοθέρμανση και πόλωση περιβλήματος | Θέση αισθητήρα, εξαερισμός και θερμικές απομονώσεις. |
Ξεκινήστε με τους ρύπους και τις τεχνολογίες αισθητήρων που χρησιμοποιεί πραγματικά το προϊόν
Φορητή Οικογένεια Προϊόντων Παρακολούθησης Ποιότητας Αέρα: Συσκευές PM, CO2, VOC και Πολυαισθητήρες
Τα φορητά προϊόντα ποιότητας αέρα ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό. Ένας μετρητής PM2.5 μπορεί να επικεντρωθεί σε εκτιμήσεις μάζας σωματιδίων. Ένας φορητός μετρητής CO2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίγνωση του αερισμού. Μια οθόνη VOC/IAQ μπορεί να παρακολουθεί έναν ευρύ δείκτη αισθητήρα αερίου. Οι συσκευές πολλαπλών αισθητήρων συνδυάζουν πολλές από αυτές τις μετρήσεις με θερμοκρασία/υγρασία, οθόνη, καταγραφή και ασύρματη συνδεσιμότητα. Οι προσωπικοί αισθητήρες έκθεσης δίνουν έμφαση στο μικρό μέγεθος και τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας, ενώ οι επιτραπέζιες φορητές οθόνες μπορεί να δίνουν προτεραιότητα σε μια μεγαλύτερη οθόνη και συνεχή ισχύ.
Το πλαίσιο κατασκευής πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος ανιχνευτών και αισθητήρων αερίου της Highleap είναι συναφές με αυτήν την οικογένεια προϊόντων, αλλά οι ανιχνευτές ασφαλείας αερίου δεν πρέπει να συγχέονται με τις γενικές οθόνες ποιότητας αέρα. Ένας ανιχνευτής CO για την ασφάλεια ζωής ή ένας συναγερμός εύφλεκτου αερίου έχει σχεδιαστεί και πιστοποιηθεί για έναν συγκεκριμένο κίνδυνο. Μια οθόνη IAQ καταναλωτή μπορεί να έχει διαφορετικό σκοπό και καθεστώς δοκιμών.
Η EPA σημειώνει ότι οι χαμηλού κόστους οθόνες ποιότητας αέρα εσωτερικών χώρων συνήθως μετρούν ένα περιορισμένο σύνολο ρύπων και δεν είναι γενικά ισοδύναμες με τα όργανα παρακολούθησης κανονιστικού επιπέδου. Αυτή η διάκριση θα πρέπει να παραμείνει σαφής στο περιεχόμενο του προϊόντος. Ένας κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) μπορεί ακόμα να δημιουργήσει μια χρήσιμη συσκευή τάσεων ή πληροφοριών, αλλά οι ισχυρισμοί απόδοσης πρέπει να αντιστοιχούν στους επιλεγμένους αισθητήρες και τα δεδομένα επικύρωσης.
Τύποι προϊόντων παρακολούθησης ποιότητας αέρα: PM, CO2, VOC και Πολλαπλών αισθητήρων
| Τύπος οθόνης | Τυπική μετρούμενη μεταβλητή | Έμφαση στο σχεδιασμό σε επίπεδο συσκευής |
|---|---|---|
| Παρακολούθηση PM | Εκτιμήσεις μάζας/αριθμού σωματιδίων ανά εύρος μεγέθους ανάλογα με τον αισθητήρα | Διαδρομή ροής αέρα, έλεγχος ανεμιστήρα, μόλυνση και οπτικός θάλαμος |
| Παρακολούθηση CO2 | Συγκέντρωση CO2 | Προθέρμανση αισθητήρα, ανοίγματα εξαερισμού, στρατηγική βαθμονόμησης |
| Παρακολούθηση VOC/IAQ | Δείκτης/ισοδύναμο σήμα που σχετίζεται με τις ΠΟΕ | Αλγόριθμος, αντιστάθμιση υγρασίας/θερμοκρασίας και έκθεση |
| Οθόνη πολλαπλών αισθητήρων | Επιλεγμένος συνδυασμός PM, CO2, VOC, T/RH | Διαχωρισμός ροής αέρα, προϋπολογισμός ισχύος, εμφάνιση/καταγραφή και διασταυρούμενη θέρμανση |
Τεχνολογίες αισθητήρων PM, CO2 και VOC και οι επιπτώσεις τους στα PCB
Οι οπτικοί αισθητήρες σωματιδίων χρησιμοποιούν σκέδαση φωτός για την εκτίμηση των συγκεντρώσεων σωματιδίων. Ο αισθητήρας SPS30 της Sensirion, για παράδειγμα, είναι ένας αισθητήρας PM με σκέδαση λέιζερ που αναφέρει πολλαπλές μετρήσεις μεγέθους σωματιδίων και περιλαμβάνει τον δικό του μηχανισμό ροής αέρα. Τέτοιες μονάδες απλοποιούν τον οπτικό σχεδιασμό, αλλά προσθέτουν απαιτήσεις ισχύος, ενσωμάτωσης σύνδεσης/UART ή I2C, προσανατολισμού και διαδρομής αέρα. Το εργοστάσιο θα πρέπει να κατασκευάζεται γύρω από την ακριβή μονάδα αισθητήρα που επιλέγεται από τον κατασκευαστή πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM).
