Na rynku dostępne są nowoczesne platformy elektroniczne, działające niemalże "z paczki". Internet Rzeczy rozwija się szybciej niż kiedykolwiek, a co za tym idzie - potrzebne są kolejne układy elektroniczne i rzesze osób je projektujących. Aby pracować w zawodzie projektanta-elektronika, trzeba być w stanie zmierzyć się z wieloma wyzwaniami i posiadać szereg kluczowych umiejętności. W treści tego artykułu wymieniamy dziesięć, wybranych zupełnie subiektywnie, umiejętności, jakie posiadać powinien inżynier, zajmujący się projektowaniem urządzeń elektronicznych. Kolejność jest zupełnie przypadkowa.
1. Prowadzenie analizy układów
Od projektowania prostych obwodów złożonych z oporników, po analizę odpowiedzi częstotliwościowej złożonych sieci - projektanci muszą wiedzieć, jak pisać i rozwiązywać równania analizy węzłów i pętli, aby dowiedzieć się, jak działają złożone układy. Programy symulacyjne mogą w razie potrzeby pomóc w zaawansowanej matematyce, ale wiedza o tym, jak skonfigurować analizę, będzie nadal konieczna.
2. Praca ze wzmacniaczami operacyjnymi
Wzmacniacz operacyjny to koń pociągowy prawie każdej aplikacji, która wymaga sygnałów analogowych. Wzmacniacz operacyjny jest urządzeniem uniwersalnym. Stosowany właściwie, pracować może jako wzmacniacz, integrator (układ całkujący) czy jako kondycjoner sygnału - do przesuwania poziomu sygnału, filtrowania go i wiele innych przydatnych operacji analogowych. Sztuką jest zrozumienie cech i ograniczeń rzeczywistych urządzeń, a nie wyidealizowanego zachowania opisanego w podręcznikach.
3. Zrozumienie filtrów analogowych
Chociaż projektowanie aktywnych filtrów analogowych może nie być potrzebne we wszystkich pracach nad nowymi urządzeniami, zrozumienie wpływu, jaki poszczególne komponenty mają na sygnały analogowe, jest nadal ważną umiejętnością. Zarówno pojemność, indukcyjność i impedancja wszystkich elementów, jak i np. ścieżek na PCB mogą zmieniać nawet sygnały cyfrowe w sposób, który, jeśli nie zostanie odpowiednio zrozumiany i skompensowany, może spowodować niepoprawne działanie urządzenia.
4. Projektowanie filtrów cyfrowych
Obecnie większość sygnałów audio, wideo czy bezprzewodowych przechodzi w pewnym momencie w postać cyfrową, z wieloma rodzajami manipulacji sygnału w domenie cyfrowej. Wiedza, jak działają filtry cyfrowe stosowane w celu manipulowania sygnałem analogowym, który leży u podstaw strumienia danych, jest niezbędna do uniknięcia niespodzianek, nawet jeśli programista wywołuje tylko standardowe funkcje, a nie projektuje filtr w swojej aplikacji.
5. Projektowanie sterowania sprzężeniem zwrotnym
Roboty, klimatyzacja, pojazdy autonomiczne i wiele innych systemów zależy od pętli kontroli pracującej w sprzężeniu zwrotnym w celu ich prawidłowego działania (często takie pętle zawierają filtry - patrz wyżej). Projektanci powinni wiedzieć, jak działają pętle sterujące, jak określić ich skuteczność i jak zapewnić, aby były one stabilne w swoim zachowaniu. Nikt nie chce systemu, który łatwo się wzbudza albo nieprecyzyjnie reguluje kontrolowaną wartość.
6. Zarządzanie gorącymi komponentami
Straty mocy procesorów rosną, podobnie jak gęstość komponentów w małych przestrzeniach nowoczesnych urządzeń. Dlatego też przegrzanie komponentów jest powszechnym problemem. Projektanci muszą znać dostępne możliwości, aby zachować dostatecznie niską temperaturę w układzie - wiedzieć, jak analizować transfer ciepła, aby przekonać się, czy zapewnili systemowi wystarczające chłodzenie.
7. Praca z sygnałami radiowymi
Nie tak dawno temu projektowanie systemów pracujących w zakresie częstotliwości radiowych (RF) było specjalnością, o którą większość elektroników nigdy nie musiała się martwić. Ale dzięki technologiom IoT wymagającym łączności bezprzewodowej oraz rosnącym prędkościom zegara, zamienianie ścieżek na PCB w falowody RF i podstawowe zrozumienie tego, jak propagują się i przekazują energię sygnały RF, jest niezbędne.
