Kapcsolja be az elektronikai projektjét eladható termékké - 💡 Fix My Ideas

Kapcsolja be az elektronikai projektjét eladható termékké

Kapcsolja be az elektronikai projektjét eladható termékké


Szerző: Ethan Holmes, 2019

Van egy ötleted, amit szeretne hozni a piacra? Ebben a sorozatban John Teel sétál át a prototípusról a termelésbe történő átméretezés folyamatán. Kövesse az egyes részleteket, hogy közelebbről megvizsgálja, hogyan kell beépíteni az egyes összetevőket.


Álmodik egy forró, új hardvereszköz fejlesztéséről és piacra hozataláról? Talán a cél az, hogy jobbá tegye a világot a termékével, vagy talán csak azt szeretné, hogy mocskos gazdag legyen a termék eladásával.

A projekt prototípusának fejlesztése Arduino, Raspberry Pi vagy más fejlesztési platformok segítségével fantasztikus első lépés. Azonban még mindig sok tennivaló van, ha azt akarja, hogy valamit, amit a tömegek számára lehet gyártani és értékesíteni.

Ebben a cikkben a folyamatot kezelhető lépésekre bontom, így elkezdheted az álmaid valóra váltását!

1. lépés: Válassza ki a Core Electronic Components elemet

Az első lépés az elsődleges mikrochipek (azaz az integrált áramkörök), az érzékelők, a kijelzők, a csatlakozók és az egyéb elektronikus alkatrészek kiválasztása a kívánt funkciók és a kiskereskedelmi ár alapján.

Az elektronikai komponensek keresésének és megvásárlásának legjobb helyei a nagy forgalmazók, mint az Arrow, a Digikey, a Mouser és a Future. A komponensek egyedülállóak (prototípusok és kezdeti tesztek) vagy akár ezer (kis volumenű gyártás esetén) bármely beszállítótól vásárolhatók meg. Az AdaFruit és a SparkFun a legjobb források az elektronikus modulok, készletek, érzékelők, kamerák és egyéb elektronikus alkatrészek számára.

2. lépés: Tervezze meg az áramkör vázlatát

Miután az összes magkomponens kiválasztásra került, a következő lépés az, hogy összekapcsoljuk őket egy sematikus ábrán. A vázlatos ábra hasonló egy ház tervéhez.

1. ábra - Példa egy sematikus áramkörre (Arduino Uno)

A vázlat azt mutatja be, hogy az összes komponens mikroszkópoktól az egyszerű ellenállásokig összekapcsolódjon. A vázlat az elektronikai tervezés elvont ábrázolása. Sokak számára ez lehet a legnehezebb lépés a tanuláshoz, mivel az elektronikai tervezési tervezés alapvető megértését igényli.

Azt javaslom, hogy egy Arduino vagy Raspberry Pi alapú prototípussal kezdjem, majd a nyílt forráskódú sémákat sokszor átmásolhatod, miután készen állsz egy teljesen egyedi tervezésre. Ha nincs jó megértése az elektronikáról, akkor három választási lehetősége van: talál egy társalapítót, aki megtanulja az elektronika alapjait, vagy vegyen fel egy elektronikai tervezőmérnököt, hogy teljesen megtervezze az áramkört, vagy legalább felülvizsgálja tervezés.

3. lépés: Készítse el az anyagjegyzéket

Most itt az ideje, hogy hozzon létre egy részletes alkatrészlistát, amelyet az anyagjegyzék (BOM) neveznek. A BOM felsorolja az alkatrészszámot, a részleírást, a mennyiséget és esetleg az alkatrészárakat. Az 1. lépésben már ki kellett volna választania a fontosabb összetevőket. Tehát most meg kell adnia az összes másodlagos alkatrészt, mint a kondenzátorok, ellenállások, induktorok, csatlakozók stb.

Ne feledje, hogy a BOM a 4. lépés után hozható létre, ha ezt kívánja, de ez lehetővé teszi, hogy gyorsabban becsülje meg a termék termelési költségeit.

4. LÉPÉS: Tervezze meg a nyomtatott áramköri lapot

Most itt az ideje, hogy felvegyük a fogalmi vázlatot, és valós idejű elektronikává alakítsuk: nyomtatott áramköri lapot (PCB).