Οι αισθητήρες CO2 μπορούν να χρησιμοποιούν τεχνολογία μη διασποράς υπερύθρων ή άλλες προσεγγίσεις. Μπορεί να έχουν υψηλότερη ισχύ παλμού, απαιτήσεις προθέρμανσης και ευαισθησία στη ροή αέρα του περιβλήματος. Οι αισθητήρες VOC είναι συχνά συσκευές μεταλλοξειδίου σε συνδυασμό με αλγόριθμους και εισόδους αντιστάθμισης. Επομένως, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πρέπει να υποστηρίζει σταθερή ισχύ, επικοινωνία και ανίχνευση θερμοκρασίας/υγρασίας όπου απαιτείται, αλλά η σημασία της εμφανιζόμενης τιμής προέρχεται από το μοντέλο αισθητήρα/υλικολογισμικού.
Η ενσωμάτωση μονάδων IoT της Highleap στην κατασκευή PCB είναι χρήσιμη όταν οι αισθητήρες PM ή αερίου παρέχονται ως μονάδες. Το BOM παραγωγής θα πρέπει να ελέγχει την ακριβή αναθεώρηση της μονάδας, επειδή το πρωτόκολλο υλικολογισμικού, η συμπεριφορά του ανεμιστήρα, ο χειρισμός της γραμμής βάσης ή η βαθμονόμηση ενδέχεται να αλλάξουν μεταξύ των παραλλαγών αισθητήρων.
Όριο ακρίβειας
Μην ισχυρίζεστε ότι μια φορητή οθόνη «ανιχνεύει όλους τους εσωτερικούς ρύπους» ή ότι είναι κανονιστικής ποιότητας, εκτός εάν η πραγματική επικύρωση του προϊόντος υποστηρίζει αυτή τη δήλωση. Οι μετρούμενες μεταβλητές, η τεχνολογία αισθητήρων και η προβλεπόμενη χρήση θα πρέπει να αναφέρονται με ακρίβεια.
Σημειώσεις ενσωμάτωσης δειγματοληψίας αέρα
Η επιλογή αισθητήρα καθορίζει επίσης τι μπορεί νόμιμα να ισχυριστεί το προϊόν. Μια μονάδα σωματιδίων μπορεί να αναφέρει εκτιμώμενα κλάσματα μάζας PM, ένας αισθητήρας CO2 NDIR αναφέρει μια συγκέντρωση αερίου μέσω του δικού του οπτικού/αλγοριθμικού συστήματος και ένας αισθητήρας VOC μπορεί να παρέχει έναν δείκτη που αντιδρά σε ένα μείγμα αερίων. Αυτές οι έξοδοι δεν πρέπει να συνδυάζονται σε έναν μόνο αριθμό «ακρίβειας ποιότητας αέρα». Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) και το υλικολογισμικό πρέπει να διατηρούν τις απαιτούμενες εισόδους τροφοδοσίας, επικοινωνίας και αντιστάθμισης κάθε αισθητήρα. Κατά την προμήθεια, ένας εναλλακτικός αισθητήρας μπορεί να αλλάξει τη ροή αέρα, την προθέρμανση, το πρωτόκολλο και τη συμπεριφορά βαθμονόμησης, ακόμη και όταν ταιριάζει μηχανικά, επομένως η αντικατάσταση θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως μηχανική αλλαγή και όχι ως ρουτίνα βελτιστοποίησης BOM.
Ένα μόνιτορ πολλαπλών αισθητήρων μπορεί να συνδυάζει PM, CO₂, VOC, θερμοκρασία και υγρασία, αλλά αυτά τα κανάλια δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως εναλλάξιμα. Ένας ανιχνευτής αερίου ασφαλείας είναι μια γειτονική κατηγορία με διαφορετικές απαιτήσεις συναγερμού και συμμόρφωσης. Η κατασκευή PCB αισθητήρα αερίου είναι σχετική με αυτήν την ξεχωριστή οικογένεια προϊόντων και δεν αποτελεί δικαιολογία για να ισχυριστεί κανείς ότι κάθε μόνιτορ IAQ είναι ένα όργανο ασφαλείας.
Η ροή αέρα είναι μέρος του ηλεκτρικού σχεδιασμού
Ροή αέρα, τοποθέτηση αισθητήρων και σχεδιασμός περιβλήματος για αξιόπιστη δειγματοληψία αέρα
Η ανίχνευση της ποιότητας του αέρα είναι ουσιαστικά ένα πρόβλημα δειγματοληψίας αέρα. Οι αισθητήρες PM χρειάζονται διαδρομές εισόδου και εξόδου που επιτρέπουν αντιπροσωπευτική ροή χωρίς ανακυκλοφορία καυσαερίων. Οι αισθητήρες CO2 και VOC χρειάζονται ανταλλαγή ατμοσφαιρικών αερίων μέσω αεραγωγών. Η τοποθέτηση αισθητήρων ακριβώς πάνω από μια ζεστή μπαταρία, οθόνη ή επεξεργαστή μπορεί να δημιουργήσει διαβαθμίσεις θερμοκρασίας που αλλάζουν την απόκριση του αισθητήρα αερίου ή την αντιστάθμιση υγρασίας. Τα φίλτρα σκόνης μπορούν να προστατεύσουν το υλικό, αλλά ενδέχεται επίσης να αλλάξουν τον χρόνο απόκρισης εάν δεν επικυρωθούν.
