Las Implicaciones de las Crecientes Acciones del Mercado Automotriz de PCB para Diseñadores de PCB

Antes, el lujo solía significar asientos con calefacción, ahora significa un coche sin conductor con una pantalla LED de 17” en el tablero. Con las PCB de automoción ganando cuota de mercado, los modernos deberían comenzar a pensar en cómo sus diseños pueden habilitar características esenciales y de lujo en los automóviles conectados. También deben prepararse para aprender técnicas de diseño de vanguardia, tales como flexión rígida y HDI para cumplir con los requisitos automotrices.

¿Recuerdas los días de "dúo dinámico" que solían hacer en el colegio? Mi amigo y yo siempre nos vestimos como los clásicos Batman y Robin. Yo era Batman, por supuesto. Aunque un Batman sin Batmóvil y un cinturón de herramientas casero de los 90, no es de extrañar que no pueda convencer a ninguna chica para que sea Catwoman. Para los ingenieros, el Batimóvil representa un dúo dinámico diferente que se está volviendo más frecuente a medida que avanza la tecnología: PCB y coches. El lujo en un automóvil solía significar asientos con calefacción, ahora significa placas impresas conduciendo por ti y una pantalla LED de 17” en el tablero. Lamentablemente, nadie ha integrado los motores a reacción en sus coches todavía. Con las PCB automotrices ganando participación en el mercado de PCB, los modernos deberían comenzar a pensar en cómo sus diseños pueden habilitar características esenciales y de lujo en los automóviles conectados. También deben prepararse para aprender técnicas de diseño de vanguardia, tales como flexión rígida y HDI para cumplir con los requisitos automotrices.

 

Dark Knight Batmobile

Creo que este será mi próximo viaje. Crédito editorial: Rubens Alarcon / Shutterstock.com

Acelerando la Cuota de Mercado

Gadzooks Batman, ¡ese mercado está creciendo tan rápido que va a explotar! El mercado de automóviles conectados está en aumento, y el mercado de PCB para automóviles se está expandiendo con él. Eso significa que pronto estarás diseñando tantas PCB para coches como para dispositivos IoT.

Los coches futuristas solían estar reservados para millonarios y superhéroes de cómics, o héroes millonarios de cómics. Ahora todos quieren uno. Se estima que para el año 2020 el 75% de los automóviles estarán conectados. Eso se traduce en aproximadamente 250,000,000 de coches conectados en las carreteras. Con muchos automóviles modernos que utilizan más de 70 microprocesadores, será necesario diseñar muchas PCB.

Los automóviles modernos no solo necesitan muchos mercados de PCB, sino que también están dispuestos a pagar por ellos. En 2015, más del 50% del costo de un coche podría estar compuesto por productos electrónicos. Ese número ahora está empujando el 70% en 2017. El dinero en los automóviles está cambiando rápidamente del metal a los microcontroladores. Podrías estar allí para sacar provecho.

 

Tesla Model S interior touchscreen

Tesla nos está mimando con un monitor de ordenador de tamaño completo en el tablero. Crédito editorial: Kaspars Grinvalds / Shutterstock.com

Características del Coche Conectado

A lo largo de los siglos, el Batimóvil ha lucido una variedad de dispositivos, desde cortinas de humo hasta cohetes. El automóvil de hoy también tiene una amplia variedad de características especiales diseñadas para atraer a los clientes y apaciguar a los reguladores en lugar de derrotar a los villanos. Las características que puedes esperar diseñar se dividen en cinco categorías generales: motor, cadena cinemática, cuerpo, infoentretenimiento y potencia.

Motor y cadena cinemática: estos son los tipos de procesos que no ves que mantienen tu coche en marcha. Pistones, bujías, diferenciales, transmisión, todo lo que sé sin saber exactamente cómo funcionan. La electrónica que rige estos sistemas tendrá requisitos de seguridad rigurosos, así que prepárate para los dolores de cabeza. Las placas impresas de motor y cadena cinemática impulsarán una cuota de mercado combinada de $4 mil millones para 2020. Creo que podría profundizar en los requisitos de certificación por esa cantidad de dinero.