2. ÁBRA - Nyomtatott áramköri lap (PCB) elrendezési példa és a kapott PCB prototípus

A PCB az a fizikai tábla, amely az összes elektronikus alkatrészt tárolja és összekapcsolja. Számos projekt esetében a PCB elrendezése bonyolultabb és időigényesebb, mint az eredeti vázlat megtervezése.

A legtöbb esetben minél szigorúbbak az összetevők, annál hosszabb ideig tart a PCB elrendezés létrehozása. Ez azt jelenti, hogy az igazán kicsi termékek, például a hordozható technológiai eszközök esetében a PCB-elrendezés létrehozása további időt vesz igénybe.

Ha a modul nagy mennyiségű energiát használ vagy vezeték nélküli kapcsolatot kínál, akkor a PCB elrendezés még kritikusabb és időigényesebb.

Vezeték nélküli kommunikációs termékek esetében különös figyelmet kell fordítania az RF (rádiófrekvenciás) áramkörök PCB-elrendezésére, amely jellemzően az antennát jelenti. Az antenna elrendezése nemcsak kritikus, hanem bonyolult. A helytelen antenna elrendezés valószínűleg az egyik leggyakoribb hiba a PCB-tervezésnél. Nagyon ajánlom, hogy az antenna gyártóját, vagy egy független mérnököt kapjon az antenna elrendezésének felülvizsgálata előtt. Csak győződjön meg róla, hogy bérel egy mérnököt, aki tapasztalt az antenna PCB elrendezésével, mivel a legtöbb nem rendelkezik a szükséges tapasztalattal.

Ne feledje, hogy a csúcshatékonyság elérése érdekében valószínűleg még mindig be kell állítania az antennát. Az antenna gyártója sokszor biztosítja ezt a tuning szolgáltatást.

5. lépés: Rendelje meg a PCB prototípusokat

Az elektronikus PCB prototípusok előállítása kétlépéses folyamat. Az első lépés a csupasz nyomtatott áramköri lapok előállítása. Ehhez a lépéshez vagy a Sunstone Circuit-ot vagy a San Francisco Circuit-ot használom, de sok más lehetőség is van. A második lépés az összes elektronikus alkatrész összeszerelése a PCB-re. Ehhez a lépéshez általában egy Screaming Circuits nevű céget használok.

A közgyűlés általában a legdrágább lépés, és tapasztalatom szerint az összes PCB költségének kétharmada. Pénzt takaríthat meg, természetesen a forrasztási komponenseket is, ha jó a forrasztáshoz. Azonban sok modern alkatrész ólommentes (a vezetékek az alkatrész alatt vannak), így kézzel lehetetlenek.

A legtöbb esetben néhány hétbe telik, hogy teljesen összeszerelt táblákat kapjon, kivéve, ha a gyorsított szolgáltatásért külön fizet. Általában körülbelül 5 összeszerelt táblát rendelek, ami általában körülbelül 2000 dollárba kerül.

Ha a szuper kis méret rendkívül kritikus a terméke számára (úgy gondolja, hogy hordható tech- és Internet-of-Things-eszközök), akkor a kívánt méret eléréséhez szükség lehet a fejlettebb PCB-gyártási módszerekre. Például az eltemetett és / vagy vak vakok használata lehetővé teszi, hogy mindent hihetetlenül tömörítsen. Azonban ezek a fejlett viasok könnyen megháromszorozhatják a prototípus költségeit, így a legjobb, ha csak a termék sikeréhez szükséges.

6. lépés: A mikrokontroller vagy a mikroprocesszor programozása

A legtöbb elektronikai eszköz tartalmaz egy mikrochipet, amelyet mikrovezérlő egységnek (MCU) vagy Micro = Processor Unit (MPU) neveznek, amely az eszköz alapvető „agyaként” szolgál. Ahogy a nevek azt jelzik, hogy az MCU nagyszerű a dolgok vezérlésében, és az MPU nagyszerű az adatok feldolgozásában. Az MCU elég lassú MPU, kevesebb memóriával és kevesebb csapral, de több beépített perifériával rendelkezik a külvilággal való összeköttetéshez. Az MCU nem igényel olyan operációs rendszert, mint egy MPU alapú rendszer, ami sokkal egyszerűbb megoldást jelent.

Például egy Arduino egy mikrokontroller (MCU) alapú fejlesztési rendszer, míg a Raspberry Pi egy erősebb mikroprocesszoros (MPU) platform, amely teljes operációs rendszerrel rendelkezik.

