پروژه های اینترنت اشیا

طراحی PCB برای پروژه های اینترنت اشیا

مقدمه

بسیاری از پروژه های اینترنت اشیا در فرکانس های بسیار بالا کار می کنند و رشد گسترده پروژه های اینترنت اشیا مصرف کننده طیف RF را شلوغ کرده است. که منجر به تداخل ناخواسته و مسائل ایمنی شده است. طراحی PCB اینترنت اشیا برای ایمنی کاربر بسیار مهم است. طراح PCB باید محافظ برای دستگاه های حساس برای کاهش خطرات EMI قرار دهد.

اینترنت اشیا (IoT) شبکه ای از اشیا هوشمند است که داده ها را به صورت real time از طریق اینترنت یا هر شبکه ارتباطی دیگری جمع آوری و به اشتراک می گذارد. این دستگاه‌ های هوشمند شامل حسگر هایی برای جمع‌ آوری داده‌ ها و نرم‌ افزار می باشد. همچنین از فناوری مرتبط برای پردازش داده‌ های به‌ دست‌ آمده استفاده می کند.

کاربردهای  (IoT)  طیف وسیعی از لوازم الکترونیکی مصرفی مانند گوشی‌ های هوشمند و گجت های پوشیدنی‌ ، تا اینترنت اشیاء صنعتی (IIoT) مانند تولید، تجهیزات نظارت بر مراقبت‌ های بهداشتی و غیره را پوشش می‌ دهند. توانایی اتصال سنسور های هوشمند به تجهیزات الکترونیکی سنتی فرصت‌ های مختلفی را در زمینه‌ های کشاورزی ، زیست پزشکی و خودرو باز کرده است.  حسگر ها داده‌ ها را جمع آوری می‌ کنند و از راه دور کنترل می‌ شوند. که کارایی و بازده محصول اینترنت اشیا را تا حد زیادی بهبود می‌ بخشد.

با افزایش تقاضا برای دسترسی به فناوری های جدید اینترنت، برنامه های کاربردی اینترنت اشیا در حال حاضر بر طراحی، ساخت و فرآیندهای ساخت PCB ها برای بهینه سازی تأثیر می گذارند.

درک الزامات مدار داخلی برای فاکتورهای مختلف محصولات اینترنت اشیا مهم است. PCBهای Flex  و PCBهای اتصال با چگالی بالا (HDI) بهترین انتخاب ها در این کاربرد ها هستند. آنها نیازهای وسیعی را در اندازه برد های کوچک برآورده می کنند.

ما برخی از الزامات طراحی PCB برای پروژه های اینترنت اشیا را مورد بحث قرار خواهیم داد

اینترنت اشیا

  • ابعاد برد حیاتی ترین نیاز برای هر محصول اینترنت اشیا است. محدودیت‌ های فیزیکی مانند انعطاف‌ پذیری و اندازه باید در طول طراحی PCB اینترنت اشیا مورد توجه قرار گیرد.
  • از آنجایی که محصولات IoT همیشه از طریق یک شبکه ارتباطی متصل می شوند. طراحی باتری مرتبط با توجه به مصرف انرژی نیاز به بهینه سازی بالایی دارد.
  • دستگاه های اینترنت اشیا به صورت یکپارچه داده ها را از طریق اینترنت تبادل می کنند. این اطلاعات کاربر باید محافظت شود و طراحی باید الزامات امنیتی را برآورده کند تا این حفاظت را تسهیل کند.
  • با افزایش وابستگی به دستگاه های IoT، استانداردهای رسمی نیز الزام پیدا می کند تا اعتماد مصرف کنندگان ایجاد و حفظ شود. از این رو، نمونه سازی و شبیه سازی جامع در طراحی PCB IoT مورد نیاز است.

با توجه به الزامات طراحی منحصر به فرد فوق، ما توصیه هایی را برای طراحی بهینه PCB IoT فهرست می کنیم