Carrocería: los componentes electrónicos de la carrocería son cosas como las manijas automáticas de Tesla. También podrían ser cosas como sistemas de cancelación de sonido y, némesis del Sr. Freeze, calentadores de asientos. Se estima que estos productos electrónicos valen cerca de $3 mil millones para 2020.

Información y entretenimiento: en mi época, armamos un pequeño televisor CRT con videograbadora incluida para ver películas en el coche. Ahora los niños tienen sus propias pantallas en el respaldo del asiento. Si diseñas PCB para este tipo de sistemas, podrías permitir que los niños de todas partes vean a Batman y Robin. Las PCB de información y entretenimiento valdrán la friolera de $1 mil millones en 2020.

Potencia: por último, pero no menos importante, la categoría que cambia las reglas del juego para la industria automotriz, la electrónica de potencia. Si bien nadie está seguro de qué tan rápido está creciendo el mercado de vehículos eléctricos (VE), saben que realmente está creciendo. A medida que caen los costes de la batería y aumenta la densidad de energía, podemos esperar ver más y más coches con motores eléctricos. Eso significa que necesitarán diseñadores como tú para hacer sistemas de administración de baterías, placas de carga, etc. para este mercado de $800 millones.

 

Para ahorrar espacio, simplemente haz que el automóvil sea un, y ¿por qué no también la carretera?

Técnicas de Diseño Futurista

Lamentablemente, los coches futuristas necesitan PCB futuristas, que requerirán que aprendas técnicas de diseño de próxima generación. Con todos las PCB y cables que entran en los coches ahora, los fabricantes se están quedando sin espacio dentro de los coches. ¿Cuál es la solución? PCB pequeñas que puedan caber en cualquier lugar, A.K.A. interconexión de alta densidad (HDI) y rígido-flexible. Los requisitos estrictos de EMI en coches también requerirán que domines el diseño de EMI.

Aunque es posible que odies dominar las técnicas necesarias para reducir las PCB, a los fabricantes de automóviles les encantará lo pequeñas que se pueden hacer las placas HDI. Para dominar verdaderamente el HDI, deberás familiarizarte con una variedad de prejuicios y estrategias de despliegue eficientes.

Si deseas introducir una PCB en algún espacio oculto de un automóvil, es probable que debas ser flexible. Es posible que no estés subiendo tu coche a la Baticueva, pero los baches y los golpes de velocidad aún causarán que las fuerzas dinámicas actúen sobre tus PCB. Una PCB flexible no se romperá si algún Joker intenta embestir tu automóvil.

Este no sería un buen artículo sobre PCB si no tocara mis temas favoritos, EMI y tenedores inteligentes. Por suerte para ti, esta vez solo vamos a hablar sobre EMI. Los automóviles son sistemas semicerrados y, como tales, tienen estrictos requisitos de EMI. Eso significa que necesitarás pensar en cosas como pares diferenciales de enrutamiento, buena conexión a tierra y separación de señales de CA/CC.

Dónde Ir Desde Aquí

La electrónica en los automóviles hoy en día puede hacerte sentir como un vigilante millonario. Solo uno que conquista viajes aburridos en lugar de crimen. Si deseas capitalizar el rápido crecimiento de la industria de PCB automotriz, necesitarás conocer a tu enemigo. Mira todos los diferentes sistemas y características, y concéntrate en el tipo que deseas diseñar. Es posible que desees repasar tus técnicas de diseño avanzadas para cumplir con los estrictos requisitos de la industria.

Si vas a hacer todo esto en un tiempo razonable, necesitarás un buen software que te ayude. CircuitStudio® está a la vanguardia del diseño y ya tiene documentación para ayudarte a conocer sus funciones más avanzadas.

¿Tienes más preguntas sobre cómo construir el Batimóvil? Llama a un experto en Altium.

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