Elektronisen kompassin piirilevyjen valmistus ja piirilevyt digitaalisille ohjaustuotteille

Elektroninen kompassi-piirilevy

Elektroninen kompassipiirilevy muuntaa magnetometrin tiedot – ja usein kiihtyvyysanturin tai IMU:n tiedot – suuntatiedoksi kannettaville laitteille, navigointimoduuleille, roboteille ja muille sulautetuille tuotteille. Valmistuksessa keskeinen haaste on, että suuntatarkkuus riippuu koko kokoonpanon magneettisesta ympäristöstä, ei pelkästään magnetometristä.

Highleap Electronics tukee asiakkaiden suunnittelemia kompassilaitteistoja elektroniikan valmistuspalveluilla , jotka voivat sisältää piirilevyjen valmistuksen, komponenttien hankinnan, anturitietoisen SMT-kokoonpanon, tarkastuksen, ohjelmoinnin ja asiakkaan määrittelemän toiminnallisen testauksen. Kun magneettinen asettelu, suuntaus ja osaluettelo on hyväksytty, samat ohjauslaitteet voidaan siirtää prototyypistä toistuvaan tuotantoon.

Kolme kysymystä, jotka on määriteltävä ennen lainausta

  • Mitkä magnetometrit ja IMU:t ovat hyväksyttyjä, ja mitkä ovat niiden vaaditut X/Y/Z-suunnat?
  • Mitkä lähellä olevat osat kuljettavat virtaa tai sisältävät magneettista/ferromagneettista materiaalia, ja mitä poissaolosääntöjä on noudatettava?
  • Suoritetaanko kalibrointi ja suunnan tarkistus paljaalle piirilevylle, lopulliselle kokoonpanolle vai molemmille?

Kompassin tarkkuus riippuu koko tuotteesta, ei pelkästään magnetometristä

Elektronisen kompassin tuotemuodot ja valmistuksen prioriteetit

Elektronisten kompassien valikoima ulottuu kannettavista suuntamittareista robottien, merinäyttöjen, droonien ja navigointilaitteiden sulautettuihin suuntamoduuleihin. Elektroniikka voi sisältää vain magnetometrin ja mikrokontrollerin tai yhdistää magnetometrin kiihtyvyysanturiin/intuitiivianturiin kallistuksen kompensointia ja anturien yhdistämistä varten. Piirilevyn/piirilevyn näkökulmasta tärkeimmät erot ovat levyn koko, anturin suunta, lähellä olevat magneettiset materiaalit, isäntärajapinnat ja vaadittava kalibrointi-/testausprosessi.

Tuotetyyppi Tyypillinen tunnistusarkkitehtuuri Valmistuksen painopiste
Kädessä pidettävä digitaalinen kompassi 3-akselinen magnetometri, valinnainen kallistusanturi Suunta, näytön/virransyöttövuorovaikutus ja kotelon kalibrointi
Upotettu e-kompassimoduuli Magnetometri isäntä-MCU:lla tai IMU:lla Kompakti kokoonpano, rajapinnan luotettavuus ja kalibrointitiedot
Robotin / meriliikenteen suunta-anturi Magnetometri ja suodatus tai anturifuusio Vakaa asennus, häiriöiden hallinta ja toistettavissa oleva testi

Hallitse magneettista ympäristöä ennen tuotantoa

Magnetometri mittaa paikallista magneettikenttää, joten lähellä olevat kaiuttimet, tärinämoottorit, magneettiset salvat, induktorit, terässuojat, kiinnittimet ja suurvirta-akkujen reitit voivat muuttaa suuntatulosta. Jopa mekaanisesti tai sähköisesti hyväksyttävä varaosa voi muuttaa paikallista kenttää. Julkaistussa osaluettelossa ja mekaanisessa piirustuksessa tulisi siksi yksilöidä magneettiset esteet ja suuntauksen kannalta kriittiset komponentit.

Kalibrointi voi kompensoida tunnettuja kova- ja pehmeäraudan vaikutuksia, mutta sitä ei tule käyttää hallitsemattomien valmistusvaihteluiden piilottamiseen. Highleap voi säilyttää hyväksytyn komponenttien sijoittelun, osaluettelon, virtareitin geometrian ja kokoonpanon suunnan; alkuperäisen laitevalmistajan (OEM) tulee määrittää lopullinen kalibrointimenetelmä ja hyväksymisrajat valmiille tuotteelle.