Η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) πρέπει να τοποθετεί τους αισθητήρες σε σημεία όπου το περίβλημα μπορεί να τους εκθέσει σωστά. Οι πρακτικές σχεδιασμού για συναρμολόγηση της Highleap είναι σχετικές, επειδή ένας αισθητήρας μπορεί να είναι ηλεκτρικά σωστός αλλά να μην είναι ευθυγραμμισμένος με έναν αεραγωγό μετά την τελική συναρμολόγηση. Οι μηχανικές ανοχές, οι αγωγοί αφρού, οι φλάντζες και ο προσανατολισμός του ανεμιστήρα θα πρέπει να ελέγχονται κατά την πρώτη εργασία.
Ο έλεγχος της μόλυνσης είναι επίσης σημαντικός. Τα υπολείμματα ροής, ο διαλύτης καθαρισμού, οι κόλλες και η σύμμορφη επικάλυψη μπορούν να εκλύσουν αέρια ή να επηρεάσουν τους αισθητήρες VOC/αερίων. Οι οπτικές είσοδοι PM πρέπει να παραμένουν καθαρές. Το σχέδιο συναρμολόγησης θα πρέπει να καθορίζει τις απαιτήσεις μη καθαρισμού/καθαρισμού, την κάλυψη των αισθητήρων και πότε εγκαθίστανται ευαίσθητες μονάδες σε σχέση με τις λειτουργίες επικάλυψης ή συγκόλλησης.
Η επικύρωση της ροής αέρα μπορεί να ενταχθεί στο NPI με οπτικοποίηση καπνού, μετρήσεις πίεσης/ροής ή δοκιμές απόκρισης χρησιμοποιώντας ένα γνωστό ερέθισμα, ανάλογα με τον αισθητήρα. Στόχος είναι να επιβεβαιωθεί ότι οι αεραγωγοί του περιβλήματος τροφοδοτούν τον προβλεπόμενο αισθητήρα αντί να δημιουργούν νεκρές ζώνες ή ανακυκλοφορία. Οι ανεμιστήρες και οι οπτικοί θάλαμοι μπορούν να μεταδώσουν κραδασμούς ή ακουστικό θόρυβο στο περίβλημα, κάτι που μπορεί να έχει σημασία σε προϊόντα υπνοδωματίου ή γραφείου. Τα φίλτρα και οι μεμβράνες χρειάζονται τεκμηριωμένη αντικατάσταση ή συμπεριφορά εφ' όρου ζωής εάν πρόκειται για είδη συντήρησης. Ένα εργοστάσιο PCBA μπορεί να επιθεωρήσει την τοποθέτηση αγωγών/φλάντζας κατά την κατασκευή του κουτιού, αλλά ο κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) παραμένει υπεύθυνος για την απόδειξη ότι ο πλήρης σχεδιασμός ροής αέρα δειγματίζει τον αέρα του δωματίου αντιπροσωπευτικά.
Μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) μπορεί να περάσει ηλεκτρική δοκιμή ενώ τα τελικά δείγματα οθόνης είναι μπαγιάτικα ή εσωτερικά θερμαινόμενα. Επομένως, το σχέδιο του περιβλήματος θα πρέπει να περιλαμβάνεται στη συσκευασία κατασκευής, ώστε τα ανοίγματα των αισθητήρων, οι ανεμιστήρες, οι αγωγοί, οι φλάντζες και η τοποθέτηση της πλακέτας να συναρμολογούνται με συνέπεια. Εάν ζητηθεί από την Highleap να υποβάλει προσφορά για την τελική συναρμολόγηση του περιβλήματος και της συναρμολόγησης σε κουτί , αυτοί οι μηχανικοί έλεγχοι μπορούν να συμπεριληφθούν στις οδηγίες εργασίας.
Οι λειτουργίες MCU, οθόνης, καταγραφής και ασύρματης λειτουργίας πρέπει να σέβονται τον χρονισμό των αισθητήρων
Αρχιτεκτονική PCB παρακολούθησης ποιότητας αέρα: MCU, οθόνη, καταγραφή και ασύρματη συνδεσιμότητα
Μια φορητή οθόνη συνήθως συνδυάζει μία ή περισσότερες μονάδες αισθητήρων, MCU/SoC, οθόνη, κουμπιά, βομβητή ή LED, μνήμη, RTC, μπαταρία/φορτιστή και προαιρετικό Bluetooth/Wi-Fi. Η ανάπτυξη PCB συσκευών Bluetooth από την Highleap αφορά τις οθόνες που συνδέονται με τηλέφωνα, ενώ η ενσωμάτωση πλακέτας ελεγκτή LCD μπορεί να εφαρμοστεί σε μεγαλύτερες γραφικές οθόνες. Καμία από τις δύο λειτουργίες δεν είναι υποχρεωτική για κάθε οθόνη.
