原型板设计需要考虑哪些问题

描述

原型板,也叫ProtoType板,名字上看是用来验证你产品的原型的,基本上都是围绕某一颗器件的核心功能搭配尽可能多的外设做成的板子,用户可以直接买来在上面做各种验证、测试其性能等。

原型板的使用,在方案设计之初非常重要,你投入的是购买一个板卡的费用,但能够确定这个器件是不是符合你的产品设计需要,能压榨到什么程度。

我们有时也会称之为开发板、评估板等。

下面的这款我相信很多用户都非常熟悉了,ST的每一个MCU系列都会有这么一个板子,让用户在自己画板子之前可以通过这个原型板先体验其性能,尝试各种可能性的应用。

开发板

除了原厂提供的一些原型板,还有不少板卡设计厂商设计了各种原型板,比如现年这款由SparkFun设计的ProtoSnap板。

开发板

在这个板子上除了一些常用的外设,还放置了一些自己可以任意发挥的焊接点,给用户更多的灵活性。

看形状是否也很有创意?

还有下面的这款LiliPad ProtoSnap Plus板,除了板子的颜色与众不同之外,板上的重要信号走线也非常有个性。

让用户觉得硬件学习也可以很“艺术”,可以很“美”,当然,这样设计的主要目的还是为了让用户使用起来更加直观。

开发板

所以,电路板的设计也已经不只是实现其功能,还要加入更多“审美”的元素。

下面的这个板子,使用着几乎可以不用再看其它的文档了 - 主要的使用说明都已经通过PCB的丝印印刷在电路板上了。

只是,这信息也太多了,我是受不了。。。。虽然使用起来会比较方便。

开发板

下面的这个基于ESP32无线模组的原型板更有创意,它可以掰开成10个不同的模块,你可以将每一个模组掰下来单独使用。

开发板

模块之间有信号线做了连接,如果不掰下来,它们是通过这些信号线互相连接的。

开发板

板子的底部丝印也很详细。

开发板

这是Hackster.io上推荐的一款新的原型板(虽然ESP32并不新了),在Github上也有这个板子所有的设计文件 - 开源的,PCB板上用KiCad5绘制的。

瞧,下面的图片就是我用KiCad5打开的该板的PCB文件,如果我愿意,可以直接发出去制板。

开发板

看一下3D的效果

开发板

几乎所有的器件封装都有搭配好的3D模型,从这个开源的设计文件包里我们可以直接借用很多现成的东西:

设计并验证好的原理图

原理图的符号、元器件的封装/3D模型 - 可以导入到自己的库中未来的项目中使用

PCB设计板图

这正是使用开源免费工具KiCad的好处,在网上几乎可以找到用任何元器件做的硬件设计的参考资源。

其实硬禾学堂的几款原型板也在尝试尽可能 - 不止是原型板/开发板,比如我们的STM32 DIY示波器板子:

开发板

还为此专门设计了亚克力的外壳,方便使用。

开发板

作为硬件工程师,设计一款好的原型板不仅要考虑到“电路”设计的正确性 - 实现设定的所有功能、达到器件标称的性能,更重要的是要考虑到用户的使用体验,是否能够凭着直觉就把这个板子用好,是否还有其它我们想像不到的应用?是否在使用的过程中有更好的体验?等等。

设计,本身也是一门艺术。

祝大家节日快乐!

原文标题:一个“美”、“好”的原型板应该如何设计?

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审核编辑:汤梓红

 

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