Спойлер на 2024 год по стоимости работ (цены примерные)
Печатная плата (PCB)
Схемотехника (подбор, тестовый образец) - 150 тыс. руб.
Трассировка и разводка 2-х слойной PCB под корпус - 100 тыс. руб
Заказ 5 тестовых образцов со сборкой на JLCPCB \ Резоните - 50 тыс. руб.
Разработка и отладка ПО для МК - 150 тыс. руб.
Тестирование, выявление недочетов, доработка, улучшение функционала - 50 тыс. руб.
Еще 5 тестовых образцов с новыми правками - 50 тыс. руб.
Партия из 100 шт. со сборкой в Китае (индивидуально от количества и цены элементов, размера PCB, но дешевле, чем в РФ раза в 4) - 200 тыс. руб.
ИТОГО: 750 тыс. руб.
Корпус
Дизайн
Разработка дизайна корпуса - 250 тыс. руб.
Подготовка 3Д модели для литья пластиком - 250 тыс. руб.
Рендеры устройства (10 шт.) - 50 тыс. руб.
Правки и доработки - 50 тыс. руб.
Производство
Пресс-формы в Китае из стали (500 тыс. руб. за элемент корпуса в среднем) - 1 500 тыс. руб. (аванс 50%)
Пресс-формы в РФ из стали (800 тыс. руб. за элемент)
Пресс-формы в РФ из алюминия для простых деталей (150 тыс. руб. за элемент)
Партия корпусов 1000 шт. - 200 тыс.руб.
ИТОГО: 600 + 1 700 = 2 200 тыс. руб.
ВСЕГО: 2 950 тыс. руб.
Как это было у нас
Однажды в студеную зимнюю пору с рынка АСУ ТП ушли зарубежные производители контроллеров и модулей расширения (Siemens, Carel, Schneider Electric, Danfoss, WAGO...). Покрутились мы вокруг, да около, попробовали перейти на Zentec, потом ОВЕН и EKF, пострадали от души, да решили заняться собственной разработкой контроллеров под свои нужды.
Скажете, что решили изобрести "велосипед"?! Нет, просто сделали свой.
Лучше постоянно улучшать свой продукт, чем пользоваться хорошим, но чужим.
Проанализировали рынок, определили нишу и спрос на продукт
Детально разобрали предложения конкурентов
Выявили лучшие решения, дополнили своими преимуществами
Приступили к разработке
Схемотехника, ПО и тестовые образцы PCB
Если у самих опыта в схемотехнике нет, то лучше обратиться к специалистам в этом вопросе.
Составляем подробное Техническое задание на разработку устройства, где описываем:
Количество входов\выходов
Виды измеряемых величин и точность измерения
Поддерживаемые интерфейсы
Необходимость изоляции \ развязки
Напряжение питания и тип его подключения
Производитель и семейство микроконтроллера
Расположение входов\выходов относительно платы
Вид и размер разъемов подключения
Приблизительные размеры печатной платы
Описываем способ и места креплений платы к корпусу (защелки \ пазы \ винты)
Необходимость вручную распаять пару тестовых образцов
Написание прошивки МК для проверки схемотехники
Программное обеспечение, в котором будет вестись разработка
Методы тестирования и испытаний
Я советую использовать web версию EasyEDA Pro. В ней можно добавить разработчиков и контролировать процесс, вносить правки, есть 3Д модели, симуляция и проверки. По окончанию работ в ней же заказать тестовые платы на JLCPCB, либо экспортировать BOM, Gerber, Pick и заказать в любом другом месте.
Ищем исполнителя на FL, авито, тематических форумах, а лучше в ТГ каналах по схемотехнике
Отправляем ему ТЗ и просим прислать свое портфолио и рассказать о реализации похожих проектов
Выбрать пару понравившихся предложений, обсудить стоимость и срок выполнения
Разбить оплату на этапы работ и приступить к разработке
Если схемотехник отличный, но нужный вам микроконтроллер программировать не умеет, то параллельно ищем разработчика ПО для тестовой прошивки.
