PCB de Conteo de Personas

Conclusiones Clave

Definición: Una PCB de Conteo de Personas es una placa de circuito especializada diseñada para alojar sensores (ópticos, IR o ToF) y unidades de procesamiento para un análisis preciso del tráfico peatonal.
Métricas Críticas: La integridad de la señal y la gestión térmica son las principales prioridades debido a la alta carga de procesamiento de los algoritmos de conteo.
Integración: Estas placas a menudo se interconectan con módulos de alto ancho de banda, como una PCB de Cámara 4K, lo que requiere un control preciso de la impedancia.
Entorno: La selección depende en gran medida del escenario de implementación, que va desde espacios comerciales con clima controlado hasta vehículos de transporte público vibrantes.
Validación: La Inspección Óptica Automatizada (AOI) y las pruebas funcionales son innegociables para mantener la precisión a lo largo del tiempo.
Fabricación: Elegir la pila de capas y el acabado superficial adecuados previene la oxidación a largo plazo y la pérdida de señal.
Colaboración: Una participación temprana en DFM (Diseño para Fabricación) con su fabricante asegura que el diseño sea viable para la producción en masa.

Qué significa realmente una PCB de Conteo de Personas (alcance y límites)

Para comprender los requisitos específicos de esta tecnología, primero debemos definir qué hace realmente una PCB de Conteo de Personas dentro de un sistema. No es simplemente una placa de interconexión estándar; es la base de hardware que soporta la adquisición de datos complejos y el procesamiento en tiempo real. Estas placas de circuito impreso sirven como el centro neurálgico para diversas tecnologías de sensores, incluyendo sensores de tiempo de vuelo (ToF), cámaras estereoscópicas y cámaras térmicas. A diferencia de un controlador genérico, una PCB de conteo de personas debe manejar la transmisión de datos de alta velocidad sin latencia. La precisión del recuento de personas depende tanto de la estabilidad eléctrica de la placa como del algoritmo de software.

APTPCB (Fábrica de PCB de APTPCB) a menudo fabrica estas placas utilizando tecnología de interconexión de alta densidad (HDI). Esto permite la miniaturización necesaria para integrar potentes procesadores en carcasas discretas montadas en el techo. Los sistemas modernos a menudo integran una PCB de cámara de 360 grados para cubrir áreas más amplias, lo que aumenta la complejidad del diseño. La placa debe enrutar múltiples carriles de video de alta velocidad mientras gestiona el calor generado por el procesador de señal de imagen (ISP).

Métricas importantes (cómo evaluar la calidad)

Una vez definido el alcance, el siguiente paso es comprender las métricas específicas que determinan si una placa es adecuada para su propósito. Una PCB de conteo de personas se juzga por su capacidad para mantener la pureza de la señal y la durabilidad física bajo carga constante.

Métrica	Por qué es importante	Rango típico o factores influyentes	Cómo medir
Constante Dieléctrica (Dk)	Afecta la velocidad de propagación de la señal, crucial para los datos de conteo en tiempo real.	3.4 a 4.5 (estándar FR4); menor para materiales de alta velocidad.	Reflectometría en el Dominio del Tiempo (TDR).
Conductividad Térmica	Los procesadores que analizan las transmisiones de video generan un calor significativo.	0.3 W/mK (Estándar) a 2.0+ W/mK (Núcleo metálico o FR4 especializado).	Termografía durante las pruebas de carga.
Control de Impedancia	La impedancia no coincidente causa reflexión de datos, lo que lleva a errores de conteo o artefactos de video.	Tolerancia de ±10% (típicamente 50Ω de terminación simple, 90Ω/100Ω diferencial).	Cupones de prueba TDR en el panel de producción.
Temperatura de Transición Vítrea (Tg)	Determina la capacidad de la placa para soportar el calor de ensamblaje y la temperatura de funcionamiento.	Se recomienda Tg > 150°C (Tg alta) para mayor fiabilidad.	Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC).
CTE (eje z)	La expansión durante el ciclo térmico puede agrietar el revestimiento de cobre en las vías.	< 3.5% de expansión (50-260°C).	Análisis Termomecánico (TMA).
Resistencia de Aislamiento Superficial	Previene la migración electroquímica en ambientes húmedos (p. ej., entradas exteriores).	> 100 MΩ.	Pruebas en cámara de humedad/temperatura.

Guía de selección por escenario (compensaciones)

Comprender las métricas permite a los ingenieros seleccionar la configuración de placa adecuada según el lugar donde se instalará el dispositivo. Diferentes entornos imponen tensiones únicas a una PCB de conteo de personas.

