Kostengünstige Tools für Innovationen für Hersteller und kleine Unternehmen

Von Mark Patrick, Mouser

Technologie ist eine erstaunliche Sache und deshalb suchen so viele Menschen nach einer Karriere in diesem Bereich. Es gibt jedoch immer mehr Menschen, die elektronische Produkte als Hobby entwerfen und entwickeln. Einige tun es, um ein Problem zu lösen, für das es auf dem Markt keine Lösung gibt, aber in anderen Fällen ist es einfach eine Idee, die am Ende zu einem erfolgreichen Geschäftsprojekt führt.

Tatsächlich stammen einige der innovativsten und bahnbrechendsten Ideen aus diesem Bereich. Leider neigen große Unternehmen dazu, sehr strenge und strukturierte Auswahlprozesse für F&E-Aktivitäten zu haben, mit denen es schwierig ist, Ressourcen sehr spezialisierten oder risikoreichen Projekten zuzuweisen, bei denen es keine klare Rentabilität gibt.

Die sogenannten „Macher“ (Autoren) sind durch diese Prozesse nicht eingeschränkt; Vielmehr haben sie eine Idee, die sie begeistert, und sie planen, sie zu entwickeln, oft in Garagen oder in irgendeinem Raum des Hauses. Es gibt viele Beispiele für große Unternehmen, die auf diese Weise begonnen haben (HP und Apple gehören zu den größten), und es ist durchaus möglich, dass einige der wichtigsten Unternehmen der Zukunft bereits heute in einem kleinen Raum irgendwo auf dem Planeten existieren .

Die Gründung eines Software- oder Dienstleistungsunternehmens ist in der Regel recht einfach, da Sie lediglich eine erste Idee, einen Computer (oder ein Tablet) und kostenlose Software benötigen. Daher sind die Starthindernisse in der Regel sehr gering.

Der Planet der „Hardware“ ist jedoch sehr, sehr anders. Dank Technologien wie dem 3D-Druck sind die Kosten für den Bau von Prototypen für Halterungen und mechanische Teile gesunken, aber es gibt immer noch Bereiche, in denen die Kosten erheblich sind. Neben den Grundmaterialien, die für die Erstellung eines Prototyps benötigt werden, muss dieser auch getestet und zugelassen werden, was normalerweise recht komplexe Instrumente erfordert.

In letzter Zeit haben bestimmte Mikrofinanzierungs- oder "Crowdfunding"-Plattformen wie Kickstarter den Weg für die Beschaffung von Geldern geebnet, aber Autoren können ihre Projekte nicht zur Finanzierung auflisten, bis sie nachweisen können, dass ein Prototyp in Betrieb ist, der Analysegeräte erfordert.

In diesem Sinne ist die Anschaffung von Analysegeräten zweifellos die beste Option. Es gibt zwar noch andere Alternativen, wie zum Beispiel Mieten, aber diese sind meist teuer, da die Autoren ihre Prototypen in der Regel nebenberuflich entwerfen und verschiedene Versionen durchlaufen, was die Entwicklungszeit verlängert. Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist die Einarbeitung in das Gerät selbst und seine Besonderheiten, was ebenfalls Zeit in Anspruch nimmt. Daher halten viele Autoren die Anschaffung dieser Ausrüstung für unerlässlich, aber es ist wirklich schwierig für sie, die Kosten zu tragen, insbesondere bei solchen Projekten, in denen sie Monate oder Jahre verbringen können, bevor sie nennenswerte Einnahmen erzielen können.

Nicht nur Autoren benötigen kostengünstige Analysegeräte. An Colleges und Universitäten, die Studenten auf eine Karriere in Elektronik und Technologie vorbereiten, erweisen sich die Kosten pro Person für diese Ausrüstung als Problem; Bei vielen Gelegenheiten müssen sich die Schüler die Geräte teilen und zusammenarbeiten, obwohl es unter einem bestimmten Ausbildungsgesichtspunkt viel besser wäre, wenn sie sie einzeln nutzen könnten.

Solche Unannehmlichkeiten entstehen selbst in großen Unternehmen, wo Mitarbeiter bestimmter Abteilungen wie Anwendungstechnik oder After-Sales Laptops reservieren müssen. Wenn jeder seine Ausrüstung hätte, zumindest für die grundlegendsten Artikel des üblichen Gebrauchs, wäre die Qualität der erbrachten Dienstleistungen höher.

Glücklicherweise erkennen mehrere Hersteller diesen Marktbedarf und es ist jetzt möglich, erschwingliche und leistungsstarke Analysegeräte zu erhalten.

Ein Tool, das eine bemerkenswerte Anzahl an Funktionen zu einem relativ günstigen Preis bietet, ist das bekannte STEMTera-Board von SparkFun. Dies ist ein Steckbrett mit einem Faktor, der dem Arduino Uno entspricht, mit dem traditionellen ATmega 32-Bit-Mikrocontroller, der viele Optionen zum Testen mit schnellen Verbindungen bietet. LEGO-Teile können direkt auf der Unterseite montiert werden, sodass verschiedene Strukturen einfach hinzugefügt werden können. Dank der Kompatibilität mit Arduino steht dem Anwender eine Vielzahl von Erweiterungskarten (sog. „Shields“) zur Verfügung, die auf dem Markt erhältlich sind. Ein weiterer großer Vorteil dieses Steckbretts ist, dass es mit Multi-IDE-Entwicklungsumgebungen kompatibel ist.