Задача тестовой прошивки запустить МК и убедиться в правильной работе входов\выходов. Часто бывает, что в процессе тестирования какие-то решения по схемотехнике приходится переделывать.
Можно обратиться в специализирующиеся фирмы, что выйдет значительно дороже, но "под ключ".
Скрины простого проекта в EasyEDA
Через месяц схемотехника разработана. Тестовый образец за пару суток неделю распаян и протестирован. Можно переходить к переосмыслению того, как все это переделать разработке корпуса.
Разработка корпуса устройства
Для наших целей нужен пластиковый прочный корпус, не поддерживающий горения, с возможностью крепления на DIN-рейку. Высокая текучесть пластика позволяет реализовать почти любой дизайн, а так же быстрое массовое производство нужного цвета.
Разработку корпуса можно разделить на:
Дизайн
Прототип
Модель для серийного производства
Выбираем несколько понравившихся корпусов у конкурентов, а так же описываем и прилагаем скрины того, какие дизайнерские решения хотелось бы применить.
В нашем случае устройство монтируется в шкаф управления на DIN-рейку и иногда закрывается пластиковым пластроном, поэтому ориентируемся на корпус Gainta D3MG, к примеру. На сайте производителя есть 3D модель корпуса в формате .step, которую можно примерить к своей плате для лучшего понимания своего дизайна.
Мне понравилось работать в Shapr3D. Экспортировали из EasyEDA 3D модель платы в формате .step, закинули в Shapr3D вместе с моделью корпуса и давай подгонять.
Как ни странно - снова составляем детальное Техническое задание на разработку корпуса и указываем:
Размеры корпуса
Скрины понравившихся решений (не обязательно в пластиковых корпусах)
Прикладываем 3D модель печатной платы
Места и тип крепления печатной платы к корпусу
Способ соединения частей корпуса между собой
Расположение световодов и технологических отверстий
Цвет материалов, расположение вентиляционных отверстий, толщина стенок
3D модель корпуса должна быть передана в исходном редактируемом виде
Обговорить возможность печати пары прототипов на 3D принтере (лучше порошковом)
После составления ТЗ приступаем к его реализации
Ищем промышленного дизайнера (пара ссылок в конце статьи)
Обсуждаем с ним детали
Разбиваем на этапы и приступаем к работе
Получаем через месяц наброски вариантов дизайна, согласовываем понравившийся и вносим дополнения \ правки.
Еще фото
Согласовываем размер и расположение световодов и технологический \ вентиляционных отверстий.
Получаем первые наброски корпуса и примеряем к печатной плате
Проверяем места установки платы, разъемы, дополнительное оборудование и общую концепцию.
Рендеры выбранного дизайна корпуса
После тщательной проверки в САПР печатаем образцы корпуса на обычном 3D принтере (или на фотополимерном, как на фото ниже). Устанавливаем печатные платы, проверяем места креплений и качество сборки деталей корпуса между собой.
На данном этапе мы получили 3D модель корпуса, но она, пока что, не пригодна для литья.
Изготовление пресс-формы для литья под давлением
Для литья под давлением необходимо доработать полученную модель:
Проверить толщины
Добавить уклоны для лучшего извлечения деталей из пресс-формы
Проработать крепления и расположение элементов
Добавить технологические углубления (компенсаторы) для предотвращения деформации материала
Пресс-форму для малой партии (до 50 тыс. смыканий) можно заказать из алюминия. Он легче поддается обработке, но и требования к изготавливаемой детали будут другими, так как высоким давлением легко замять тонкие перегородки.
Если корпус состоит из сложных деталей с мелкими частями - стальная форма
Простая форма деталей и невысокая точность - алюминиевая
Где заказывать пресс-форму?
Можно для начала отправить запрос по фирмам из ссылки в конце статьи. Прицениться, узнать требования и выслушать замечания.
После чего ищите в каких числах в Экспо-центре в Москве будет проходить выставка Rosmould & 3D-TECH и планируете поездку. Обычно это середина июня. В 2025 году она будет проходить с 17 по 19 июня.
