Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Lülitage oma elektroonika projekt müügitavaks tooteks

Kas teil on idee, mida soovite turule tuua? Selles seerias kõnnib John Teel prototüübist tootmisele. Üksikute komponentide kaasamise täpsemaks vaatamiseks järgige iga osa.


Kas sa unistad, et töötad välja kuuma uue riistvara vidina ja toovad selle turule? Võib-olla teie eesmärk on muuta maailm oma tootega paremaks või võib-olla tahate lihtsalt saada räpast rikast toodet oma toote müümisel.

Projekti prototüübi arendamine Arduino, Raspberry Pi või muu arendusplatvormi abil on suurepärane esimene samm. Siiski on veel palju teha, kui soovid seda muuta, mida saab massidele valmistada ja müüa.

Käesolevas artiklis ma lõhkun protsessi juhitavateks sammudeks, et saaksite alustada oma unistuse tegemisest!

1. samm: valige põhilised elektroonilised komponendid

Esimene samm on esmaste mikrokiipide (s.o integraallülitused), andurite, kuvarite, ühenduste ja muude elektrooniliste komponentide valimine vastavalt soovitud funktsioonidele ja teie sihthinnale.

Mõned parimad kohad elektrooniliste komponentide leidmiseks ja ostmiseks on suured turustajad nagu Arrow, Digikey, Mouser ja Future. Komponente saab osta üksiktootjatena (prototüüpide valmistamiseks ja esmaseks testimiseks) või kuni tuhandeni (väikese tootmismahu puhul) üheltki nimetatud tarnijalt. AdaFruit ja SparkFun on kaks parimat ressurssi elektrooniliste moodulite, komplektide, andurite, kaamerate ja muude elektrooniliste osade jaoks.

2. etapp: disainkeemide skeem

Kui kõik põhikomponendid on valitud, on järgmine samm ühendada need kõik skemaatiliselt. Skeem on sarnane maja projekti.

JOONIS 1 - skemaatilise skeemi diagramm (Arduino Uno)

Skeem näitab, kuidas kõik komponendid, alates mikrokiipidest lihtsatele takistitele, ühenduvad. Skeem on elektroonika kujunduse abstraktne esitus. Paljude jaoks võib see olla kõige raskem samm õppida, sest see eeldab elektroonilise disaini tehnikat.

Ma soovitan alustada prototüübiga, mis põhineb Arduino või Raspberry Pi-l, siis saate kopeerida palju oma avatud lähtekoodiga skeeme, kui olete valmis täielikult kohandatud disaini. Kui sul ei ole elektroonika mõistmist, siis on teil kolm valikut: leidke kaasasutaja, kes teeb, õpetab ise elektroonika põhialuseid või palgake elektroonikakujunduse inseneri, et ehitada kontuur täielikult või vähemalt vaadata oma disain.

3. samm: koostage materjaliarve

Nüüd on aeg luua detailne osade nimekiri, mida nimetatakse materjaliarveks (BOM). BOM loetleb osa numbri, osa kirjelduse, koguse ja võimaluse korral ka osa hinnast. Peaksite etapis 1 juba valima olulisemad komponendid. Nüüd peate täpsustama kõik sekundaarsed komponendid nagu kondensaatorid, takistid, induktorid, ühendused jne.

Pange tähele, et soovi korral saab BOM luua pärast sammu # 4, kuid selle varajane teostamine võimaldab teie toote tootmiskulusid kiiremini hinnata.

4. SAMM: Kujundage trükkplaat

Nüüd on aeg võtta kasutusele kontseptuaalne skeem ja muuta see reaalseks elektroonikaks: trükkplaat (PCB).

Joonis 2 - trükkplaadi (PCB) paigutusnäide ja sellest tulenev PCB prototüüp

PCB on füüsiline plaat, mis hoiab ja ühendab kõik elektroonilised komponendid. Paljude projektide puhul, mis loovad PCB paigutuse, on see keerulisem ja aeganõudvam kui algse skemaatika kujundamine.