Η MCU λαμβάνει δεδομένα από αισθητήρες, εφαρμόζει αλγόριθμους προμηθευτών ή αντιστάθμιση, καταγράφει δεδομένα και ελέγχει το περιβάλλον χρήστη. Τα διαστήματα μεταξύ των αισθητήρων μπορεί να διαφέρουν: ένας ανεμιστήρας PM μπορεί να λειτουργεί συνεχώς ή σε κύκλο λειτουργίας. ένας αισθητήρας αερίου μπορεί να χρειάζεται προθέρμανση. δεδομένα θερμοκρασίας/υγρασίας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για αντιστάθμιση. Η έκδοση υλικολογισμικού είναι επομένως μέρος της διαμόρφωσης μέτρησης και θα πρέπει να ελέγχεται με το BOM υλικού.
Τα ασύρματα προϊόντα χρειάζονται επίσης απομονώσεις κεραιών και σχεδιασμό συνύπαρξης με θορυβώδεις ανεμιστήρες PM ή ρυθμιστές μεταγωγής. Η συνδεσιμότητα cloud/εφαρμογών είναι ένα εξωτερικό σύστημα. Ο προμηθευτής PCBA μπορεί να επαληθεύσει την επικοινωνία Bluetooth/WiFi και τα αναγνωριστικά συσκευών, αλλά η ανάλυση εφαρμογών, οι συστάσεις για την εύρυθμη λειτουργία και η διαθεσιμότητα cloud είναι εκτός της κατασκευής της πλακέτας, εκτός εάν εμπίπτουν σε ξεχωριστό πεδίο εφαρμογής.
Η διεπαφή χρήστη θα πρέπει επίσης να μεταδίδει τη μέτρηση με ειλικρίνεια. Μια χρωματική γραμμή ή ένας δείκτης "καλού/κακού" είναι μια αλγοριθμική ερμηνεία που βασίζεται σε ακατέργαστες τιμές PM, CO2 ή VOC. Τα όρια μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον σκοπό και την αγορά, επομένως θα πρέπει να ελέγχονται στο υλικολογισμικό και όχι να θεωρούνται από τον assembler. Η καταγραφή και η ασύρματη εξαγωγή θα πρέπει να διατηρούν τις μονάδες και τις χρονικές σημάνσεις. Εάν χρησιμοποιείται μια εφαρμογή τηλεφώνου, η δοκιμή παραγωγής PCBA μπορεί να επαληθεύσει τη σύζευξη και τη μεταφορά δεδομένων με μια εγκεκριμένη έκδοση εφαρμογής, ενώ η ανάλυση cloud παραμένει εκτός της κατασκευής υλικού. Αυτός ο διαχωρισμός βοηθά στην αποτροπή της κυκλοφορίας μιας τεχνικά καλής πλακέτας αισθητήρων στην αγορά με μη υποστηριζόμενες συστάσεις για την υγεία απλώς και μόνο επειδή έχει μια γυαλισμένη οθόνη.
Η αρχιτεκτονική του ελεγκτή και της οθόνης πρέπει να χειρίζεται τα διαστήματα δειγματοληψίας, την προθέρμανση του αισθητήρα, την καταγραφή και την ασύρματη επικοινωνία χωρίς να κυριαρχεί στο θερμικό περιβάλλον. Τα προϊόντα με οθόνες μπορούν να αξιοποιήσουν την εμπειρία ενσωμάτωσης της πλακέτας ελεγκτή LCD , ενώ οι οθόνες που συνδέονται μέσω εφαρμογών μπορούν να επωφεληθούν από τις παραμέτρους ανάπτυξης της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος συσκευών Bluetooth . Η έκδοση υλικολογισμικού και τα βήματα δοκιμής επικοινωνίας θα πρέπει να αποτελούν μέρος των δημοσιευμένων δεδομένων παραγωγής.
Προθέρμανση μπαταρίας, ανεμιστήρα και αισθητήρα - Ορισμός της αρχιτεκτονικής ισχύος
Μπαταρία, Φόρτιση, Προθέρμανση Αισθητήρα και Θερμική Διαχείριση
Οι φορητές οθόνες αέρα μπορεί να είναι εκπληκτικά ενεργοβόρες, επειδή οι οπτικοί αισθητήρες PM, οι ανεμιστήρες, οι αισθητήρες CO2 NDIR, οι οθόνες και τα ραδιόφωνα καταναλώνουν ενέργεια. Η χωρητικότητα της μπαταρίας και η αρχιτεκτονική φόρτισης πρέπει να επιλέγονται με βάση τον πραγματικό κύκλο λειτουργίας του αισθητήρα. Ο σχεδιασμός του κυκλώματος φόρτισης PCB της Highleap είναι σχετικός με τα επαναφορτιζόμενα προϊόντα, αλλά ο φορτιστής δεν μπορεί να διαχωριστεί από τη χημεία των κυψελών, την είσοδο USB και τους θερμικούς περιορισμούς.
