Разработка печатных плат для носимых сканеров штрихкодов и производство печатных плат.

Начните с модуля сканирования, а не с печатной платы.

Современные кольцевые сканеры для корпоративного использования демонстрируют подход с интегрированным модулем: компактное носимое устройство может объединять усовершенствованный модуль сканирования 1D/2D с Bluetooth и съемным аккумулятором в прочном корпусе. Это не означает, что каждый сканер должен копировать один и тот же модуль или набор функций. Это означает, что основная печатная плата может быть разработана на основе известной подсистемы обработки изображений, вместо того чтобы воссоздавать оптическую схему.

В большинстве случаев при составлении коммерческих предложений на печатные платы, архитектура на основе модулей должна точно указывать сканирующий модуль, разъем или интерфейс пайки, базовую точку крепления, профиль тока и шину связи. Сборщик не должен предполагать механические допуски или пытаться заменить модуль сканирования на «аналогичный», поскольку модуль сканирования является частью характеристик изделия.

Какие изменения вносит механизм сканирования в материнскую плату?

Один из полезных принципов проектирования для технологичности производства (DFM) — защита разъема сканирующего модуля и механической базовой точки от изменений «небольших» размеров. Перемещение разъема для удобства трассировки может сместить оптическую ось относительно окна корпуса. При этом печатная плата может пройти электрический контроль, но готовое устройство будет плохо сканироваться.

Надежность спускового механизма — это проблема производства.

Схема запуска электрически проще по сравнению со сканирующим модулем, но она может быть одной из наиболее часто используемых частей в носимом устройстве для складских помещений. Устройство, надеваемое на палец или перчатку, может активироваться тысячи раз за смену. Конструкция должна предотвращать передачу усилия привода на хрупкие паяные соединения или тонкие гибкие участки.

В производственной документации должны быть указаны порядок сборки триггера, место установки разъема, момент затяжки крепежных элементов (если применимо) и ожидаемые испытания электрического срабатывания. Если триггер расположен на заменяемом узле, то интерфейс между этим узлом и основной печатной платой становится границей надежности, которую следует проверить перед окончательным изготовлением корпуса.

Функции Power Burst и Bluetooth объединены в одном небольшом носимом устройстве.

Освещение и наведение могут создавать кратковременные пики тока. Bluetooth-модуль может передавать данные одновременно с обработкой результатов сканирования микроконтроллером и активной тактильной обратной связью. Распределение энергии следует оценивать с учетом этих комбинированных событий. Сменная батарея, внутренний литий-ионный элемент или проводное питание могут создавать различные переходные процессы и требования к разъемам.

Антенна также работает в непосредственной близости от пальцев пользователя, батареи и корпуса триггера. Радиочастотные характеристики должны быть проверены на собранном носимом устройстве, а не только на отладочной плате. В серийном варианте упаковки должны быть зафиксированы параметры, исключающие контакт антенны с устройством, согласующая сеть, геометрия близлежащего заземления и любые проводящие механические детали, относящиеся к утвержденной конструкции.

Надежность обеспечивается за счет стека ассемблерных сборок.

Сканеры для складов и логистики могут обнаруживать падения, вибрацию, пот, пыль, хранение в холодильных камерах и многократную замену батарей. Защитное покрытие не является универсальным решением. Корпус, уплотнения, конструкция кнопок, фиксатор батареи, механизм срабатывания и фиксация разъема обычно имеют большее значение, чем само покрытие. Если используется покрытие, может потребоваться маскировка оптических отверстий сканирующего модуля, радиочастотных контактов, контактов зарядки и механических разъемов.

Гибкие печатные платы могут помочь переместить компоненты триггера или обратной связи в эргономичное положение, но зона изгиба не должна проходить через паяные соединения или жесткие компоненты, если это специально не предусмотрено конструкцией. При разработке носимого сканера на этапе NPI следует предусмотреть корпус и крепление для него, чтобы производитель мог видеть, где печатная плата подвергается нагрузке во время сборки и использования.

При производственном тестировании следует использовать реальные условия сканирования.