8. Docenianie oprogramowania układowego
Ponad połowa wysiłków projektowych w przemyśle elektronicznym obejmuje dziś oprogramowanie, a większość systemów elektronicznych wykorzystuje jakiś mikroprocesor lub mikrokontroler, aby zapewnić część lub całość swojej funkcjonalności. Jednak decyzje dotyczące projektowania sprzętu mogą mieć znaczący wpływ na łatwość i skuteczność opracowywania oprogramowania układowego. Więc nawet jeśli nie jest się bezpośrednio zaangażowanym w prace programistyczne, projektant elektroniki powinien mieć pewne pojęcie o tym, czym jest oprogramowanie układowe, jak zostało stworzone i jaka jest jego rola w tworzeniu gotowego produktu.
9. Używanie statystyki przy projektowaniu
Przygotowanie prototypu do pracy w laboratorium to dopiero pierwszy krok w tworzeniu produktu na rynek. Projekt musi być wystarczająco solidny, aby umożliwić wszystkie zmiany wartości komponentu, które wystąpią podczas produkcji masowej oraz pracy w szerokim zakresie środowisk, z którymi będzie musiał się zmierzyć gotowy produkt. Analiza statystyczna jest narzędziem, które projektanci będą musieli poznać, aby ich projekt działał w obliczu tej niepewności.
10. Zarządzanie karierą
Oprócz całej opisanej tutaj wiedzy technicznej, elektronicy powinni posiadać podstawowe umiejętności zarządzania biznesem i swoją karierą. Zarówno wejście w nowe środowisko, jak i utrzymywanie posiadanej pracy nie są takie łatwe i nie wynikają tylko z wiedzy technicznej. Umiejętności miękkie pomagają w zwiększanie dostępu do nowych możliwości i zwiększają wynagrodzenia, czy ułatwiają wznoszenie się w hierarchii lub podejmowanie własnych przedsięwzięć, takich jak firma. Pomaga to także w utrzymywaniu długoterminowej satysfakcji z wysiłku w pracy - wymaga to świadomego wysiłku.
Inspiracją do sformułowania tych dziesięciu punktów jest książka "Dziesięć kluczowych umiejętności inżyniera elektronika" Barrego L. Dorra - można z niej nauczyć się wiele na powyższe tematy, oprócz firmware. Jeśli o ten aspekt chodzi, dobrym punktem wyjścia jest sięgnięcie po moduły Arduino i nauczenie się pewnych podstaw - takie wszak było założenie twórców tego ekosystemu, ma to być narzędzie edukacyjne.
Źródło: https://www.electronicproducts.com/Education/Career/10_skills_every_electrical_engineer_needs_to_know.aspx
1. Prowadzenie analizy układów
Od projektowania prostych obwodów złożonych z oporników, po analizę odpowiedzi częstotliwościowej złożonych sieci - projektanci muszą wiedzieć, jak pisać i rozwiązywać równania analizy węzłów i pętli, aby dowiedzieć się, jak działają złożone układy. Programy symulacyjne mogą w razie potrzeby pomóc w zaawansowanej matematyce, ale wiedza o tym, jak skonfigurować analizę, będzie nadal konieczna.
2. Praca ze wzmacniaczami operacyjnymi
Wzmacniacz operacyjny to koń pociągowy prawie każdej aplikacji, która wymaga sygnałów analogowych. Wzmacniacz operacyjny jest urządzeniem uniwersalnym. Stosowany właściwie, pracować może jako wzmacniacz, integrator (układ całkujący) czy jako kondycjoner sygnału - do przesuwania poziomu sygnału, filtrowania go i wiele innych przydatnych operacji analogowych. Sztuką jest zrozumienie cech i ograniczeń rzeczywistych urządzeń, a nie wyidealizowanego zachowania opisanego w podręcznikach.
3. Zrozumienie filtrów analogowych
Chociaż projektowanie aktywnych filtrów analogowych może nie być potrzebne we wszystkich pracach nad nowymi urządzeniami, zrozumienie wpływu, jaki poszczególne komponenty mają na sygnały analogowe, jest nadal ważną umiejętnością. Zarówno pojemność, indukcyjność i impedancja wszystkich elementów, jak i np. ścieżek na PCB mogą zmieniać nawet sygnały cyfrowe w sposób, który, jeśli nie zostanie odpowiednio zrozumiany i skompensowany, może spowodować niepoprawne działanie urządzenia.
