“Thiết kế hiện đại yêu cầu công cụ hiện đại”: Nền tảng thiết kế PCB sử dụng AR để thiết kế và gỡ lỗi

verifyAR cung cấp cho các kỹ sư một phương pháp mới mang tính cách mạng để tương tác với PCB bằng cách sử dụng sức mạnh của thực tế tăng cường.

Một nền tảng thiết kế được cập nhật, InspectorAR , cung cấp cho các kỹ sư một phương pháp mới mang tính cách mạng để tương tác với PCB bằng cách sử dụng sức mạnh của thực tế tăng cường.

Công cụ này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến thiết kế PCB? Và làm thế nào nó có thể thay đổi cách chúng ta tạo ra sản phẩm trong tương lai?

Thanh tra là gì?

verifyAR là một nền tảng thực tế tăng cường chồng các rãnh PCB lên PCB hiện có và hiển thị thông tin liên quan đến vị trí và giá trị của thành phần.

verifyAR là kết quả của việc kết hợp hai chương trình phát triển riêng biệt: DebuggAR, mang công nghệ AR đến điện thoại di động và InspectorAR, chuyên phục vụ cho các hệ thống máy tính, bao gồm cả Linux và Mac.

Hệ thống mới, sử dụng tên checksAR, độc lập với nền tảng, giúp nó có thể sử dụng được trên nhiều thiết bị bao gồm máy tính để bàn Windows, MacOS, thiết bị Android và trên Apple TestFlight. 

Phần mềm đọc thông tin Gerber, một trong những loại tệp tiêu chuẩn công nghiệp phổ biến nhất và tương thích với một loạt các bộ thiết kế điện tử, bao gồm Eagle và KiCad.

Việc đặt chồng các bản nhạc PCB lên hình ảnh của PCB không phải là hiếm, nhưng InspectorAR thực hiện điều này trong thời gian thực. Lớp phủ trên bảng theo dõi khi bảng được di chuyển và xoay, thậm chí hiển thị các dấu vết bên dưới nếu bảng được lật.

Có gì mới kể từ khi DebuggAR?

Trước đây, chúng tôi đã thảo luận về một lần lặp lại trước đó của InspectorAR, DebuggAR, khi ứng dụng lần đầu tiên bước vào phiên bản Beta . Ứng dụng hiện có sẵn cho các nhà thiết kế đang làm việc trên khắp thế giới. 

“Chúng tôi đã cải thiện đáng kể ứng dụng — cả về mặt kỹ thuật lẫn giao diện người dùng và trải nghiệm,” Giám đốc điều hành của Thanh tra, Mihir Shah, giải thích. 

Ngoài khả năng tương thích với điện thoại thông minh và máy tính để bàn, InspectorAR hiện chấp nhận nhiều loại đầu vào sản xuất hơn, bao gồm IPC2581b và Gerber X2. Ứng dụng được cập nhật cũng cho phép các lớp phủ tùy chỉnh cho các hướng dẫn công việc.

Các nhà phát triển có thể thử kiểm traAR từ hai gói riêng biệt: một phiên bản miễn phí, có sẵn công khai và một "chương trình thử nghiệm" cho toàn bộ tổ chức.

Phiên bản miễn phí cho phép người dùng đơn lẻ truy cập vào thiết bị di động với các bảng “được tài trợ” được tải sẵn từ các nhà phân phối nổi tiếng như Arduino, Digi-Key, Crowd Supply và GroupGets. 

Ứng dụng hiện cung cấp các bảng được tải sẵn. Ảnh chụp màn hình được sử dụng với sự hỗ trợ của verifyAR

 

Shah đảm bảo rằng “Ngay cả khi người dùng không có bảng, họ có thể hướng máy ảnh di động của mình vào ảnh của một trong các bảng trên máy tính của họ và cảm nhận về công cụ này”.

Shah tin rằng nền tảng sẽ mở rộng theo cách mà nếu các nhà thiết kế gặp “vấn đề với bo mạch hoặc vi mạch từ nhà phân phối bán dẫn, OEM hoặc linh kiện lớn, họ sẽ có thể liên hệ ngay với [nhà phân phối đó] và nhờ họ xem và trải nghiệm chính xác những gì bạn đang trải qua ”. 