Заводская проверка должна выходить за рамки проверки работоспособности модуля. Функциональный тест, определяемый заказчиком, может проверять включение питания, связь со сканером, работу триггера, захват репрезентативного 1D/2D кода, сопряжение по Bluetooth/связь с хостом, выходные данные обратной связи и поведение батареи/зарядки. Точное расстояние тестирования и набор штрихкодов должны быть выбраны производителем оборудования таким образом, чтобы производственные проверки соответствовали требованиям к продукту.

Полная оптическая чувствительность при любом качестве штрихкода, диапазоне, ориентации и условиях окружающего освещения — это проверка качества продукции, а не простое тестирование печатной платы. Заводу необходим быстрый экран, который выявляет неправильные двигатели, заблокированные окна, неисправности разъемов и ошибки сборки, не превращая каждый экземпляр в полноценную квалификационную проверку.

Стоимость обычно определяется модулем и сборкой.

Стоимость сканирующего модуля, батареи и надежных механических узлов может превышать стоимость самой печатной платы. Плотность шага выводов может быть невысокой, если модульный модуль и Bluetooth являются модульными. Это означает, что снижение стоимости часто достигается за счет консолидации разъемов, удобной для сборки конструкции триггера, общих значений пассивных компонентов, стабильного источника питания модуля и более быстрого функционального тестирования, а не за счет принудительного уменьшения количества слоев на печатной плате любой ценой.

Если сканер выпускается в региональных или специфичных для конкретного устройства версиях, следует заранее разделить спецификацию материалов и варианты прошивки. Смешивание различных модификаций сканирующего модуля, вариантов батарей или конфигураций радиосвязи под одной неофициальной этикеткой «один и тот же продукт» затрудняет контроль качества и тестирования при больших объемах производства.

Входные данные запроса коммерческого предложения для носимого сканера штрих-кодов

Предоставьте файлы Gerber/ODB++, чертеж изготовления и схему расположения компонентов, спецификацию материалов, данные о размещении, номер детали сканирующего модуля и механический интерфейс, чертежи триггера, информацию о батарее, информацию о допустимом расстоянии до антенны, файлы программирования, набор/процедуру тестового штрихкода и их количество. Если окончательная сборка включает корпус триггера или носимое крепление, укажите стоимость этих этапов отдельно от стоимости самой печатной платы.

Компания Highleap Electronics может рассчитать стоимость изготовления печатных плат, закупки компонентов, сборки печатных плат, производства прототипов/пилотных образцов и функционального тестирования по заданным заказчиком параметрам, исходя из реальной архитектуры. Цель состоит в том, чтобы получить производственную смету, основанную на модуле сканера и механических интерфейсах, а не на общей стоимости квадратного сантиметра печатной платы.

Как выбрать поставщика печатных плат для носимого сканера штрихкодов

Поставщик, хорошо разбирающийся в этом продукте, должен запросить номер детали сканирующего модуля, прежде чем обсуждать количество слоев. Он также должен поинтересоваться способом крепления модуля, способом соединения триггера с печатной платой, используемым интерфейсом хоста и расположением антенны рядом с рукой. Эти вопросы позволят определить, основано ли коммерческое предложение на реальном сканере или на типовом носимом устройстве.

При выборе поставщика ищите процесс, который обеспечивает контроль утвержденных номеров деталей (MPN) для сканирующего модуля и компонентов, связанных с триггером. При сборке ищите план, учитывающий выравнивание модуля, фиксацию разъемов, обработку гибких соединений и контакты батареи/зарядки. При тестировании ищите повторяемую сквозную проверку сканирования, а не только связь по шине с модулем.

Переход от прототипа к серийному производству имеет важное значение, поскольку триггер, сканирующий модуль, радиомодуль и механическое крепление взаимодействуют. Завод, который меняет приспособления, способы крепления или дорабатывает компоненты между мелкими и крупными партиями, может создать новые проблемы после того, как продукт считался стабильным.

Таким образом, запрос на коммерческое предложение Highleap должен включать в себя движок, файлы Gerber, спецификацию материалов, чертеж триггера и определение сканирующего теста одновременно. Такой пакет позволяет оценить стоимость работ по изготовлению печатных плат и сборке печатных плат как единый производственный проект, а не рассматривать наиболее важную подсистему как отдельную позицию в списке необходимых компонентов.