1. Entradas de tiendas minoristas (interior estándar)

Requisito: Alta estética, tamaño compacto, procesamiento moderado.
Compensación: Priorizar la miniaturización (HDI) sobre la robustez extrema.
Recomendación: FR4 estándar de alta Tg, acabado ENIG para pads planos.

2. Espacios Públicos Exteriores

Requisito: Resistencia a la intemperie, amplio rango de temperatura.
Compensación: Mayor costo de los materiales para evitar la delaminación.
Recomendación: Materiales de alta fiabilidad (por ejemplo, Isola o Panasonic), el recubrimiento conformado es obligatorio.

3. Transporte Público (Autobuses/Trenes)

Requisito: Resistencia a la vibración, fuente de alimentación inestable.
Compensación: El cobre más grueso y los conectores robustos aumentan el peso y el costo.
Recomendación: Estándar IPC Clase 3 para fiabilidad ante vibraciones; conectores con bloqueo.

4. Almacenes de Techo Alto

Requisito: Detección de largo alcance, sensores activos de alta potencia (ToF).
Compensación: El mayor consumo de energía requiere una mejor gestión térmica.
Recomendación: Cobre más grueso (2oz) para planos de potencia; vías térmicas debajo del procesador principal.

5. Análisis de Alta Resolución (Integración 4K)

Requisito: Manejo de flujos de datos masivos desde una PCB de cámara 4K.
Compensación: La integridad de la señal es primordial; no se puede usar FR4 estándar de bajo costo para líneas de alta velocidad.
Recomendación: Materiales laminados de baja pérdida; impedancia controlada estricta en pares diferenciales.

6. Áreas Centradas en la Privacidad (Solo Térmico/IR)

Requisito: Sin cámaras ópticas; se basa en firmas de calor.
Compensación: Menor ancho de banda de datos pero mayor sensibilidad al ruido térmico en la PCB.
Recomendación: Separación cuidadosa del diseño entre las fuentes de alimentación y las entradas de sensores analógicos.

Del diseño a la fabricación (puntos de control de implementación)

Después de seleccionar el escenario, el proyecto pasa a la fase de ejecución, donde los archivos de diseño se convierten en placas físicas. Esta lista de verificación garantiza que la PCB de conteo de personas sea fabricable y confiable.

Para especificaciones detalladas sobre la preparación de sus archivos, consulte nuestras Directrices DFM.

1. Diseño del Apilamiento (Stackup)

Recomendación: Utilice un apilamiento equilibrado (p. ej., 4 o 6 capas) para evitar deformaciones.
Riesgo: La distribución desequilibrada del cobre provoca alabeo durante el reflujo.
Aceptación: Alabeo y torsión < 0.75%.

2. Selección de Materiales

Recomendación: Especifique FR4 de Tg alta (170°C).
Riesgo: El Tg estándar (130°C) puede delaminarse durante el ensamblaje en varios pasos o el retrabajo.
Aceptación: Verificación de la hoja de datos del material.

3. Diseño de Vías (HDI)

Recomendación: Si utiliza componentes BGA con un paso < 0.5mm, utilice microvías perforadas con láser.
Riesgo: Las brocas mecánicas pueden dañar las almohadillas en pasos ajustados.
Aceptación: Análisis de sección transversal (microsección).

4. Trazas de Impedancia

Recomendación: Marque claramente las líneas de impedancia para interfaces USB, Ethernet o MIPI CSI.
Riesgo: La degradación de la señal provoca retraso de video o desconexiones del sensor.
Aceptación: Informe TDR incluido con el envío.

5. Alivio Térmico

Recomendación: Asegurar que las almohadillas térmicas del procesador principal tengan suficientes vías de tierra.
Riesgo: El sobrecalentamiento provoca que la CPU se ralentice, perdiendo recuentos durante el tráfico pico.
Aceptación: Inspección por rayos X de la cobertura de soldadura en las almohadillas térmicas.

6. Acabado de Superficie

Recomendación: Níquel Químico Oro por Inmersión (ENIG).
Riesgo: HASL (Nivelación de Soldadura por Aire Caliente) es demasiado irregular para sensores de paso fino.
Aceptación: Inspección visual para almohadillas planas y uniformes.

7. Claridad de la Serigrafía

Recomendación: Asegurar que los códigos QR o números de serie sean legibles para el seguimiento de activos.
Riesgo: El texto borroso dificulta el mantenimiento en campo.
Aceptación: Verificación visual contra los archivos Gerber.