Берете с собой свой образец корпуса, сумку для брошюр и приезжаете на выставку
Ходите по всем Китайским стендам и показываете свой корпус, собираете контакты
После выставки отправляете 3D модель и собираете с них коммерческие предложения (invoice). Желательно, чтоб у них уже был опыт изготовления пластиковых корпусов для электроники и того качества, которое бы вас устроило.
Открываете счет в ВТБ в юанях и оплачиваете аванс 50%
Инженеры с производства начнут присылать замечания к модели и варианты их решения
После обсуждения всех вопросов и замечаний начнут производство длиною пару месяцев
Изготовят первые образцы и пришлют фото и видео, если все устраивает, то отправят их на согласование вам в посылке (обычно 10 шт.)
Некоторые (большинство) компании могут предложить так же и само литье деталей корпуса, либо отправят вам пресс-форму, если планируете лить в России.
Минимальный заказ от 1 000 шт.
При ввозе в Россию может потребоваться растаможить пресс-формы, либо вести их "карго" окольными путями.
Когда модель утверждена - начинается моделирование пресс-формы. Обязательно запрашивайте исходники (3D модель в редактируемом виде) по завершению работ.
Пресс-форма изготовлена, тестовые образцы получены - можно начинать серийное производство.
Затем сертификация устройств и мои поздравления. Надеюсь, что все у вас получится.
Выставка Rosmould & 3D-TECH проходит в Москве в середине июня.
Выставка ExpoElectronica проходит в Москве в середине апреля, где обязательно нужно побывать для обмена визитками с Китайскими и Отечественными производителями электроники.
Полезно почитать: Дизайн интерфейса для промышленного контроллера от Георгия Лефтар или Кейс: как мы корпус контроллера делали.
Так же есть весьма неплохой сайт, где можно поискать промышленных дизайнеров и изготовителей пресс-форм в России.
Комментарии (68)
AndrewB87
06.10.2024 14:48Интересно было почитать! Большой путь пройден, но еще больше предстоит сделать) Удачи вам в этом нелегком деле!
Samid777
06.10.2024 14:48+1А почему изи идея? На мой взгляд это прекрасный инструмент для любительской разработки, но не для очень серьезного пусть и мелкосерийного оборудования.
Есть у вас в продаже то, что на сайте именуются преобразователем интефейсов.
Но по сути это не преобразователь, а конвертер.
Преобразователь, это например rs232-rs485.
А это же, 5 rs485 over IP, вы не преобразовываете один протокол в другой, у вас IP служит средой передачи. Мы же не говорим что преобразуем текст в изернет, не говорим, что преобразуем видео в изернет, здесь примерно то же самое. И что интересно, у наших зарубежных коллег такой ошибки не встречается.
Почему я вообще об этом написал, в сфере связи часто спрашивают коллеги про реализацию преобразования Е1 в Изернет. И при этом приходится тратить кучу времени, чтобы узнать, что же надо, или передать изернет через Е1, или передать Е1 через изернет, и то и то возможно, но это совершенно разные задачи, и одну другой не заменить. А вот поставить мифический преобразователь е1 в изернет, с одной стороны подключить оборудование работающее по Е1, с другой по изернет, и чтобы они общались... маловероятно что где-то вообще такое найдется.
Кстати, мне как связисту очень мог бы понадобится блок, который может организовать изернет через RS485, точнее моим коллегам, хотя они об этом не знают.
А дико извиняюсь если ошибся, но глядя на сайт кажется что максимально сил и бюджета было вложено именно в него, а не оборудование.
ЗЫ
Но все равно спасибо за информацию. Добавлю в закладки, уверен, что если не сдадитесь, то производство ждет большое будущее.
