Tips voor het ontwikkelen van een elektronisch product

[RobWor]

Hoi,

 

Ik ben op het moment bezig met het ontwikkelen van een product voor een business idee. Het betreft een elektronisch consumentenproduct, maar het is zeker geen hogere wiskunde qua inovatie. In tegendeel zelfs; er bestaan al soort gelijke apparaten welke mijn inziens slecht ontwikkeld zijn. Het ontwikkelen van prototypes wil ik zoveel mogelijk zelf doen, maar met het elektronische deel heb ik hulp nodig. Ik heb ontwerp tekeningen (elektrische circuittekeningen) van een referentie model welke kleine aanpassingen nodig zal hebben. Daarnaast dient het op een printplaat van een bepaald formaat en vorm gemaakt te worden.

Ik heb gesproken met een productontwikkelaar. Hij vertelde mij dat het gehele traject, vanaf schetsen van het product , prototypes maken, elektronisch ontwerp,  testen en klaar voor productie maken ongeveer 200k kost. Dat is veel meer dan wat ik verwacht had, en ik wil veel van de prototypes zelf maken (op de elektronica na).

Wat is de beste manier om dit aan te pakken? Wie kent er partijen in de markt die enkel een elektronisch ontwerp kunnen maken en een printplaat van specifieke vorm en formaat. Enig idee van de orde grootte van de kosten hiervan? Nog andere tips om dit aan te pakken?

Alles adviezen zijn welkom! Alvast bedankt!

 

 

[jessek]

Ga eens op zoek naar bedrijven die kleine series kunnen maken. Het is lastig te zeggen wat het zou kosten als je niet weet wat er op de print moet en hoeveel. Als er software bij komt kijken in een microprocessor of zo, dan wordt je product natuurlijk al iets complex. Een slim ontwerp kan ook in productie kosten besparen, doordat het bijvoorbeeld makkelijker te produceren. Zo zijn ontwerpen met extreem kleine onderdelen veel duurder, omdat je printplaat dan volgens hogere productie standaard gemaakt moet worden en ook de onderdelen zelf moeilijker te assembleren zijn. Er zijn dan minder geschikte machines voor waardoor het duurder wordt. 

 

Ik denk dat heel veel kleine elektronica bedrijven kunnen helpen met een effecient / betaalbaar ontwerp, er zijn er die zowel hardware ontwerp, productie als software (indien van toepassing) kunnen verzorgen.

 

Vergeet alleen niet dat je eind product ook aan bepaalde eisen zal moeten voldoen, EMC en productveiligheid. Zorg dat hier ook in de ontwerp fase al rekening mee gehouden wordt. Dit maakt je ontwerp iets duurder, maar wel veel goedkoper dan wanneer je een product terug moet halen of achteraf moet modificeren. 

 

Ook product testen is iets wat in mijn ogen vaak onderschat wordt. 

 

 

26 maart 2021 aangepast door jessek
Aanvulling software

[Maarten Visser]

Om te beginnen: hardware ontwikkelen is altijd duudrder dan je denkt. Lees hier maar even voor een paar horror verhalen:

https://www.slimdesign.com/kickstarter-failures/

Daarna wacht je tot de lockdown over is, je gevaccineerd bent en je koopt een ticket naar Gaungzhou, Shanghai of Singapore.  Daar kun je in een van de grote electronica markten je prototype ter plekke laten maken. En deals over produktie maken. Niet vooruit betalen hé

succes! Maarten

[Maxn]

39 minuten geleden, Maarten Visser zei:

Daar kun je in een van de grote electronica markten je prototype ter plekke laten maken.

 

Kan ook steeds meer online.

Zijn inmiddels al PCB ontwerp programma's waarin een "knop" zit om het bestelproces van je prototype bij de Chinese leverancier te starten.

Zie bijv.: https://jlcpcb.com/easyeda

 

Maar goed, moet het wel om gangbare componenten gaan, en heb je nog steeds wel iemand nodig die het ontwerp doet.