8. Panelización

Recomendación: Añadir rieles separables (5mm-10mm) con marcas de referencia para las máquinas de ensamblaje.
Riesgo: Las formas irregulares no pueden ser transportadas por máquinas de pick-and-place.
Aceptación: Verificación de ajuste en la simulación de la línea de ensamblaje.

9. Diques de Máscara de Soldadura

Recomendación: Mantener diques mínimos entre las almohadillas (aprox. 4 mil).
Riesgo: Puente de soldadura entre los pines del chip del sensor.
Aceptación: AOI (Inspección Óptica Automatizada).

10. Puntos de Prueba

Recomendación: Colocar puntos de prueba en la parte inferior para ICT (Prueba en Circuito).
Riesgo: La falta de acceso impide la validación eléctrica antes del ensamblaje final de la carcasa.
Aceptación: Cobertura de prueba de netlist del 100%.

Errores comunes (y el enfoque correcto)

Incluso con una lista de verificación, los ingenieros a menudo encuentran escollos específicos al diseñar una PCB de conteo de personas. Evitar estos errores ahorra tiempo y reduce el desperdicio.

Ignorar las simulaciones térmicas:
- Error: Asumir que la carcasa disipará el calor de forma natural.
- Corrección: Realice simulaciones térmicas temprano. La PCB actúa como el disipador de calor principal para el módulo del sensor.
Colocar líneas de alta velocidad cerca de los inductores de potencia:
- Error: Enrutar líneas de datos de video (MIPI/LVDS) demasiado cerca de los reguladores de conmutación.
- Corrección: Mantenga las trazas de señal sensibles al menos a 20 milésimas de pulgada de los componentes de potencia ruidosos.
Especificar en exceso la tabla de perforación:
- Error: Usar 10 tamaños de perforación diferentes cuando 4 serían suficientes.
- Corrección: Consolide los tamaños de perforación para reducir el costo y el tiempo de fabricación.
Descuidar la zona de "exclusión" para las antenas:
- Error: Verter planos de tierra de cobre debajo del área de la antena Wi-Fi/Bluetooth.
- Corrección: Elimine todo el cobre en todas las capas debajo de la antena para asegurar la conectividad.
Condensadores de desacoplamiento inadecuados:
- Error: Colocar los condensadores demasiado lejos de los pines de alimentación del sensor.
- Corrección: Coloque los condensadores de desacoplamiento lo más cerca posible de los pines de alimentación para filtrar el ruido de manera efectiva.
Olvidar las restricciones mecánicas:
- Error: Colocar condensadores altos donde debe ir la carcasa de la lente.

Corrección: Importe el archivo 3D STEP de la carcasa en la herramienta de diseño de PCB para verificar colisiones.

Uso de un acabado superficial incorrecto para alta frecuencia:
- Error: Usar HASL para placas que operan por encima de 3GHz.
- Corrección: Use ENIG o Plata de Inmersión para un mejor rendimiento del efecto piel.
Subestimación del rendimiento de datos:
- Error: Diseñar para un ancho de banda de 1080p cuando el sensor es una PCB de cámara 4K.
- Corrección: Calcule la tasa de datos máxima y diseñe los pares diferenciales en consecuencia.

Preguntas Frecuentes

P: ¿Cuál es el plazo de entrega estándar para un prototipo de PCB de conteo de personas? R: Los prototipos estándar suelen tardar de 3 a 5 días. Las placas HDI complejas pueden tardar de 7 a 10 días, dependiendo del número de capas y los ciclos de laminación.

P: ¿Puede APTPCB ayudar con el suministro de componentes para estas placas? R: Sí, ofrecemos servicios llave en mano que incluyen fabricación de PCB, suministro de componentes y ensamblaje.

P: ¿Por qué es tan crítico el control de impedancia para el conteo de personas? R: Estos dispositivos transmiten video de alta velocidad o datos de profundidad. Los desajustes de impedancia causan pérdida de datos, lo que resulta en conteos inexactos o bloqueos del sistema.

P: ¿Es necesario usar PCB flexibles (Flex o Rígido-Flexible)? R: El rígido-flexible se usa a menudo si el sensor necesita montarse en un ángulo específico (por ejemplo, una PCB de cámara de 360 grados) mientras el procesador principal permanece plano.

P: ¿Cómo se asegura de que la placa sobreviva a la humedad exterior? R: Recomendamos aplicar un recubrimiento conformado después del ensamblaje y usar una máscara de soldadura de alta calidad para proteger las pistas de cobre.

