Fasi di progettazione e ingegnerizzazione di un prodotto elettronico

Come si traduce in termini operativi lo sviluppo di un nuovo prodotto elettronico? Come si passa dall’idea alla realizzazione e successiva immissione sul mercato? Quali sono le figure professionali coinvolte? In questo articolo daremo risposta a queste domande andando ad individuare le varie fasi necessarie in questo processo.

1. ANALISI

Come prima cosa si parte dall’analisi di ciò che si vuole realizzare a partire dalle richieste del cliente. Una buona prassi che consigliamo prima di iniziare lo sviluppo è quella di far condurre a specialisti in ambito brevettuale un’indagine competitiva per vedere se ci sono e quali sono le soluzioni analoghe già presenti sul mercato e capire quali “plus” andare a prevedere per differenziarsi dalla concorrenza o andare a colpire un determinato target.

Una volta decisa la caratterizzazione del prodotto si vanno a specificare le parti che lo compongono sia in termini di elettronica (ha uno schermo? Ha dei pulsanti o joystick di controllo? Che velocità di processazione dati richiede? Deve connettersi in rete o comunicare via bluetooth?…) che di meccanica (è necessaria la progettazione di un involucro particolare? Prevede elementi in movimento?…).

Alla fine di questa fase oltre a produrre il documento di specifica iniziale si dà anche una stima di quello che sarà indicativamente il costo dell’oggetto finale.

2. PROGETTAZIONE ELETTRONICA

In questa fase il progettista elettronico procede con la stesura dello schema elettrico e della lista dei componenti, quindi passerà i file di progetto al masterista che si occuperà dello “sbroglio”  del circuito stampato andando a disegnare la scheda elettrica con le piste di collegamento fra i vari componenti elettronici ed eventuali antenne realizzate a bordo scheda. Il risultato di questa operazione è una serie di file chiamati “gerber” che verranno utilizzati per realizzare il circuito stampato.

3. FIRMWARE

Parallelamente alla progettazione elettronica i programmatori firmware scrivono il codice sorgente “a basso livello” che costituisce l’intelligenza del prodotto e che verrà caricato sul microprocessore a bordo delle schede per gestire segnali, trasferire dati, comandare eventuali attuatori. Tipicamente i programmatori in questa fase lavorano su schede dimostrative fornite dal produttore del microprocessore.

4. MECCANICA E DESIGN

In base al tipo di prodotto che si sta realizzando potrebbero essere necessari diversi elementi meccanici, involucri plastici o metallici, leve o altri elementi di comando, supporti di fissaggio, movimentazioni …

In questa fase i progettisti meccanici preparano il disegno tridimensionale dell’oggetto e dei vari alloggiamenti, producendo dei file che serviranno sia per costruire il prototipo che successivamente per la produzione.

5. PROTOTIPAZIONE

In fase di prototipazione viene prodotta una piccola serie di schede elettroniche che serviranno per validare il funzionamento del prodotto su un banco di collaudo ed apportare eventuali correzioni. A partire dai file gerber vengono prodotti i circuiti stampati su cui vengono montati i componenti elettronici.

Per quanto riguarda la meccanica si procede ad una prototipazione rapida del guscio tramite tecniche di stampa 3D.

6. CERTIFICAZIONE

Una volta che il funzionamento del prodotto è stato validato, il prototipo viene portato ad un laboratorio di misura per verificarne il comportamento elettromagnetico in termini di emissione ed immunità ai disturbi. Questo passaggio è necessario ai fini della marcatura CE del prodotto e verrà ripetuto anche con i primi elementi della serie definitiva.

7. INGEGNERIZZAZIONE

In questa fase propedeutica alla produzione si vanno a specificare tutti i componenti definitivi andando ad ottimizzare i costi in base ai lotti di produzione previsti, si costruiscono gli stampi per eventuali involucri plastici e si scrivono le procedure di produzione e collaudo.

8. SOFTWARE E APP

Un capitolo a parte è costituito da eventuali software o app esterne di interazione che oggi sono sempre più a corredo dei prodotti connessi, il cui sviluppo sarà appannaggio dei programmatori software.

9. RIFINITURA ED ACCESSORI

Come ultimo step si andranno a definire tutti i vari elementi accessori: cablaggi, manuali, etichette, serigrafie, confezionamento.

Al termine di tutto questo processo, che in Kiwibit siamo in grado di fornire integralmente coordinando le diverse professionalità, si avranno tutti gli elementi per partire con la produzione in serie.