Tuotantoperiaate: Jos kaiutin, akku, ruuvi, suoja, induktori, kaapelin reitti tai kotelon materiaali muuttuu magnetometrin lähellä, käsittele sitä suunta-suorituskykyyn liittyvänä muutoksena ja tarkista tuote uudelleen ennen tarkistuksen julkaisua.

Magnetometri-, kiihtyvyysanturi- ja gyroskooppidataa yhdistävien tuotteiden osalta anturifuusiopiirilevyjen verifiointi voi tukea laajempaa validointistrategiaa. Tuotannon kannalta tärkeämpi vaatimus on, että tehdas vastaanottaa hyväksytyn anturiakselin piirustuksen, lähellä olevat mekaaniset tiedot ja valvotun osaluettelon yhdessä piirilevytiedostojen kanssa.

Piirilevyn asettelun tulisi suojata paikallista magneettista ympäristöä

Elektronisen kompassin piirilevyarkkitehtuuri: anturi, mikrokontrolleri, teho ja liitännät

Kompassin piirilevy voi sisältää magnetometrin, mikrokontrollerin, kiihtyvyysanturin/gyroskoopin, näytön, muistin, akkupiirit ja isäntätietokoneen tietoliikenneyhteydet. I2C- tai SPI-anturilinkit ovat yleensä nopeudeltaan kohtuullisia, mutta kohinaiset teholähteet, huono maadoitus, pitkät joustavat liitännät tai näytön/taustavalon virrat voivat silti häiritä mittausympäristöä. Ohjelmointiyhteydet, keskeytyslinjat ja testipisteet tulisi siksi tarkistaa yhdessä magneettisen asettelun kanssa eikä lisätä jälkikäteen.

Myös piirilevyn koordinaatiston, magnetometrin akselien ja kotelon eteenpäin suuntautuvan suunnan on oltava samat. Tuotantopiirustusten tulee osoittaa X/Y/Z-suunta selvästi, jotta syöttölaitteen asennus, AOI ja ensimmäisen kappaleen tarkastus voivat havaita kiertyneen jalanjäljen tai osakokoonpanon ennen kalibroinnin aloittamista.

Tehon, lämpötilan ja joustavuuden ei pitäisi aiheuttaa uusia suuntavirheitä

Vakaat anturikiskot ja järkevä lämmönsijoittelu auttavat vähentämään vältettävissä olevaa vaihtelua. Säätimet, taustavalot ja radiokuormat eivät saisi aiheuttaa tarpeettomia virtasilmukoita tai lämpöä magnetometrin viereen. Asiakas voi määrittää lämpötilakompensaatioon tai käyttötilaan liittyviä vaatimuksia, kun taas tuotantotestauksessa voidaan seuloa tiedonsiirtoa, bruttooffsettiä ja muita toistuvia sähköhäiriöitä.

Jos anturi sijaitsee erillisessä taipuisassa tai taitetussa kokoonpanossa, taipuisan piirilevyn suunnittelun tuki voi olla merkityksellinen, mutta taipuisaa tai jäykkää taipuisuutta tulisi käyttää vain silloin, kun mekaaninen arkkitehtuuri sen oikeuttaa. Highleapin kokemus MCU-piirilevyjen valmistuksesta kattaa ohjainpuolen, kun taas matalan tason analogipiirien näkökohdat ovat hyödyllisiä anturin tehon ja matalan tason signaalien hallinnassa.

Kun suunta, osaluettelo, kokoonpanoprosessi ja testauslähtökohta ovat vakiintuneet, hyväksytty rakenneosa voidaan siirtää suurtuotantoon piirilevyjen kokoonpanossa ilman, että valmistuksen kontrolleja tarvitsee määritellä uudelleen erästä toiseen.

Elektroninen kompassi piirilevyjen valmistus ja piirilevyt
Tarvitsetko elektronisen kompassin piirilevyn valmistusarvioinnin?

Highleap Electronics voi tarkistaa anturien suunnan, magneettiset suojaukset, piirilevyn valmistettavuuden, komponenttien hankinnan, kokoonpanon ja suunnitellun testausprosessin ennen kuin kompassisuunnittelusi siirtyy prototyyppi-, pilotti- tai uusintatuotantoon.