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48+2Спасибо за Ваш развернутый вклад. Перешлю информацию - поправят, если не доглядели.
k_p_v
06.10.2024 14:48+2Там есть и over режим и режим преобразования. Протокол, который бегает по ip так и называется modbus tcp. Modbus rtu(asci) с низкого уровня rs-485(rs-232) преобразуется в формат кадра modbus tcp. На хост приходит готовый пакет целиком. Rtu овер интернет - это поток байтов напрямую гонится из rs-485 через интернет на хост систему. Будет хреново работать, если каналы связи с задержками и rs-485 работает на большой скорости. Интервал между пакетами не поймаете, который всего 3.5 слова. Конвертор, к тому же, умеет modbus asci преобразовать в modbus tcp(и в разных вариациях). Если у него несколько портов rs-485, то часть пакетов может отправлять в первый порт (отдельная подсесть), а другую отправлять во второй и последующие порты 485, работать своеобразным роутером rs-485 повышая производительность и скорость работы отдельных подсетей.
Samid777
06.10.2024 14:48А вот это, modbus rtu to modbustcp, это уже логический преобразователь, работающем с протоколом более высокого уровня. В таком случае правда другой вопрос появляется, если ли возможность передать свой поток данных из другой системы, например болид, через изернет? Например удаленно подключить сегмент 485. То, что пожарная сигнализация так работать не может, но на время пнр... почему бы и да.
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48Если это будет востребовано и возможно реализовать, то обязательно добавим.
fpinger
06.10.2024 14:48+3Насколько помню это все было 20 лет назад. Линия E1 строилась на модемах, а в них включались эзернеты десятки. Просто 10 в 2 Мегабита это так себе. Было и нечто обратное, когда можно было поток E1 засунуть в эзернет. Причем даже радио эзернет там больше одного E1 влазило. В основном проблемы были с задачей синхронизации для E1. Она же односторонняя. Для первой схемы использовали модемы от RAD, если память не изменяет. И да, лет двадцать назад все эти решения были сильно дорогие.
Gemerus
06.10.2024 14:48+1У вас приведена достаточно низкая цена за разработку платы. Это за какой объём работ? У вас на рендере несколько разных блоков, 250к это цена разработки со стороны электроники за всё сразу? И как то вы очень кратко упоминали сертификацию, хотя обычно это вообще не так просто. Как у вас дела с ЭМС, со стойкостью входов-выходов к внешний воздействиям?
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48+1Плата сама по себе довольно простая с небольшим количеством элементов.
Цена указана за одну плату. Та, что поменьше.
Линейка устройств может быть разной.
Gemerus
06.10.2024 14:48Извините, а какая именно "поменьше"? Та, скриншоты который в EasyEDA? Так же хочется следом спросить, а выбор элементной базы подороже это был запрос от вас, или так получилось?
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48+1
Примерно такая. На скриншоте в статье модуль питания - он совсем простенький. Выбор элементной базы - рекомендации со стороны разработчиков. Наш запрос был - чтоб было качественно и надежно.
Gemerus
06.10.2024 14:48Ну, если цели оптимизировать цену нет-то действительно, лучше ставить AD, Microchip, TI, ST и так далее. Но на китайской элементной базе часто можно поделить сибес на два, а работает в итоге примерно так же. С другой стороны, вы неплохо на слоях экономите, таки 2 слоя это прям супер дешево в серии, так что может и смысла нет
legustarasov
06.10.2024 14:48+4На счёт двух слоев вот уж даже не знаю стоит ли на этом экономить... 4 слоя в том же jlcpcb не то, чтобы супер дороже, а вот ЭМС, диф пары от Ethernet, аналоговые линии и т.д без слоя земли будут страдать. Сейчас во всех аппноутах пишут, что четрехслойна плата - минимальный набор. И что-то я до конца не уверен на счёт прохождения тестов ЭМС и ЭМП. Что-то в смете нет строки на расходы по ней, а в тексте достаточно абстрактно об этом написано...
Gemerus
06.10.2024 14:48+3Вот и у меня есть сомнения. Я давно уже закладываю 4 слоя по умолчанию, на 100шт при размере 100мм на 100мм удорожание в сравнение с двумя слоями будет 50 центов на плату. На большей серии того меньше. Укладываться в два слоя имеет смысл если партия ОГРОМНАЯ, плата большая и на каждый цент на счету. Но на скриншоте плата небольшая, линии короткие, по идее работать и на двух слоях будет. Но просто....зачем.
