原型板設(shè)計(jì)需要考慮哪些問(wèn)題

原型板，也叫ProtoType板，名字上看是用來(lái)驗(yàn)證你產(chǎn)品的原型的，基本上都是圍繞某一顆器件的核心功能搭配盡可能多的外設(shè)做成的板子，用戶可以直接買來(lái)在上面做各種驗(yàn)證、測(cè)試其性能等。

原型板的使用，在方案設(shè)計(jì)之初非常重要，你投入的是購(gòu)買一個(gè)板卡的費(fèi)用，但能夠確定這個(gè)器件是不是符合你的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要，能壓榨到什么程度。

我們有時(shí)也會(huì)稱之為開(kāi)發(fā)板、評(píng)估板等。

下面的這款我相信很多用戶都非常熟悉了，ST的每一個(gè)MCU系列都會(huì)有這么一個(gè)板子，讓用戶在自己畫板子之前可以通過(guò)這個(gè)原型板先體驗(yàn)其性能，嘗試各種可能性的應(yīng)用。

除了原廠提供的一些原型板，還有不少板卡設(shè)計(jì)廠商設(shè)計(jì)了各種原型板，比如現(xiàn)年這款由SparkFun設(shè)計(jì)的ProtoSnap板。

在這個(gè)板子上除了一些常用的外設(shè)，還放置了一些自己可以任意發(fā)揮的焊接點(diǎn)，給用戶更多的靈活性。

看形狀是否也很有創(chuàng)意?

還有下面的這款LiliPad ProtoSnap Plus板，除了板子的顏色與眾不同之外，板上的重要信號(hào)走線也非常有個(gè)性。

讓用戶覺(jué)得硬件學(xué)習(xí)也可以很“藝術(shù)”，可以很“美”，當(dāng)然，這樣設(shè)計(jì)的主要目的還是為了讓用戶使用起來(lái)更加直觀。

所以，電路板的設(shè)計(jì)也已經(jīng)不只是實(shí)現(xiàn)其功能，還要加入更多“審美”的元素。

下面的這個(gè)板子，使用著幾乎可以不用再看其它的文檔了 - 主要的使用說(shuō)明都已經(jīng)通過(guò)PCB的絲印印刷在電路板上了。

只是，這信息也太多了，我是受不了。。。。雖然使用起來(lái)會(huì)比較方便。

下面的這個(gè)基于ESP32無(wú)線模組的原型板更有創(chuàng)意，它可以掰開(kāi)成10個(gè)不同的模塊，你可以將每一個(gè)模組掰下來(lái)單獨(dú)使用。

模塊之間有信號(hào)線做了連接，如果不掰下來(lái)，它們是通過(guò)這些信號(hào)線互相連接的。

板子的底部絲印也很詳細(xì)。

這是Hackster.io上推薦的一款新的原型板(雖然ESP32并不新了)，在Github上也有這個(gè)板子所有的設(shè)計(jì)文件 - 開(kāi)源的，PCB板上用KiCad5繪制的。

瞧，下面的圖片就是我用KiCad5打開(kāi)的該板的PCB文件，如果我愿意，可以直接發(fā)出去制板。

看一下3D的效果

幾乎所有的器件封裝都有搭配好的3D模型，從這個(gè)開(kāi)源的設(shè)計(jì)文件包里我們可以直接借用很多現(xiàn)成的東西：

設(shè)計(jì)并驗(yàn)證好的原理圖

原理圖的符號(hào)、元器件的封裝/3D模型 - 可以導(dǎo)入到自己的庫(kù)中未來(lái)的項(xiàng)目中使用

PCB設(shè)計(jì)板圖

這正是使用開(kāi)源免費(fèi)工具KiCad的好處，在網(wǎng)上幾乎可以找到用任何元器件做的硬件設(shè)計(jì)的參考資源。

其實(shí)硬禾學(xué)堂的幾款原型板也在嘗試盡可能 - 不止是原型板/開(kāi)發(fā)板，比如我們的STM32 DIY示波器板子：

還為此專門設(shè)計(jì)了亞克力的外殼，方便使用。

作為硬件工程師，設(shè)計(jì)一款好的原型板不僅要考慮到“電路”設(shè)計(jì)的正確性 - 實(shí)現(xiàn)設(shè)定的所有功能、達(dá)到器件標(biāo)稱的性能，更重要的是要考慮到用戶的使用體驗(yàn)，是否能夠憑著直覺(jué)就把這個(gè)板子用好，是否還有其它我們想像不到的應(yīng)用?是否在使用的過(guò)程中有更好的體驗(yàn)?等等。

設(shè)計(jì)，本身也是一門藝術(shù)。

祝大家節(jié)日快樂(lè)!

原文標(biāo)題：一個(gè)“美”、“好”的原型板應(yīng)該如何設(shè)計(jì)?

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審核編輯：湯梓紅