物聯(lián)網(wǎng)硬件開(kāi)發(fā)有關(guān)PCB設計的注意事項

2020-03-24

如果你正在從事物聯(lián)網(wǎng)硬件開(kāi)發(fā)，那么正確選擇組件至關(guān)重要，這就涉及到專(zhuān)業(yè)PCB設計知識。在物聯(lián)網(wǎng)硬件開(kāi)發(fā)中，有許多注意事項，因為物聯(lián)網(wǎng)硬件開(kāi)發(fā)生態(tài)系統不同于典型的電子產(chǎn)品。

什么是物聯(lián)網(wǎng)硬件？

物聯(lián)網(wǎng)就是物與物通因特網(wǎng)進(jìn)行連接的互聯(lián)網(wǎng)。這意味著(zhù)用戶(hù)可以通過(guò)鏈接到互聯(lián)網(wǎng)的應用程序遠程控制此類(lèi)設備。例如，在移動(dòng)設備上獲得冰箱的內部視圖并能夠立即創(chuàng )建購物清單。

智能冰箱和電視只是物聯(lián)網(wǎng)的一小部分。將常規設備連接到Internet的概念已在各個(gè)行業(yè)中產(chǎn)生了影響。通過(guò)在農場(chǎng)的廣闊區域中互連多個(gè)傳感器來(lái)開(kāi)發(fā)智能農業(yè)系統。工業(yè)革命4.0是IoT在制造技術(shù)方面的擴展。

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)改變互連的架構，硬件開(kāi)發(fā)經(jīng)歷了微妙而集中的變化。云連接性，遙感和能效是物聯(lián)網(wǎng)設備的共同特征，而領(lǐng)先制造商推出的新系列電子組件反映了這些特征。

物聯(lián)網(wǎng)硬件的常見(jiàn)類(lèi)型

當你進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)硬件開(kāi)發(fā)時(shí)，你需要開(kāi)始熟悉這些物聯(lián)網(wǎng)硬件。

1.傳感器

當你查看IoT的整體圖時(shí)，這全都與收集數據以促進(jìn)操作有關(guān)。這意味著(zhù)你需要開(kāi)始熟悉各種類(lèi)型的傳感器。這些傳感器通常用于物聯(lián)網(wǎng)設備：

溫度傳感器

壓力傳感器

相機

RFID標簽

濕度傳感器。

紅外傳感器。

2.無(wú)線(xiàn)連接

物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)生態(tài)系統，在該生態(tài)系統中，傳感器節點(diǎn)通過(guò)集中式控制器合并的數據相互通信，而不是訪(fǎng)問(wèn)啟用了Internet的應用程序。換句話(huà)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)連接在將各種物聯(lián)網(wǎng)部分整合在一起中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色。Zigbee是用于集成IoT家用設備的流行協(xié)議。

物聯(lián)網(wǎng)硬件開(kāi)發(fā)用于內部連接的常見(jiàn)無(wú)線(xiàn)收發(fā)器是：藍牙、Zigbee、Z-Wave、LoRa、WIFI、NFC等

要啟用互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)，你將使用以下收發(fā)器：GSM / LTE、WIFI。

3.電源管理

如果你正在使用電池供電的物聯(lián)網(wǎng)硬件，則需要在設計時(shí)充分考慮電源效率。這意味著(zhù)選擇電源管理 IC或使用靜態(tài)電流非常低的穩壓器。在物聯(lián)網(wǎng)設計中，節省的每uA可能會(huì )大大延長(cháng)設備的電池壽命。

物聯(lián)網(wǎng)硬件PCB設計注意事項

物聯(lián)網(wǎng)硬件PCB設計的成功不僅僅在于選擇合適的物聯(lián)網(wǎng)組件。困難的部分是將所有組件整合在一起以創(chuàng )建功能性的物聯(lián)網(wǎng)設備。這意味著(zhù)對常規設計方法采取不同的方法。

首先，你會(huì )希望處理較小尺寸的組件。物聯(lián)網(wǎng)設備（例如智能可穿戴設備）的尺寸通常受到限制。在布線(xiàn)區域有限的情況下，你需要考慮使用多層PCB，并對EMI實(shí)踐進(jìn)行更嚴格的限制。需要保護傳感器的信號完整性，使其免受噪聲跡線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)信號的影響。物聯(lián)網(wǎng)組件的占地面積可能較小。

你還將處理諸如PCB等新材料。物聯(lián)網(wǎng)的出現使柔性PCB成為剛性PCB的流行替代品。柔性PCB設計需要考慮材料的機械結構，這會(huì )影響組件的放置。彎曲的走線(xiàn)和切入的多邊形有助于減輕柔性PCB上的應力點(diǎn)。

如前所述，電源管理對于延長(cháng)為物聯(lián)網(wǎng)設備供電的電池的使用壽命至關(guān)重要。除了選擇正確的電源管理IC外，你還需要確保設計的每個(gè)模塊都在分配的電源預算之內。

無(wú)論是為柔性PCB配置堆棧還是執行EMI規則，都需要專(zhuān)業(yè)的PCB設計工程師來(lái)完成。上海韜放電子提供專(zhuān)業(yè)的PCB設計服務(wù)，如果您有這方面的需求，請與我們聯(lián)系。