Chương trình thí điểm hiện yêu cầu phí một lần và cho phép các tổ chức thử nghiệm thanh tra. Gói này hỗ trợ người dùng không giới hạn, không giới hạn thiết bị và không giới hạn dự án.

Được thiết kế để gỡ lỗi đơn giản hơn

Đối với các nhà thiết kế đang cố gắng gỡ lỗi một mạch, Kiểm tra mục đích cung cấp một cách để tránh chuyển đổi giữa chế độ xem sơ đồ, chế độ xem PCB và sau đó là thiết bị vật lý. 

Thay vào đó, họ có thể nhìn vào thiết bị vật lý và xem vị trí phủ của tất cả các dấu vết, loại thành phần và giá trị. Việc tăng cường này cũng giúp tìm ra các dấu vết có thể không nhìn thấy một phần do lựa chọn màu mặt nạ hàn (ví dụ mặt nạ hàn đen).

Một vấn đề phổ biến trong sản xuất thiết bị điện tử là một số thành phần yêu cầu hàn tay, ví dụ, khi các nhà thiết kế phát hiện ra không thể điều chỉnh lại hoặc yêu cầu các bộ phận xuyên lỗ. 

Các nhà thiết kế có thể chọn trên một thành phần, tạo lớp phủ liên quan của nó và tìm thông tin bộ phận có liên quan. Ảnh chụp màn hình được sử dụng với sự hỗ trợ của verifyAR

 

Trong những tình huống này, những sai lầm tốn kém có thể xảy ra trên dây chuyền sản xuất. Một số bộ phận có thể quá khó để khử hàn và việc cứu bảng mạch mất quá nhiều thời gian. 

Những lỗi này xảy ra do định hướng của một thành phần không rõ ràng hoặc thành phần sai được hàn vào. Kiểm traAR cho phép công nhân dây chuyền sản xuất nhìn thấy bảng tăng cường trên thiết bị vật lý, hiển thị hướng chính xác của các thành phần cũng như giá trị của chúng. 

Điều này có thể làm giảm đáng kể số lượng lỗi, tăng tốc độ sản xuất bo mạch và loại bỏ nhu cầu đào tạo sản phẩm cụ thể.

Tài nguyên cho Thiết kế PCB 

Sử dụng nâng cấp để chồng các tệp Gerber lên một thiết bị vật lý có nghĩa là các nhà thiết kế sẽ không cần id thành phần hoặc lớp lụa.

Điều này không chỉ tiết kiệm chi phí (giả sử rằng lớp được bỏ qua trong quá trình chế tạo) mà còn giúp che khuất và bảo vệ các thiết kế PCB. 

verifyAR cũng được cho là cho phép các thiết kế PCB phức tạp và nhỏ gọn hơn.

Trong khi các nguyên mẫu sẽ vẫn cần các chân tiếp xúc cho các kết nối nối tiếp và lập trình, PCB không cần các dấu vết khoảng cách rộng với các màu mặt nạ cụ thể hiển thị rõ ràng các dấu vết ở đâu vì chúng được xếp chồng lên thiết kế.

Khi người dùng di chuyển bảng, lớp phủ sẽ theo dõi chính xác. Người dùng có thể lật bảng và ứng dụng sẽ hiển thị tất cả các lưới, thành phần và lớp thông qua màn hình của người dùng.

Sau đó, các nhà thiết kế có thể nhấp vào bất kỳ thành phần nào và ứng dụng sẽ lập tức ánh xạ vào phần đó, cung cấp thông tin như sơ đồ chân và bảng dữ liệu được cung cấp trực tiếp từ Digi-Key và Mouser.

verifyAR cho phép các nhà thiết kế chọn các thành phần và xem các biểu dữ liệu cho các thành phần đó. Ảnh chụp màn hình được sử dụng với sự hỗ trợ của verifyAR

 

Sau đó, người dùng có thể theo dõi vị trí của chân cắm hoặc nơi tín hiệu di chuyển khắp bảng để đơn giản hóa việc kiểm tra.

“Thuật toán tìm kiếm mà chúng tôi đã thiết kế rất mạnh mẽ,” Shah cho biết thêm. "Nó kết nối trực tiếp với hóa đơn tài liệu mà bạn tải lên."