Η προθέρμανση και ο προγραμματισμός μετρήσεων έχουν σημασία. Ορισμένοι αισθητήρες αερίου χρειάζονται χρόνο μετά την ενεργοποίηση για να σταθεροποιηθεί η έξοδος, ενώ οι αισθητήρες PM μπορεί να χρειάζονται σταθεροποίηση της ροής του αέρα. Η επιθετική κυκλική λειτουργία μπορεί να εξοικονομήσει ενέργεια, αλλά να αλλάξει τον χρόνο απόκρισης και τη συμπεριφορά της γραμμής βάσης. Αυτές οι αντισταθμίσεις είναι αποφάσεις υλικολογισμικού/προϊόντος, όχι κάτι που ο συναρμολογητής θα πρέπει να βελτιστοποιήσει ανεξάρτητα.
Η αυτοθέρμανση μπορεί να προκαλέσει πόλωση στον αισθητήρα θερμοκρασίας/υγρασίας και να επηρεάσει τις μετρήσεις αερίου. Διατηρείτε τους ρυθμιστές, τους φορτιστές και τις οθόνες φυσικά διαχωρισμένους από τους αισθητήρες περιβάλλοντος, όπου είναι δυνατόν. Σε ένα σφραγισμένο περίβλημα, ο σχεδιασμός του αεραγωγού πρέπει να εξισορροπεί την ανταλλαγή αέρα με την προστασία από σκόνη, φως και νερό. Η θερμική επικύρωση θα πρέπει να χρησιμοποιεί ολόκληρη τη συσκευή στην προβλεπόμενη κατάσταση φόρτισης και μέτρησης.
Ο προγραμματισμός ισχύος θα πρέπει να επικυρώνεται με το ακριβές σετ αισθητήρων, επειδή ένας ανεμιστήρας PM, μια λάμπα/πηγή NDIR και ένα ραδιόφωνο Wi-Fi μπορούν να δημιουργήσουν επικαλυπτόμενες κορυφές ρεύματος. Ο φορτιστής και η μπαταρία θα πρέπει να ανέχονται αυτές τις κορυφές χωρίς να επαναφέρουν την MCU ή να αλλάξουν την τροφοδοσία του αισθητήρα αρκετά ώστε να επηρεάσουν τις μετρήσεις. Αντίθετα, οι επιθετικές λειτουργίες αναστολής λειτουργίας μπορούν να κάνουν τη συσκευή να αποκρίνεται αργά μετά την αφύπνιση. Ο κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) μπορεί να ορίσει μια κατάσταση προθέρμανσης ή σταθεροποίησης που εμφανίζεται στον χρήστη και η παραγωγή θα πρέπει να επαληθεύσει αυτήν την κατάσταση με το υλικολογισμικό που έχει κυκλοφορήσει. Η θερμική χαρτογράφηση του συναρμολογημένου περιβλήματος είναι χρήσιμη κατά την ανάπτυξη για να διασφαλιστεί ότι ο αισθητήρας θερμοκρασίας/σχετικής υγρασίας δεν αναφέρει θερμότητα που παράγεται από τη φόρτιση ή την οθόνη.
Η διάρκεια ζωής της μπαταρίας θα πρέπει να βασίζεται στον πραγματικό κύκλο λειτουργίας του αισθητήρα και όχι μόνο στο ρεύμα αναστολής λειτουργίας της MCU. Οι ανεμιστήρες PM, οι μετρήσεις CO₂ του NDIR, οι οθόνες και τα ραδιόφωνα μπορούν να κυριαρχήσουν στην κατανάλωση. Εάν η πλακέτα περιέχει μια επαναφορτιζόμενη διαδρομή τροφοδοσίας, η πλακέτα κυκλώματος φόρτισης της μπαταρίας είναι σχετική με την ανασκόπηση κατασκευής.
Η προμήθεια αισθητήρων και ο χειρισμός SMT χρειάζονται ελέγχους ειδικά για τη συσκευή
Φορητή PCBA παρακολούθησης ποιότητας αέρα, χειρισμός ευαίσθητων αισθητήρων και προμήθεια εξαρτημάτων
Ο σχεδιασμός συναρμολόγησης θα πρέπει να διακρίνει τα συνηθισμένα εξαρτήματα SMT από τις ευαίσθητες μονάδες αισθητήρων αέρα. Ορισμένοι αισθητήρες εγκαθίστανται μετά την επαναφορά ροής ή απαιτούν ειδικό χειρισμό, ενώ άλλοι έχουν σχεδιαστεί για τυπικό SMT. Οι οδηγίες του προμηθευτή εξαρτημάτων είναι αυστηρές. Η υπηρεσία προμήθειας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων της Highleap είναι ιδιαίτερα σημαντική, επειδή η διαθεσιμότητα αισθητήρων, η ακριβής αναθεώρηση και οι συνθήκες αποθήκευσης μπορούν να επηρεάσουν τόσο το χρονοδιάγραμμα παραγωγής όσο και τη συνέπεια των μετρήσεων.