Akár a mikrokontrollert, akár mikroprocesszort használja, be kell programozni. Ez a program (a firmware-nek nevezett) valószínűleg a „C” számítógép nyelvén kerül kifejlesztésre.

7. lépés: Értékelje, hibakeresés és ismétlés

Bármely új termék első változata soha nem lesz készen áll a piacra, és az esetleges problémák a következő prototípus iterációban lesznek rögzítve. Majdnem mindig lesz néhány kérdés, ezért ne legyél irreálisan optimista a fejlesztési és finanszírozási tervek elkészítésekor. Terv a valóságra.

Ez nagy kihívást jelenthet a költség és az idő szempontjából. A talált problémák természetesen váratlanok, ezért időbe telik, hogy kitaláljuk a hiba forrását, és meghatározzuk, hogyan lehet a legjobban javítani. Azonban az új hardver termékeket fejlesztő cégeknek ugyanolyan akadályuk van, hogy legyőzzük.

8. lépés: Tanúsítványok

A legtöbb országban egy új elektronikus termék eladásához többféle tanúsításra van szükség. A pontos tanúsítványok az országtól / régiótól függenek, ahol a terméket értékesítik.

Figyelmeztetni fogom, hogy a tanúsítványok megszerzése nem olcsó, és a legtöbb termék legalább 10 000 dollárba kerül 30 $ -ra a hitelesítéshez. Szerencsére van mód arra, hogy csökkentse ezt a költséget, például előre hitelesített vezeték nélküli modulok használatával. Az alábbiakban egy gyors áttekintést adunk az USA-ban, Kanadában és Európában szükséges tanúsítványokról.

Az FCC (Federal Communications Commission) tanúsítványra van szükség az USA-ban értékesített összes elektromos termékre. Azok a termékek, amelyek nem célszerűen sugározzák az elektromágneses energiát (azaz nincsenek vezeték nélküli funkciók), nem radiátorok. Másrészről a vezeték nélküli termékek célzottan továbbítják az elektromágneses energiát, és szándékos radiátorok. Sokkal drágább, ha szándékos radiátorhoz FCC tanúsítványt szerezzünk.

Az UL (Underwriters Laboratories) vagy a CSA (Kanadai Szabványügyi Szövetség) tanúsítvány szükséges minden olyan elektromos termékre, amelyet az Egyesült Államokban és / vagy Kanadában értékesítenek, és amely csatlakozik a hálózati aljzatba. Azok a termékek, amelyek csak újratöltési képesség nélküli akkumulátorokkal működnek, nem igényelnek UL / CSA tanúsítást. Ugyanakkor a legtöbb kiskereskedelmi lánc és / vagy termékbiztosítási társaság megköveteli UL / CSA tanúsítványt minden elektronikus termék esetében.

Az Európai Unióban (EU) értékesített termékek esetében a CE (Conformité Européene) tanúsítvány szükséges. Ez hasonló az Egyesült Államokban szükséges FCC és UL tanúsítványokhoz.

Az Európai Unióban (EU) értékesített elektromos termékekre a RoHS (veszélyes anyagok korlátozása) tanúsítvány szükséges. Biztosítja, hogy az elektronika ólommentes.

Következtetés

Ha terméke elektronikát igényel, akkor kétségtelenül növeli a termék fejlesztésének összetettségét. Ez növeli a fejlesztési költségeket, az időt és a kockázatot.

A fejlesztés kockázatának csökkentése érdekében (és általában a költség és az idő) nagyon ajánlom, hogy a tervek elkészítése előtt szerezzen be egy második véleményt. A második vélemények, amelyeket gyakran neveznek tervezési értékeléseknek, jelentősen csökkenthetik a hibák esélyét. A fényes oldalon viszonylag egyszerű az elektronika átállítása a prototípusról a tömegtermelésre.



Lehet, Hogy Érdekli

Nagyapám otthon épített autója

Nagyapám otthon épített autója


Omni rehab

Omni rehab


Disney's Cute Turtle Robot felhívja a teljes strandképeket

Disney's Cute Turtle Robot felhívja a teljes strandképeket


Nagyon különleges hatású smink a 2012-es Makey-díjakon

Nagyon különleges hatású smink a 2012-es Makey-díjakon






Legutóbbi Hozzászólások