(Hầu như) Đưa các nhóm từ xa vào phòng thí nghiệm

Khi các mạch điện gặp sự cố, có thể hữu ích nếu đưa thêm các kỹ sư khác vào công việc. Tuy nhiên, quá trình tranh thủ các kỹ sư khác, đặc biệt là các kỹ sư từ xa, cũng có thể không thực tế và tốn kém. 

“Trước đây, bạn có thể chụp ảnh bảng, viết một số ghi chú và hy vọng kỹ sư kia hiểu,” Shah kể lại.

"Nhưng họ có thể sẽ không vì bảng rất phức tạp và thường chỉ có một hoặc hai người quen thuộc với nó."

Công nghệ của InspectorAR cho phép một nhà thiết kế ở nửa vòng trái đất xem bảng trong thời gian thực trong khi nhìn thấy lớp phủ của các bài hát, thành phần và giá trị. 

Shah nhận xét, "verifyAR cung cấp ống kính thực đầu tiên vào bàn làm việc của EE."

verifyAR khẳng định rằng nền tảng của nó hỗ trợ mọi bước của quá trình tạo mẫu phần cứng. Hình ảnh được sử dụng với sự hỗ trợ của thanh tra

 

Nền tảng giao tiếp này có thể tiết kiệm chi phí lớn cho các nhóm thiết kế vì nó có thể mở rộng thị trường cho các nhà thầu và giúp họ tìm ra giải pháp nhanh chóng hơn.

Shah chia sẻ một giai thoại trong đó công cụ này, một nền tảng "kỹ thuật từ xa", có thể đặc biệt hữu ích: 

“Giả sử tôi đang gỡ lỗi bảng của mình lúc 2 giờ sáng trong phòng thí nghiệm và tôi không thể tìm ra điều gì đó. Tôi là người duy nhất còn lại ở đó. Với verifyAR, bạn nhấp vào một nút và ngay lập tức bạn sẽ được chia sẻ màn hình với một EE khác, người có thể giúp bạn điều gì đó. Họ thấy chính xác những gì bạn đang thấy trong thời gian thực. "

Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo?

Trong vài tháng tới, công ty sẽ cho phép người dùng nâng cấp lên gói “chuyên nghiệp” cao cấp, cung cấp cho người dùng các dự án PCB không giới hạn, tích hợp tùy chỉnh và các dự án chia sẻ, cùng các tính năng khác.

Một tính năng quan trọng khác trong quá trình phát triển là “lệnh công việc”, hoặc khả năng xây dựng các quy trình và hướng dẫn kiểm tra của riêng bạn về một bảng và gửi chúng cho người khác. 

Shah khẳng định rằng tính năng này sẽ “thay đổi cách các kỹ sư điện hành xử và cộng tác trong phòng thí nghiệm”.

Phần kết luận

Mặc dù các kỹ sư có thể (và có) gỡ lỗi và thiết kế bảng mạch mà không cần bất kỳ công nghệ AR nào, nhóm thanh tra củaAR cảm thấy nền tảng mới này sẽ giúp các kỹ sư phát triển các hệ thống phức tạp hơn với tốc độ nhanh hơn. 

Shah nói: “Công việc thiết kế và kỹ thuật hiện đại đòi hỏi những công cụ hiện đại.

Ví dụ về lớp phủ bằng cách sử dụng verifyAR. Ảnh chụp màn hình được sử dụng với sự hỗ trợ của verifyAR

 

Bởi vì verifyAR phủ trực tiếp mọi khía cạnh của thiết kế lên bo mạch, nền tảng này cho phép các tương tác trực quan hơn với PCB.

Các kỹ sư có thể sử dụng công cụ này để kiểm tra, lắp ráp, gỡ lỗi, làm lại và hướng dẫn tại một nơi. Đáng chú ý, checksAR không thay thế bất kỳ công cụ hoặc quy trình thiết kế hiện tại nào. 

“InspectorAR cho phép [các kỹ sư] tiếp tục làm công việc mà họ yêu thích, nhưng cho phép công việc được thực hiện một cách cộng tác hơn với tốc độ cao hơn và dễ dàng lập tài liệu.”