  • ابعاد مورد نیاز هیچ فضای اضافی برای برد فراتر از حداقل محاسبه شده برای قرار دادن اجزا، مسیرها و vias باقی نگذاشته است. عملکرد چنین طراحی جمع و جور تنها با استفاده از PCB های Flex یا PCB های HDI با ویژگی هایی مانند سیم کشی متراکم، پدهای اتصال کوچک، و ورودی های کوچک امکان پذیر است.
  • انتخاب صحیح، مولفه اصلی در طراحی PCB اینترنت اشیا است. از آنجایی که برنامه شامل دسترسی زیادی به اینترنت برای جمع‌ آوری و پردازش داده‌ های حساس است. انتخاب صحیح اجزای RF، ماژول‌ های بی‌ سیم و غیره بسیار مهم است. محدوده شبکه و سرعت چنین اجزایی باید در مرحله انتخاب مؤلفه ارزیابی شود.
  • مدیریت انرژی برای نیاز طولانی مدت باتری در طراحی اینترنت اشیا ضروری است. این امر مستلزم تقسیم بندی دقیق توان هر بلوک مدار است. باید توجه داشت که فرستنده‌ های بی‌ سیم در طول انتقال، مصرف انرژی قابل‌ توجهی دارند. انرژی مورد نیاز مدارهای مجتمع (IC) در حالت خواب نیز طول عمر باتری را تعیین می کند. بنابراین، آزمایش قبلی نیازهای برق در طراحی PCB اینترنت اشیا پیشنهاد شده است.
  • امنیت و قابلیت ردیابی در طراحی شامل دسترسی به یک شبکه مشترک از اهمیت بالایی برخوردار است. طراحی اینترنت اشیا شامل تشخیص و اندازه گیری داده های حساس است. امنیت نرم افزار باید با استراتژی های ایمنی لازم در طول طراحی PCB نیز پشتیبانی شود. میکروکنترلرهای ارزان قیمت خاصی با الگوریتم های رمز گذاری موجود هستند که می توانند برای این منظور استفاده شوند.

پیروی از شیوه های طرح بندی خاص می تواند به بهینه سازی طراحی PCB اینترنت اشیا کمک کند، مانند:

pcb

  • طراحی پشته‌ ای PCB برای عملکرد حرارتی کارآمد
  • آپشن vias برای فعال کردن مسیرهای بازگشت جریان کافی
  • زمینه مناسب برای ایمنی
  • انتخاب و قرار دادن آنتن استراتژیک برای عملکرد موثر

برخی از ویژگی‌ های انحصاری PCBهای Flex و PCBهای HDI آنها را به بهترین شکل برای برنامه‌ های IoT مناسب می‌ سازد. PCB های Flex  به قطعات اجازه می دهند در یک فضای کوچک قرار بگیرند و وزن محصول را کاهش دهند، PCB های Flex  نیز نیاز به اتصال دهنده های مکانیکی را برطرف می کنند و این مدار سیم کشی ساده تر، مزیت بزرگی در کاربردهای اینترنت اشیا است. PCB های HDI سرعت و قابلیت اطمینان را ارائه می دهند که در برنامه های IoT بسیار مهم است.

آنها تراکم سیم کشی عالی و عرض اندکی را ارائه می دهند که آنها را از نظر اندازه کوچکتر و در مسیریابی مدار متمایز می کند. ترکیب PCBهای Flex و PCBهای HDI باید یک طراحی استثنایی PCB اینترنت اشیا با یکپارچگی سیگنال خوب و عدم مشکل حرارتی کمتر را به ارمغان بیاورد.

بسیاری از برنامه های کاربردی IoT در فرکانس های بسیار بالا کار می کنند و رشد گسترده برنامه های کاربردی اینترنت اشیا مصرف کننده طیف RF را شلوغ کرده است. که منجر به تداخل ناخواسته و مسائل ایمنی شده است. طراحی PCB اینترنت اشیا برای ایمنی کاربر بسیار مهم است. طراح PCB باید محافظ برای دستگاه های حساس برای کاهش خطرات EMI قرار دهد.

بر اساس برنامه های کاربردی اینترنت اشیا، دستورالعمل های طراحی PCB باید برای ارائه یک محصول IoT با کارایی بالا بهینه شود. ما در مورد طراحی، چیدمان و الزامات ایمنی برای ساخت یک PCB موفق اینترنت اشیا بحث کرده‌ ایم. می‌ توانید با ما تماس بگیرید تا به شما در ارائه محصول بعدی اینترنت اشیا به بازار کمک کنیم.

فهرست مطالب

مقالات مرتبط
اینترنت اشیا و خودرو های برقی – کاربرد ها و چالش ها
تاثیر اینترنت اشیا صنعتی (IIoT) در تعمیر و نگهداری پیش بینی شده
اینترنت اشیا (IoT) چیست؟ هرانچه که باید بدانید
شیشه هوشمند چیست؟ هر آنچه باید بدانید
سیستم اعلام حریق متعارف چیست؟

اشتراک گذاری :

اشتراک گذاری در facebook
اشتراک گذاری در twitter
اشتراک گذاری در linkedin
اشتراک گذاری در whatsapp
اشتراک گذاری در telegram
اشتراک گذاری در email

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.