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48+2Из соображений производства плат в России, в случае чего. Два слоя гораздо легче произвести.
of_couse
06.10.2024 14:48+3Очень сомнительное решение. Никаких проблем произвести в РФ даже в шесть слоев PCB нет. Главное с VIAs и толщиной дорожек не выпендриваться.
tonyk_av
06.10.2024 14:48+2В России спокойно делают и 10 слоёв, были у меня такие платы. А вот 2 слоя в таких платах- это залог нестабильной работы. Уже сталкивался с подобными поделками, подключаешь отладчик- и всё, до конца дня без зависания ни одна не работала.
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48+2Приведенные в начале статьи производители как-то же работают на двух слоях по всему миру.
tonyk_av
06.10.2024 14:48+5Да ну! Вы хоть раз в руках держали платы от Сименс или Ваго? Возьмите, посмотрите. Меньше 4 слоёв видел только в источниках питания, а так 4, 6 и больше слоёв.
Вот первый же попавшийся пример платы из ПЛК от Сименс. Обратите внимание, что на поверхностях платы слои использованы как экраны и сшиты по периметру переходными отверстиями для получения сетки Фарадея. Поэтому платы серьёзных производителей работают не как-то, а с соблюдением законов физики, требований, норм, правил и стандартов на разработку. И работают стабильно. А вот ваши двухслойки будут сплошной лотереей, то есть их работоспособность будет сильно зависеть от условий эксплуатации. Правила разработки плат для промышленного оборудования появились как результат практического использования электроники, а не высосаны из пальца, поэтому рано или поздно, но вы столкнётесь с проблемами в работе ваших изделий.
DeSharky
06.10.2024 14:48А не подскажите, где можно почерпнуть знаний по теме разработки своих плат, а именно чтобы все подобные рекомендации желательно были в одном месте?
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48
lelik363
06.10.2024 14:48+2Интересно посмотреть результы прохождения этой платы испытания на микросекундные помехи.
Gemerus
06.10.2024 14:48Я вангую не пройдет и близко, это в целом довольно сложные для прохождения тесты, там надо и элементную базу правильную, и с топологией помучаться. С другой стороны, в РФ, ну объективно, всем плевать на это. Работает как то и ладно
lelik363
06.10.2024 14:48Ровно до того момента пока не произойдет ЧП. С другой стороны ни в один мало мальский тендер без сертификации, а соответственно, и испытаний по CISPR22 и CISPR24 не попасть.
На сайте производителя есть информация о наличии продукции в реестре российских производителей, но в самом реестре не нашел. Наверное плохо искал.
LAutour
06.10.2024 14:48+4По разводке платы МП-02м на скрине - "Бить и Больно!". Я про зазор между дорожками низковольтной части и цепей ~220В.
gena_k
06.10.2024 14:48По-моему там воздушный зазор.
Не подскажите, какие требования должны быть к такому зазору?
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:484 мм между проводниками / 1 мм зазора.
Gryphon88
06.10.2024 14:48+2Это очень оптимистичный расчет. Если закладываться на отгоревший рабочий ноль - настолько частый форс-мажор, что лучше его учитывать - то 7 мм, а если учитывать шпильки на 1кВ, которые тоже не редкость в промке, то 11. Естественно, это без учета пропилов, только по текстолиту.
LAutour
06.10.2024 14:48Я подобный форс-мажор встречал при ремонте платы драйвера для светодиодного светильника. Там зазор был меньше милиметра. Выгорела почти вся низковольтная мелочевка - в итоге всю плату сменил на китайскую универсальную.
lelik363
06.10.2024 14:48Откройте ГОСТ IEC 60950-1-2014 там там есть таблицы и описания в каких случаях и как нужно делать.
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48
Про расстояния между силой и слаботочкой Это скрин из последней ревизии.
Gryphon88
06.10.2024 14:48+2Очень недорого получилось, спасибо. Хотел бы такие замечания:
EasyEDA очень плохая IDE для промышленной разработки. Все современные CADы очень неплохо интегрируются с гитом и имеют веб-просмотрщики, этого хватает для совместной разработки. Ну и заказывать в один клик на JLCPCB сейчас из РФ сложно, что убивает основную фичу этого CADа.