[jessek]

Juist daarom maakt mijn inziens een project in Nederland (laten) ontwikkelen meer zinvoller. Zeker omdat je ook aan Europese eisen zult moeten voldoen. Al dit soort dingen zul je in Nederland ook kunnen vinden. Het plaatsen van componenten en solderen is bij productie runs gewoon machinaal werk. Daar zijn geen mega kosten verschillen bij relatief kleine series.

 

Wel is het zo dat een goed gemaakt ontwerp, geld kan besparen bij productie. Dit heeft vooral te maken met het aantal feeders / verschillende componenten dat een machine aan kan. Als je het aantal verschillende onderdelen kunt beperken, kun je de productie kosten lager houden. De productie machine hoeft dan niet steeds omgezet te worden naar andere feeders.  

 

Bij printplaten kunnen extreem dunne sporen of isolatie afstanden of onnodig veel layers de printplaat onnodig duur maken om te laten produceren. 

 

Het is handig als je het ontwerp laat uitvoeren door een bedrijf dat ook kan produceren, of de mogelijkheden en limieten kent van het productie bedrijf dat gebruikt gaat worden, zowel voor de printplaat als de assemblage. 

 

Uit de kickstarter voorbeeld blijkt ook dat testen vaak wordt onderschat. Maak van een goed werkende proto en redelijke pre-productie aantal, en test deze goed, laat ook andere testen om te voorkomen dat je later dingen duur moet herstellen. 

 

Goed ontwerpen en testen is altijd goedkoper dan achteraf in productie of na productie dingen aan te moeten passen of nog erger op nieuw te moeten doen. 

[Maarten Visser]

19 uur geleden, jessek zei:

...

 

Goed ontwerpen en testen is altijd goedkoper dan achteraf in productie of na productie dingen aan te moeten passen of nog erger op nieuw te moeten doen. 

ik kan het niet eenser met je zijn!

[RobWor]

Bedankt voor jullie uitgebreide antwoorden!

Ik ben het volledig met jullie eens dat de ontwerp- en testfase ontzettend belangrijk en bepalend zijn voor kosten en problemen in latere fases. Grote voorbeelden wat dat betreft zijn voor mij Apple en Dyson, waarbij de producten ontzettend goed ontworpen en geëngineerd zijn en waarbij die aspecten de belangrijkste principes zijn voor het maken van een nieuw product.  Natuurlijk zijn dat soort bedrijven van een totaal ander niveau maar die gedachte spreekt mij erg aan. 

 

Aangezien het elektronisch ontwerp naar verwachting, redelijk zal lijken op bestaande ontwerpen, zou het wellicht relatief makkelijk voor een klein electronica bedrijf in Nederland uitgewerkt kunnen worden. Ik ben het met je eens jessek, dat in Nederland ontwikkelen de voorkeur heeft. Naast de goede punten die jij noemde (europese eisen en certificering), waar ik nog totaal niet aan gedacht had, lijkt het mij prettiger communiceren. Vooral om ontwerpfouten te minimaliseren en uiteindelijk kosten te besparen lijk mij dat verstandig. Maarten Visser ik heb ook verhalen gelezen van mensen die het zo aanpakken en als het goed gaat is dit de meest voordelige manier. Echter, heb ook juist daar horrorverhalen over gelezen!

 