Das Red Pitaya STEMLab Ultimate Kit wurde für den Bildungsbereich entwickelt und enthält alle notwendigen Elemente, um das Red Pitaya STEMLab 9-XNUMX Board als Oszilloskop, Phantomanalysator, LCR-Meter, Bode-Analysator, Gaussmeter oder LTI DSP-Arbeit zu verwenden Umgebung. Die Hauptplatine besteht aus einem Dual-Core-ARM-Cortex-AXNUMX-Prozessor und einem Xilinx-Zynq-FPGA-Mikrocontroller mit XNUMX MB RAM (erweiterbar auf bis zu XNUMX GB), wobei ein Micro-SD-Steckplatz weitere XNUMX GB RAM hinzufügen kann.

Was die Konnektivität betrifft, verfügt es unter anderem über USB, Gigabit-Ethernet und Wi-Fi (über einen "Dongle"). Es gibt 2 HF-Eingänge mit einer Abtastrate von 2 Ms/s, einer Auflösung von 4 Bit und einem Schutz gegen Überlastung und elektrostatische Entladung. Es hat auch 2 HF-Ausgänge mit genau der gleichen Auflösung und Abtastfrequenz und mit Kurzschlussschutz. Das Kit enthält sechzehn Anschlüsse für digitale E/A und XNUMX analoge Zwölf-Bit-Eingänge sowie IXNUMXC-, SPI- und UART-Kommunikationsschnittstellen.

Es ist ein sehr vielseitiges Kit, das die Logic Analyzer Pro-Anwendung enthält, mit der das STEMLab-Board als 8-Kanal-Logikanalysator verwendet werden kann, und das LCR-Meter-Board, eine zugängliche Lösung für Induktivitäts-, Kapazitäts- und Widerstandsmessungen. Das System umfasst auch eine breite Palette an Diagnosezubehör, wie z. B. 2 Oszilloskop-Tastköpfe, 2 SMA-BCN-Adapter, 2 2-Ω-Terminatoren, XNUMX SMA-T-Adapter und einen Wi-Fi-Dongle.

Das Digilent Analog Discovery 2 ist ein Multifunktionsgerät zum Messen, Anzeigen, Ausgeben, Aufzeichnen und Überwachen von Mixed-Signal-Schaltungen. Obwohl es sehr klein ist (es passt perfekt in Ihre Tasche), hat es die Kraft, mehrere wichtige Laborinstrumente zu ersetzen. Es richtet sich an Studenten und Bastler, ist aber auch ideal für Heimwerker oder alle, die eine funktionsreiche und tragbare Lösung suchen. Das Analog Discovery 2 kann als Oszilloskop (XNUMX Kanäle, XNUMX MHz Bandbreite und XNUMX Ms/s Abtastrate), Arbiträrsignalgenerator (XNUMX Kanäle, XNUMX Bit), digitaler Logikanalysator (XNUMX Kanäle), Mustergenerator (XNUMX Kanäle) verwendet werden ) oder virtuelles digitales E/A-Modul (XNUMX Kanäle) für das Training von Logikschaltungen. Es hat auch andere Funktionen: digitales Voltmeter Einkanal-DC/AC, Netzwerkanalysator, Geisterbildanalysator und digitale Busanalyse wie SPI, PC und UART. Die Waveforms-Software kann kostenlos heruntergeladen werden und ermöglicht die Überwachung des Tools von einem Computer aus, um die Daten zu untersuchen.

Zusammenfassung

Heutzutage sind professionelle Ingenieure nicht die einzigen, die wichtige Beiträge schaffen und leisten; Auch Autoren und Enthusiasten werden in die Entwicklung einbezogen, da sie ihre Ideen mit Begeisterung und ohne die finanziellen und logistischen Zwänge entwickeln können, die Ideen in großen Unternehmen oft ersticken. Analysegeräte können bei dieser Art von Projekten jedoch ein großes Hindernis darstellen: Die Kosten herkömmlicher Instrumente sind sehr hoch und die Miete nicht praktikabel, während die Entwicklungszeiten dieser Ideen normalerweise lang sind.

Wie wir gesehen haben, gibt es eine neue Generation kompakter und multifunktionaler Testwerkzeuge, die verschiedene wichtige Instrumente (wie Oszilloskop, Logikanalysator und Signalgenerator) ersetzen und an einen PC anschließen können, um die Daten anzuzeigen und zu untersuchen . Die Anschaffung dieser Geräte kostet weniger als die Anmietung herkömmlicher Geräte für ein paar Tage, und außerdem kann sie leicht transportiert werden, um sie im Labor oder außerhalb zu verwenden: hochwertige Werkzeuge in Reichweite von Enthusiasten, Autoren und Außendienstmitarbeitern .