Pyydä tarjous Compass-piirilevystä
Keskustele projektistasi
Aloita jo olemassa olevilla tiedostoilla. Piirilevytietoja, osaluetteloita, anturiakselitietoja, tavoitemääriä ja luonnostestausvaatimuksia voidaan tarkastella vaiheittain.

Ohjausanturin suuntaus ja magneettiset materiaalit kokoonpanon aikana

Elektroninen kompassi PCBA: Suuntaus, käsittely ja DFM-säätimet

Elektronisen kompassin tapauksessa anturin suuntaus on pikemminkin tuotannonohjaus kuin kosmeettinen kokoonpanon yksityiskohta. Magnetometri voidaan juottaa oikein ja silti tuottaa väärä suunta, jos sen X/Y/Z-akselit eivät vastaa piirilevyn, kotelon ja laiteohjelmiston koordinaatistoa. Kokoonpanopiirustuksessa tulisi siksi näyttää magnetometrin ja IMU:n suunta, laitteen eteenpäin suuntautuva suunta ja kaikki lopullisessa kokoonpanossa käytetyt mekaaniset tiedot.

DFM:n tulisi suojata hyväksyttyä magneettista ympäristöä sekä tavanomaista valmistettavuutta. Induktoreita, summereita, kaiuttimia, terässuojia, ruuveja ja muita lähellä olevia magneettisia tai ferromagneettisia osia ei saa korvata tai siirtää ilman tarkistusta. Sähköisesti vastaava komponentti voi silti muuttaa anturin havaitsemaa paikallista kenttää.

  • Lukitse hyväksytyt anturiversiot. Magnetometrin ja IMU:n versiot voivat muuttaa rekisterikarttoja, kalibrointikäyttäytymistä tai laiteohjelmiston ajureita, vaikka kotelon koko olisi yhteensopiva.
  • Hallitse käsittelyä ja mekaanista rasitusta. Reflow-sulatus, puhdistus, paneelien poisto, piirilevyn taivutus ja kokoonpanon jälkeiset kiinnikkeet tulee suorittaa julkaistun prosessin mukaisesti, jotta MEMS-paketti ja anturipiirilevy eivät vääntyisi tai rasituisi.
  • Tee suuntautumisesta näkyvää tuotannossa. Syöttölaitteen asetusten, AOI-kriteerien ja ensimmäisen artikkelin tietueiden tulisi viitata samaan akselimääritelmään, jota laiteohjelmisto ja kalibrointi käyttävät.

Highleap Electronics voi yhdistää anturipiirilevyjen kokoonpanon kohdennettuun yleisten piirilevyjen DFM-ongelmien tarkasteluun lisäämällä kompassikohtaisia ​​tarkistuksia anturiakseleille, magneettisille esteille, hyväksytyille lähellä oleville komponenteille ja ensimmäisen artikkelin suunnalle ennen kuin kokoonpano siirtyy toistuvaan tuotantoon.

Tee kalibroinnista ja suuntatestauksesta tuotantovalmiita

Kompassin kalibrointi, toiminnallinen testaus ja jäljitettävyys

Tuotantotestauksen tulisi noudattaa julkaistua järjestystä sen sijaan, että yritettäisiin luoda koko kehitysprosessi uudelleen jokaiselle yksikölle. Käytännöllinen työnkulku voi varmistaa digitaalisen tiedonsiirron ja raaka-akselivasteen, soveltaa asiakkaan määrittämää kalibrointirutiinia ja sitten varmistaa suunnan tuotoksen tunnetuissa suunnissa. Kallistuskompensoiduissa tuotteissa voidaan lisätä edustavia kallistus- ja kallistusasentoja tarvittaessa.

Merkityksellisin suuntatarkistus suoritetaan yleensä lopullisessa mekaanisessa tilassa, koska kotelo, akku, kaiutin, kaapelit ja lähellä oleva metalli voivat muuttaa magneettikenttää. Jos radiot, näytöt, taustavalot tai muut suurvirtakuormat voivat aiheuttaa häiriöitä, hyväksytyn testin tulisi sisältää nämä toimintatilat sen sijaan, että kompassia tarkistettaisiin vain tyhjäkäynnillä.