4. Projektowanie filtrów cyfrowych
Obecnie większość sygnałów audio, wideo czy bezprzewodowych przechodzi w pewnym momencie w postać cyfrową, z wieloma rodzajami manipulacji sygnału w domenie cyfrowej. Wiedza, jak działają filtry cyfrowe stosowane w celu manipulowania sygnałem analogowym, który leży u podstaw strumienia danych, jest niezbędna do uniknięcia niespodzianek, nawet jeśli programista wywołuje tylko standardowe funkcje, a nie projektuje filtr w swojej aplikacji.
5. Projektowanie sterowania sprzężeniem zwrotnym
Roboty, klimatyzacja, pojazdy autonomiczne i wiele innych systemów zależy od pętli kontroli pracującej w sprzężeniu zwrotnym w celu ich prawidłowego działania (często takie pętle zawierają filtry - patrz wyżej). Projektanci powinni wiedzieć, jak działają pętle sterujące, jak określić ich skuteczność i jak zapewnić, aby były one stabilne w swoim zachowaniu. Nikt nie chce systemu, który łatwo się wzbudza albo nieprecyzyjnie reguluje kontrolowaną wartość.
6. Zarządzanie gorącymi komponentami
Straty mocy procesorów rosną, podobnie jak gęstość komponentów w małych przestrzeniach nowoczesnych urządzeń. Dlatego też przegrzanie komponentów jest powszechnym problemem. Projektanci muszą znać dostępne możliwości, aby zachować dostatecznie niską temperaturę w układzie - wiedzieć, jak analizować transfer ciepła, aby przekonać się, czy zapewnili systemowi wystarczające chłodzenie.
7. Praca z sygnałami radiowymi
Nie tak dawno temu projektowanie systemów pracujących w zakresie częstotliwości radiowych (RF) było specjalnością, o którą większość elektroników nigdy nie musiała się martwić. Ale dzięki technologiom IoT wymagającym łączności bezprzewodowej oraz rosnącym prędkościom zegara, zamienianie ścieżek na PCB w falowody RF i podstawowe zrozumienie tego, jak propagują się i przekazują energię sygnały RF, jest niezbędne.
8. Docenianie oprogramowania układowego
Ponad połowa wysiłków projektowych w przemyśle elektronicznym obejmuje dziś oprogramowanie, a większość systemów elektronicznych wykorzystuje jakiś mikroprocesor lub mikrokontroler, aby zapewnić część lub całość swojej funkcjonalności. Jednak decyzje dotyczące projektowania sprzętu mogą mieć znaczący wpływ na łatwość i skuteczność opracowywania oprogramowania układowego. Więc nawet jeśli nie jest się bezpośrednio zaangażowanym w prace programistyczne, projektant elektroniki powinien mieć pewne pojęcie o tym, czym jest oprogramowanie układowe, jak zostało stworzone i jaka jest jego rola w tworzeniu gotowego produktu.
9. Używanie statystyki przy projektowaniu
Przygotowanie prototypu do pracy w laboratorium to dopiero pierwszy krok w tworzeniu produktu na rynek. Projekt musi być wystarczająco solidny, aby umożliwić wszystkie zmiany wartości komponentu, które wystąpią podczas produkcji masowej oraz pracy w szerokim zakresie środowisk, z którymi będzie musiał się zmierzyć gotowy produkt. Analiza statystyczna jest narzędziem, które projektanci będą musieli poznać, aby ich projekt działał w obliczu tej niepewności.
10. Zarządzanie karierą
Oprócz całej opisanej tutaj wiedzy technicznej, elektronicy powinni posiadać podstawowe umiejętności zarządzania biznesem i swoją karierą. Zarówno wejście w nowe środowisko, jak i utrzymywanie posiadanej pracy nie są takie łatwe i nie wynikają tylko z wiedzy technicznej. Umiejętności miękkie pomagają w zwiększanie dostępu do nowych możliwości i zwiększają wynagrodzenia, czy ułatwiają wznoszenie się w hierarchii lub podejmowanie własnych przedsięwzięć, takich jak firma. Pomaga to także w utrzymywaniu długoterminowej satysfakcji z wysiłku w pracy - wymaga to świadomego wysiłku.
Inspiracją do sformułowania tych dziesięciu punktów jest książka "Dziesięć kluczowych umiejętności inżyniera elektronika" Barrego L. Dorra - można z niej nauczyć się wiele na powyższe tematy, oprócz firmware. Jeśli o ten aspekt chodzi, dobrym punktem wyjścia jest sięgnięcie po moduły Arduino i nauczenie się pewnych podstaw - takie wszak było założenie twórców tego ekosystemu, ma to być narzędzie edukacyjne.
Źródło: https://www.electronicproducts.com/Education/Career/10_skills_every_electrical_engineer_needs_to_know.aspx
Fajne? Ranking DIY