De impact van kleine ontwerpfeatures (bijvoorbeeld locaties van knoppen etc) kan grote gevolgen hebben voor de productiekosten. Het circuitontwerp kan/moet vooraf gemaakt worden, maar het PCB ontwerp en het ontwerp van het plastic omhulsel zouden dus eigenlijk in parallel moeten gebeuren. Is dit jullie volgens goed te doen wanneer deze twee elementen door verschillende partijen ontwerpen worden? Zelf ben ik redelijk handig in het ontwerpen van het omhulsel. Laatste tijd heb ik veel geleerd over de aspecten waar  je rekening mee moet houden voor latere stappen in het productieprocess (mal type/ontwerp, krimp marges, diktes etc). Ik zou het liefst voor de eerste protoypes daarom zelf het omhulsel ontwerpen en zelf te communiceren met een electral engineer over het ontwerp van de PCB en de implicaties voor het ontwerp van het omhulsel en vice versa. Op deze manier wil ik de eerste prototypes maken om te testen bij mensen en zoveel mogelijk feedback mee te nemen in het vroegste stadium van de verdere ontwikkeling. Daarna met verschillende iteraties van ontwerpen en feedback verzamelen om tot een "uiteindelijk" prototype te komen. Dan dit uiteindelijke prototype laten controleren en eventueel aanpassen door een ervaren ontwerper met connecties voor de productie om zo tot een productie-klaar ontwerp te komen. Ik ben me ervan bewust dat dit een zeer uitdagende aanpak is en risico's met zich meebrengt (dat blijktt er zeer grote veranderingen gemaakt moeten worden in het ontwerp). Is dit wel een realistische aanpak volgens jullie?

 

Benieuwd naar jullie mening!

[Maarten Visser]

PCB ontwerp en ontwerpen voor spuitgietdelen zijn echt vrij verschillende werelden. Ik denk dat je vanuit een schetsontwerp en misschien 3D geprinte dummies een redelijk idee kunt krijgen.  Ik zou van daaraf eerst de electronica doen en dan het omhulsel.

Succes!

 

[jessek]

Ondanks dat ontwerp programma's zowel voor fysieke ontwerpen als PCB ontwerpen 3D output files kunnen leveren is afspreken / samen zitten mij inziens ook een belangrijk item. Ik ben het met Maarten eens dat het behoorlijk verschillende technieken zijn, waardoor je waarschijnlijk met twee productie partners te maken krijgt. 

 

Je hebt een soort kip / ei verhaal. Je zult bij een elektronisch ontwerper aan moeten geven wat het product moet doen, maar daar zal die waarschijnlijk al vragen wat de afmetingen moeten zijn en waar knopjes moeten komen. Ik denk dat een 3D  ontwerp maken en laten produceren door bijvoorbeeld 3D printen wel handig zijn. Wellicht kun je dat inderdaad zelf doen als je goed op de hoogte bent van de mogelijkheden maar vooral ook onmogelijkheden van spuitgieten. 

 

Mij lijkt een 3D dummy product de eerste stap, dan daarmee langs gaan bij de elektronica ontwerpen en kijken of die voldoende ruimte heeft om het product te maken zoals je wilt. 

 

Indien dit kan,  dan een print ontwerp laten maken, mijn inziens is software, indien van toepassing nog niet nodig. Je kunt dan het print ontwerp ook 3D printen om te kijken of het in je ontwerp past. Zo ja dan zou ik overleggen met het spuitgiet bedrijf om te kijken of je product wat hun betreft haalbaar is. 

 

Zo ja printje verder ontwerpen eventueel inclusief software zodat je een werkende proto type hebt. 

 

Dat goed testen, indien ok, nog een aantal proto's maken om verder te laten testen. Denk ook aan slijtage, en laat meerdere mensen het product testen. Andere mensen gebruiken een product vaak anders dan je zelf bedenkt. Vraag de testers om alle commentaar, wat ze goed vinden, maar vooral ook wat ze niet goed vinden. Aan de hand hiervan kun je weer een volgende reeks proto's maken om weet te testen. Als dat allemaal goed is kun je mogelijk ook het product verder (laten) pre-compliance testen voor EMC en productveiligheid. Je krijgt dan een goed idee of je uiteindelijke product goed zal zijn zijn. 

 

Daarna pas een pre-productie serie maken, en daarna pas productie. Vaak gaan mensen mijn ziens te snel en te snel naar productie stap. Je te testen materialen moet je ook apart houden en niet in de handel brengen. De producten kunnen mechanisch en elektrisch "mishandeld" zijn waardoor ze niet geschikt zijn om te verkopen als nieuwe producten.  Vooral de elektrische mishandeling bij testen kan er voor zorgen dat producten kleine beschadigingen hebben die niet direct merkbaar zijn.