Если нет борьбы за узнаваемость или какого-то особенного функционала, то лучше брать стандартные корпуса, пусть и придется немного доплатить схемотехнику. Напечатать наклейки или сделать гравировку обычно получается дешевле, чем делать кастомные корпуса.
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48Эта IDE довольно простая для новичка. В процессе «взросления» компании переход на профессиональные IDE уже будет очевидным.
Это наиболее бюджетный и верный способ. В статье хотелось затронуть и вопрос разработки собственного корпуса.
Ioanlarionov
06.10.2024 14:48+1Спасибо за статью. Есть пара соображений:
Как следует из названия, основная идея - как сэкономить на электронике, если делать её самим и превлечь фрилансеров. Есть упоминание примерной стоимости этапов разработки и подготовки производства, но не озвучены планы по производству. Потраченные рубли, к сожалению, не дают представления об экономии. Если это 1000 устройств в год, то одно, если 10000 - то совсем другое. Вклад этих разовых затрат будет совсем разный. Помимо этого хочется увидеть масштаб проекта в целом. Например: мы будем делать 10 000 устройств в год, 5 лет. Себестоимость изделия с учётом разработки $100, то есть весь объём выпуска $5M. Экономия $100 000 на R&D за счёт привлечения фрилансеров, составила 2% от всего проекта. А в итоге: по сравнению с закупкой n приборов в год от поставщика, мы вложили S собственных средств в разработку и производство, за счёт чего выиграли X с каждого прибора. В целом этот инвестпроект обеспечил нам доходность на вложенный капитал Y, окупаемость T лет.
Как будто пропущен вопрос контроля качества выпускаемой электроники, как с точки зрения верификации и сертификации, так и на серийном производстве.
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48Это не отчет и не бизнес-план, а общее поверхностное руководство к пользованию, где каждый сам дальше должен подумать и сравнить варианты.
Так и есть, так как вопрос сертификации и контроль качества довольно индивидуальны и эти темы можно рассматривать в отдельной статье. Здесь про разработку и общее понимание.
Ioanlarionov
06.10.2024 14:48Я увидел статью расходов "Тестирование, выявление недочетов, доработка, улучшение функционала" , поэтому подумал, что вы можете рассказать подробнее, что там происходило.
CYNTRON Автор
06.10.2024 14:48+1Касательно того, что имелось ввиду под этим:
получили тестовые образцы, подключили к заранее собранному тестовому стенду с дискретными входами \ выходами, аналоговым генераторам сигналов (сопротивления от 0 до 200кОм, 0-10В. 0-20 мА) и вольтметрам для аналоговых выходов 0-10В.
Проверили диапазоны срабатывания дискретных входов, температуру элементов при максимальном напряжении, частоту фиксации срабатываний.
Сравнили аналоговые значения с эталонными...
Дискретные выходы погоняли, посжигали несколько для определения предельных величин напряжения и тока.
Пришла мысль, что в СА-02м можно добавить еще sd карту, а еще дискретный выход, коль место свободно. И добавить возможность управлять питанием USB разъема. Внесли правки, снова заказ тестовой партии и все по кругу. Так же и с модулями. Посмотрели, переосмыслили. Добавили еще пару каналов, или убрали пару, добавив пины GND.
При увеличении объемов нужно стремиться к автоматизированному контролю качества, разрабатывая автоматические тестовые стенды с выводом контрольного вердикта по множеству пунктов и аналитикой.
lelik363
Из статьи не понятно какой оснавной ваш бизнес. Какой?
JuryPol
Берем ник автора, приделываем точка ру и получаем подробный ответ…
CYNTRON Автор
Мы занимаемся автоматизацией инженерных систем. Вентиляция и отопление в основном. Так же диспетчеризацией.
Но посыл был не об этом. Хотелось немного облегчить путь тем, кто стоит у его начала.
lelik363
Вы решили диверсифицировать бизнес? Из текста не понятно, чем текущие решения не устроили. Чем?