  • Määrittele yksi tuotantoviite. OEM-valmistajan tulee määrittää kiinnitin tai referenssikenttä, pyörimisjärjestys, laiteohjelmistoversio, kallistusehdot ja hyväksymis-/hylkäysrajat.
  • Pidä kalibrointitiedot jäljitettävinä. Yksikkökohtaisten kertoimien, sarjanumeroiden ja ohjelmoitujen varianttien tulee pysyä täsmällisinä koko ohjelmoinnin ja testin ajan.
  • Hallitse testiympäristöä. Kiinnitysmateriaalien, lähellä olevien teräsrakenteiden, sähkölaitteiden ja kaapelien reitityksen tulee olla yhdenmukaisia ​​virheellisten suuntausvirheiden välttämiseksi.

Highleap voi toteuttaa asiakkaan julkaiseman kalibrointi- ja toimintatestausmenetelmän, kun kiinnityslaite ja hyväksymiskriteerit soveltuvat valmistukseen. Kun prosessi on vakiintunut prototyyppi- ja pilottikokoonpanoissa, hyväksytty ohjelmointi-, tarkastus- ja testausprosessi voidaan siirtää suurten volyymien piirilevykokoonpanoon ilman, että hyväksymismenetelmää tarvitsee määritellä uudelleen erästä toiseen.

Katsauksen aloittamiseen ei tarvita täydellistä tuotantopakettia. Saatavilla olevat piirilevytiedostot, osaluettelo, anturiakselin tiedot, tavoitemäärät ja luonnoskalibrointi- tai toimintatestausmenettelystä riittävät, jotta Highleap Electronics voi tunnistaa seuraavan kokoonpanon, DFM:n ja testausvaatimukset.

Pyydä elektronisen kompassin piirilevyn tarkastusta

Viimeinen millimetri voi muuttaa suuntaa

Ennen massatuotantoa laitevalmistajan tulisi määrittää anturin suunta, magneettien loitolla pitämisen oletukset, akun ja kaiuttimen sijainnit, kiinnitysmateriaalit, kaapelireitit, laiteohjelmiston/kalibroinnin versio sekä kiinnitys- tai pyöritysmenetelmä, jota käytetään suuntaussuorituskyvyn arvioimiseen. Nämä yksityiskohdat on helppo unohtaa, koska monet niistä ovat pikemminkin mekaanisia kuin kaaviomaisia.

Highleap voi käyttää prototyyppipiirilevyjä kokoonpanon suunnan, sijoittelutarkkuuden ja julkaistun kalibrointityönkulun tarkistamiseen ja siirtää nämä säädöt sitten erätuotantoon. Jos korvaava komponentti, kotelon osa tai kaapeli muuttaa paikallista kenttää, oikea vastaus on tekninen tarkastus – ei oletus siitä, että magnetometri "kalibroi sen pois".

Elektroniselle kompassille millimetrin liike voi olla tärkeämpi kuin yksi markkinointilause piirilevyn laadusta. Tehtaan tehtävänä on pitää hyväksytty geometria, materiaalit ja prosessi riittävän vakaina, jotta asiakkaan kalibrointimalli kuvaa edelleen toimitettavaa tuotetta.

hae-pikatarjous

suositeltava Viestejä

Miten saada tarjous piirilevyistä

Suoritetaan DFM/DFA-analyysi puolestasi ja lähetetään sinulle raportti. Voit ladata tiedostosi turvallisesti verkkosivustomme kautta. Tarvitsemme seuraavat tiedot voidaksemme antaa sinulle tarjouksen:

    • Gerber, ODB++ tai .pcb, sp.
    • Tuoteluettelo, jos tarvitset kokoonpanoa
    • Määrä
    • Käännä aika
Piirilevyjen valmistuksen lisäksi tarjoamme kattavan valikoiman elektroniikkapalveluita, kuten piirilevysuunnittelua, piirilevyasennusta ja kokonaisratkaisuja. Tarvitsetpa apua prototyyppien valmistuksessa, suunnittelun varmentamisessa, komponenttien hankinnassa tai massatuotannossa, tarjoamme kokonaisvaltaista tukea projektisi onnistumisen varmistamiseksi.

Piirilevypalveluita varten toimitathan osaluettelosi (BOM) ja mahdolliset erityiset kokoonpano-ohjeet. Tarjoamme myös DFM/DFA-analyysin suunnitelmiesi valmistettavuuden ja kokoonpanon optimoimiseksi varmistaen sujuvan tuotantoprosessin.






    Pikahuomautus: Tiimimme lähettää sinulle sähköpostia pian lähettämisen jälkeen. Jotta saat varmasti vastauksemme, suosittelemme roskapostikansion tarkistaminen jos et näe viestiämme sähköpostissasi.