P: ¿Cuál es la diferencia entre una PCB de cámara estándar y una PCB de conteo de personas? R: Una PCB de conteo de personas incluye procesamiento integrado (IA en el borde) para analizar el video localmente, mientras que una PCB de cámara estándar solo transmite el video.

P: ¿Pueden fabricar placas con vías ciegas y enterradas? R: Sí, esto es común para diseños compactos donde el espacio de la placa es limitado.

P: ¿Necesito proporcionar requisitos de prueba específicos? R: Sí, proporcionar un diseño de accesorio de prueba o instrucciones de prueba funcional específicas ayuda a garantizar cero defectos en la entrega.

P: ¿Qué formatos de archivo aceptan para la fabricación? R: Aceptamos los formatos Gerber RS-274X, ODB++ e IPC-2581.

P: ¿Cómo afecta el número de capas al costo? R: Más capas requieren más material y pasos de procesamiento (laminación, chapado), lo que aumenta el costo. Optimizar el diseño para reducir las capas puede ahorrar dinero.

Para más detalles sobre nuestras capacidades, visite nuestra página de Fabricación de PCB.

Glosario (términos clave)

Término	Definición
AOI	Inspección Óptica Automatizada. Un sistema basado en cámara utilizado para verificar las PCB en busca de errores de ensamblaje como piezas faltantes o puentes de soldadura.
BGA	Ball Grid Array (Matriz de Rejilla de Bolas). Un tipo de encapsulado de montaje superficial utilizado para procesadores de alto rendimiento.
BOM	Lista de Materiales (Bill of Materials). Una lista exhaustiva de todos los componentes necesarios para ensamblar la PCB.
Crosstalk	Diafonía. Transferencia de señal no deseada entre canales de comunicación, causando corrupción de datos.
DFM	Diseño para Fabricación (Design for Manufacturing). La práctica de diseñar placas para que sean fáciles y económicas de fabricar.
Differential Pair	Par Diferencial. Dos señales complementarias utilizadas para transmitir datos con alta inmunidad al ruido (p. ej., USB, HDMI).
Edge AI	IA en el Borde (Edge AI). Algoritmos de Inteligencia Artificial procesados localmente en la PCB en lugar de en la nube.
ENIG	Níquel Químico Oro por Inmersión (Electroless Nickel Immersion Gold). Un acabado superficial plano y duradero ideal para componentes de paso fino.
Gerber File	Archivo Gerber. El formato de archivo estándar utilizado por la industria de PCB para describir las imágenes de la placa (cobre, máscara, leyenda).
HDI	Interconexión de Alta Densidad (High-Density Interconnect). PCBs que incorporan microvías y líneas finas para integrar más funcionalidad en menos espacio.
IPC Class 2/3	Clase IPC 2/3. Estándares de fabricación. La Clase 2 es para electrónica general; la Clase 3 es para sistemas de alta fiabilidad/críticos.
MIPI CSI	Interfaz Serie de Cámara de la Interfaz de Procesador de la Industria Móvil (Mobile Industry Processor Interface Camera Serial Interface). Un protocolo de alta velocidad para conectar cámaras al procesador.
Stackup	Apilamiento. La disposición de las capas de cobre y el material aislante (dieléctrico) en una PCB multicapa.
ToF	Tiempo de Vuelo (Time-of-Flight). Una tecnología de sensor que mide la distancia basándose en el tiempo que tarda la luz en viajar a un objeto y regresar.
Vía	Un orificio chapado que conecta pistas de cobre en diferentes capas de la PCB.

Conclusión (próximos pasos)

Una PCB de conteo de personas es una pieza de hardware sofisticada que equilibra el procesamiento de datos de alta velocidad con la durabilidad ambiental. Ya sea que esté integrando una PCB de cámara de 360 grados para un centro comercial o un sensor robusto para el transporte público, el éxito de su producto depende de la calidad de la placa de circuito impreso.

Desde la selección de los materiales dieléctricos adecuados hasta la garantía de un control preciso de la impedancia durante la fabricación, cada detalle importa. APTPCB está listo para apoyar su proyecto desde la fase de prototipo inicial hasta la producción en masa.

¿Listo para comenzar su proyecto? Para obtener una revisión DFM y precios precisos, prepare sus archivos Gerber, la Lista de Materiales (BOM) y las especificaciones de apilamiento de capas. Si tiene requisitos específicos de impedancia o pruebas, inclúyalos en su documentación.

Obtenga una cotización para su PCB de conteo de personas