Η AOI μπορεί να επαληθεύσει την ορατή τοποθέτηση και τις συνδέσεις συγκόλλησης, και η AOI στην κατασκευή PCBA είναι χρήσιμη για επαναλαμβανόμενο έλεγχο συναρμολόγησης. Δεν μπορεί να αποδείξει την ακρίβεια του αισθητήρα ή τη ροή του αέρα. Μια τελική κατασκευή PCBA/κουτιού μπορεί να χρειαστεί έλεγχο ειδικά για τον αισθητήρα, έλεγχο κατεύθυνσης ανεμιστήρα, ευθυγράμμιση αεραγωγών και έλεγχο μόλυνσης. Η δυνατότητα συναρμολόγησης σε κουτί της Highleap μπορεί να είναι σχετική εάν η ενσωμάτωση του περιβλήματος περιλαμβάνεται στην προσφορά.
- Ο έλεγχος παραλλαγών είναι σημαντικός όταν ένα περίβλημα υποστηρίζει διαφορετικούς συνδυασμούς αισθητήρων. Ένα SKU μόνο για PM, ένα SKU CO2 και ένα SKU πολλαπλών αισθητήρων μπορούν να μοιράζονται μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB) με διαφορετικές ενσωματωμένες μονάδες. Το πακέτο παραγωγής θα πρέπει να συνδέει το BOM, το υλικολογισμικό, το προφίλ βαθμονόμησης, την ετικέτα και τη μέθοδο δοκιμής για κάθε παραλλαγή.
- Οι ευαίσθητες μονάδες αισθητήρων μπορούν επίσης να έχουν απαιτήσεις διάρκειας ζωής, υγρασίας ή μόλυνσης που δεν έχουν οι συνηθισμένες παθητικές μονάδες. Η προμήθεια θα πρέπει να τις αποθηκεύει και να τις χειρίζεται σύμφωνα με τις οδηγίες του προμηθευτή και να καταγράφει την ακριβή αναθεώρηση που χρησιμοποιήθηκε. Εάν μια μονάδα PM εγκατασταθεί μετά από SMT, η διαδικασία δευτερεύουσας συναρμολόγησης θα πρέπει να προστατεύει την είσοδο/έξοδό της. Εάν ένας αισθητήρας αερίου είναι τοποθετημένος σε SMT, πρέπει να ακολουθούνται τα όρια επαναροής και καθαρισμού. Η επιθεώρηση πρώτου αντικειμένου θα πρέπει να επαληθεύει την ευθυγράμμιση των αεραγωγών και τον προσανατολισμό του ανεμιστήρα μετά τη συναρμολόγηση του περιβλήματος. Αυτοί οι έλεγχοι εξηγούν γιατί η κατασκευή ετοιμοπαράδοτης μονάδας παρακολούθησης αέρα είναι κάτι περισσότερο από την τοποθέτηση ενός αισθητήρα: η διαδικασία πρέπει να διατηρεί τη φυσική διαδρομή δειγματοληψίας που δίνει νόημα στα ηλεκτρονικά.
Οι μονάδες αισθητήρων μπορούν να έχουν όρια αποθήκευσης, υγρασίας, χειρισμού, επαναροής ή μόλυνσης. Η Highleap μπορεί να συνδυάσει την προμήθεια ηλεκτρονικών εξαρτημάτων με μια στοχευμένη αναθεώρηση σχεδιασμού-για-συναρμολόγηση πριν από την παραγωγή. Κατά τη συναρμολόγηση, η επιθεώρηση AOI στο PCBA μπορεί να επαληθεύσει την συγκόλληση και την τοποθέτηση, αλλά δεν μπορεί να αποδείξει από μόνη της τη λειτουργία ανίχνευσης αέρα.
Η στρατηγική βαθμονόμησης πρέπει να ταιριάζει με τη μέτρηση PM, CO2 ή VOC
Βαθμονόμηση, Συνεγκατάσταση και Λειτουργικές Δοκιμές για Φορητές Συσκευές Αέρα
Οι δοκιμές παραγωγής θα πρέπει να επαληθεύουν την επικοινωνία των αισθητήρων, τη λειτουργία του ανεμιστήρα, την οθόνη, την καταγραφή, τη φόρτιση και τις ασύρματες λειτουργίες και, στη συνέχεια, να εφαρμόζουν ελέγχους ειδικά για τους αισθητήρες. Οι λειτουργικές δοκιμές PCB της Highleap μπορούν να προσαρμοστούν στις ανάγκες των πελατών, αλλά η μέθοδος αναφοράς περιβάλλοντος είναι κρίσιμη. Ένας αισθητήρας PM μπορεί να ελεγχθεί σε σχέση με ένα αεροζόλ αναφοράς ή μια εγκεκριμένη χρυσή διάταξη· το CO2 σε σχέση με γνωστές συγκεντρώσεις αερίου· η θερμοκρασία/υγρασία σε σχέση με έναν θάλαμο ή έναν αισθητήρα αναφοράς.
Η στρατηγική βαθμονόμησης εξαρτάται από τον αισθητήρα. Ορισμένες μονάδες βαθμονομούνται εργοστασιακά και δεν θα πρέπει να επαναβαθμονομούνται από το εργοστάσιο PCBA. Η γραμμή παραγωγής μπορεί μόνο να επαληθεύσει την αξιοπιστία. Άλλες χρησιμοποιούν μετατοπίσεις σε επίπεδο προϊόντος ή διόρθωση συνεγκατάστασης. Τα υλικά EPA συζητούν την συνεγκατάσταση ως έναν σημαντικό τρόπο αξιολόγησης της απόδοσης αισθητήρων αέρα χαμηλού κόστους σε σχέση με τις οθόνες αναφοράς. Εάν ο κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) χρησιμοποιεί ένα τέτοιο μοντέλο διόρθωσης, οι συντελεστές και το υλικολογισμικό του πρέπει να ελέγχονται από την αναθεώρηση.
- Μην μετατρέπετε μια οθόνη επιτυχίας/αποτυχίας παραγωγής σε μη υποστηριζόμενο κανονιστικό ισχυρισμό. Μια συσκευή μπορεί να είναι εσωτερικά συνεπής και χρήσιμη για τις τάσεις χωρίς να πληροί μια κανονιστική μέθοδο για τον ατμοσφαιρικό αέρα. Η αναφορά δοκιμής θα πρέπει να αναφέρει τι μετρήθηκε, ποια αναφορά χρησιμοποιήθηκε και τα όρια αποδοχής που παρείχε ο πελάτης.
- Η συνεγκατάσταση είναι ιδιαίτερα πολύτιμη κατά την ανάπτυξη προϊόντων, επειδή αποκαλύπτει τη συνδυασμένη συμπεριφορά αισθητήρων, περιβλήματος και αλγορίθμου υπό πραγματικές συνθήκες αέρα. Δεν αποτελεί απαραίτητα μια αποτελεσματική δοκιμή παραγωγής 100%. Μόλις χαρακτηριστεί ο σχεδιασμός, η τακτική παραγωγή μπορεί να χρησιμοποιήσει συντομότερους λειτουργικούς/αναφορικούς ελέγχους για να εντοπίσει λανθασμένες μονάδες, μπλοκαρισμένους ανεμιστήρες, κακή επικοινωνία ή μεγάλη απόκλιση αισθητήρα. Ο κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) θα πρέπει να καθορίσει ποιοι συντελεστές ορίζονται εργοστασιακά από τον προμηθευτή αισθητήρων και ποιοι, εάν υπάρχουν, προσαρμόζονται στο τελικό προϊόν. Τα αρχεία δοκιμών θα πρέπει να περιλαμβάνουν την αναθεώρηση του υλικολογισμικού και του αισθητήρα, ώστε να μπορούν να εντοπιστούν οι αλλαγές στην απόδοση όταν ένας προμηθευτής ενημερώνει μια μονάδα ή έναν αλγόριθμο.
Ορισμένες μονάδες αισθητήρων παραδίδονται εργοστασιακά βαθμονομημένες. Άλλες απαιτούν μετατοπίσεις σε επίπεδο προϊόντος, έλεγχους προετοιμασίας ή ελέγχους αναφοράς. Το σχέδιο κατασκευής θα πρέπει να αναφέρει ποιες μετρήσεις είναι βαθμονόμηση, ποιες είναι έλεγχοι αξιοπιστίας και ποιες απαιτούν ελεγχόμενο εξοπλισμό αναφοράς. Μια λειτουργική δοκιμή που καθορίζεται από τον πελάτη για τη ροή των συναρμολογημένων πλακετών τυπωμένων κυκλωμάτων μπορεί να επαληθεύσει την επικοινωνία των αισθητήρων, την οθόνη, τα κουμπιά, την αποθήκευση, τη φόρτιση, τη λειτουργία του ανεμιστήρα και τις ασύρματες λειτουργίες.
Πρωτότυπο της διαδρομής αέρα πριν από την κλιμάκωση του PCBA
Χρησιμοποιήστε πρωτότυπες κατασκευές PCB με παρακολούθηση αέρα για να δοκιμάσετε τη συναρμολογημένη PCB μέσα στο πραγματικό περίβλημα. Οι πρώτες κατασκευές θα πρέπει να αποκαλύπτουν εάν η θερμότητα του επεξεργαστή/οθόνης επηρεάζει τη θερμοκρασία ή την υγρασία, εάν η είσοδος PM είναι μπλοκαρισμένη, εάν ο ανεμιστήρας προκαλεί προβλήματα κραδασμών ή θορύβου και εάν το ρεύμα προθέρμανσης προκαλεί επαναφορές.
Μια πιλοτική εκτέλεση θα πρέπει στη συνέχεια να αποδείξει την προμήθεια αισθητήρων, τον χειρισμό συναρμολόγησης, τη φόρτωση υλικολογισμικού, τα βήματα βαθμονόμησης/αναφοράς και την απόδοση του εξαρτήματος. Μόνο αφού αυτοί οι έλεγχοι είναι σταθεροί, θα πρέπει το προϊόν να προχωρήσει σε επαναλαμβανόμενη μαζική παραγωγή.
Το κόστος συχνά εξαρτάται από τους αισθητήρες και τον χρόνο δοκιμής, όχι από την απλή πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (PCB).
Τα πιο ακριβά στοιχεία γραμμής είναι συχνά οι μονάδες αισθητήρων PM/CO₂, το υλικό οθόνης και ασύρματου δικτύου, τα συγκροτήματα μπαταριών/ανεμιστήρων, οι εργασίες περιβλήματος και ο χρόνος βαθμονόμησης/αναφοράς. Ο αριθμός των στρώσεων PCB μπορεί να είναι μέτριος σε σύγκριση με το BOM του αισθητήρα. Επομένως, μια χρήσιμη προσφορά διαχωρίζει την κατασκευή PCB, το κόστος των εξαρτημάτων, την PCBA, τον προγραμματισμό, τη βαθμονόμηση/λειτουργική δοκιμή και την προαιρετική τελική συναρμολόγηση.
Αποστολή Gerber/ODB++, σημειώσεων κατασκευής, BOM με ακριβείς μονάδες αισθητήρων, αρχεία συναρμολόγησης, σχέδια περιβλήματος/ροής αέρα, απαιτήσεις ισχύος, υλικολογισμικό, διαδικασία βαθμονόμησης/δοκιμής, ποσότητες-στόχοι, ετικέτες και απαιτήσεις συσκευασίας.
Ένα καλό PCBA δεν μπορεί να διορθώσει μια κακή διαδρομή αέρα
Για προσφορά, στείλτε το πακέτο κατασκευής PCB, το ακριβές BOM του αισθητήρα, την επιλογή και τοποθέτηση, τα σχέδια συναρμολόγησης, τα αρχεία περιβλήματος και ροής αέρα, τις λεπτομέρειες του ανεμιστήρα ή της αντλίας, όπου ισχύει, τις απαιτήσεις μπαταρίας/φόρτισης, το υλικολογισμικό, τη διαδικασία βαθμονόμησης ή αναφοράς, τα όρια λειτουργικών δοκιμών, τις ετικέτες, τη συσκευασία και τις ποσότητες-στόχους. Εάν διαφορετικά SKU χρησιμοποιούν διαφορετικούς συνδυασμούς αισθητήρων, προσδιορίστε τα ξεχωριστά.
Η Highleap μπορεί να ελέγχει τις μεταβλητές κατασκευής που κατέχει — κατασκευή PCB, προμήθεια, χειρισμό εξαρτημάτων, συναρμολόγηση, επιθεώρηση, προγραμματισμό και τη ροή δοκιμών που ορίζεται από τον πελάτη. Οι κατασκευές πρωτοτύπων θα πρέπει να χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της ολοκληρωμένης διαδρομής αέρα και της θερμικής διάταξης πριν από μεγάλες δεσμεύσεις υλικών, επειδή η μετακίνηση ενός αεραγωγού, ανεμιστήρα, μπαταρίας ή οθόνης μπορεί να αλλάξει την έκθεση του αισθητήρα χωρίς να αλλάξει το σχηματικό.
Ένα καλό PCBA δεν μπορεί να διορθώσει μια κακή διαδρομή αέρα. Το καλύτερο αποτέλεσμα παραγωγής επιτυγχάνεται όταν η τεχνολογία αισθητήρων, η μηχανική δειγματοληψία, η θερμική συμπεριφορά και η διαδικασία κατασκευής απελευθερώνονται ως ένα σύστημα. Αυτό είναι το πακέτο που η Highleap μπορεί να αναπτύξει με συνέπεια από ποσότητες δειγμάτων σε επαναλαμβανόμενη παραγωγή.
συνιστάται Δημοσιεύσεις
Κατασκευή PCB φίλτρου TMM4
Η κατασκευή PCB φίλτρου TMM4 ελέγχεται από...
Κατασκευή πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος TMM3 για μονάδες RF
Η κατασκευή πλακέτας TMM3 PCB είναι πιο χρήσιμη όπου η μονάδα RF...
Κατασκευή PCB TMM6
Η κατασκευή TMM6 είναι η σελίδα ελέγχου διεργασίας για μια μεσαία Dk...
Κατασκευή πλακετών τυπωμένου κυκλώματος TMM10 για συμπαγή σχέδια RF
Πίνακας περιεχομένωνΠώς το TMM10 συρρικνώνει τις δομές RFTMM10 έναντι...
Πώς να λάβετε προσφορά για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων (PCB)
Ας εκτελέσουμε ανάλυση DFM/DFA για εσάς και ας επικοινωνήσουμε μαζί σας με μια αναφορά. Μπορείτε να ανεβάσετε τα αρχεία σας με ασφάλεια μέσω του ιστότοπού μας. Χρειαζόμαστε τις ακόλουθες πληροφορίες για να σας δώσουμε μια προσφορά:
-
- Gerber, ODB++ ή .pcb, spec.
- Λίστα BOM εάν χρειάζεστε συναρμολόγηση
- Ποσοτητα
- Χρόνος στροφής
Για υπηρεσίες PCBA, παρακαλούμε να μας δώσετε τον Πίνακα Υλικών (BOM) και τυχόν συγκεκριμένες οδηγίες συναρμολόγησης. Προσφέρουμε επίσης ανάλυση DFM/DFA για τη βελτιστοποίηση των σχεδίων σας για κατασκευασιμότητα και συναρμολόγηση, διασφαλίζοντας μια ομαλή διαδικασία παραγωγής.