Enamikul juhtudel on tihedamad komponendid kokku pakitud, seda kauem kulub PCB paigutuse loomiseks. See tähendab, et tõesti väikeste toodete, näiteks kantavate tehnoloogiliste seadmete puhul kulub PCB paigutuse loomiseks rohkem aega.

Kui teie vidin kasutab suurt võimsust või pakub traadita ühendust, siis on PCB paigutus veelgi kriitilisem ja aeganõudvam.

Traadita side toodete puhul peate pöörama erilist tähelepanu raadiosageduslike raadiosageduslike raadiosageduslike lülitite PCB paigutusele, mis tavaliselt tähendab antenni. Antenni paigutus ei ole mitte ainult kriitiline, vaid ka keeruline. Vale antenni paigutus on tõenäoliselt üks kõige sagedasemaid vigu PCB disainilahendustes. Ma soovitan teil saada kas antenni tootja või sõltumatu insener, kes vaatab teie antenni paigutuse läbi enne prototüüpimist. Lihtsalt olge palgatud insener, kellel on kogemusi antenni PCB paigutusega, kuna enamikel ei ole vajalikku kogemust.

Pidage meeles, et tipptõhususe saavutamiseks peate tõenäoliselt oma antenni häälestama. Teie antennivalmistaja pakub seda häälestusteenust mitu korda.

5. samm: tellige PCB prototüübid

Elektrooniliste PCB prototüüpide valmistamine on kaheastmeline protsess. Esimene samm on tühjade trükkplaatide valmistamine. Selle sammu jaoks kasutan kas Sunstone'i vooluahelaid või San Francisco ringkondi, kuid on ka palju muid valikuid. Teine etapp on kõigi elektrooniliste komponentide kokkupanek PCB-ga. Selle sammu puhul kasutan tavaliselt firma Screaming Circuits nime.

Assamblee on tavaliselt kõige kallim samm ja minu kogemus on umbes kaks kolmandikku PCB kogukuludest. Et säästa raha, saate muidugi jootmise komponendid ise, kui teil on hea jootmiseks. Paljud kaasaegsed komponendid on siiski pliita (juhtmed on allpool osa), mistõttu neid ei ole võimalik käsitsi teha.

Enamikul juhtudel võtab täielikult kokku monteeritud plaatide saamine paar nädalat, välja arvatud juhul, kui maksate kiirendatud teenuse eest. Ma tavaliselt alustan tellimuse umbes 5 kokkupandud lauad, mis tavaliselt maksab umbes $ 2000.

Kui super-väike suurus on teie toote jaoks absoluutselt kriitiline (mõtle kannatavale tehnoloogiale ja asjade Internetile), siis võib vajaliku suuruse saavutamiseks kaaluda täiustatud PCB tootmismeetodeid. Näiteks, maetud ja / või pimedate viaside kasutamine võimaldab pakendada kõike uskumatult pingul. Siiski võivad need täiustatud viisid teie prototüübi kulusid kergesti kolmekordistada, seega on kõige parem neid kasutada ainult siis, kui see on toote edu jaoks hädavajalik.

6. samm: programmeerige mikrokontroller või mikroprotsessor

Enamikus elektroonilistes seadmetes on mikrokiip, mida nimetatakse mikrokontrolleriks (MCU) või Micro = protsessoriks (MPU), mis on seadme tuumaks. Kuna nimed viitavad sellele, et MCU on asjade kontrollimiseks suur, on MPU andmete töötlemisel suur. MCU on päris palju aeglane MPU, millel on vähem mälu ja vähem kontakte, kuid millel on rohkem sisseehitatud välisseadmeid, et liidestada välismaailmaga. MCU ei vaja operatsioonisüsteemi nagu MPU-põhine süsteem, mis muudab selle palju lihtsamaks.

Näiteks on Arduino mikrokontroller (MCU) põhinev arendussüsteem, samas kui Raspberry Pi on võimsam mikroprotsessoripõhine platvorm, millel on täielik operatsioonisüsteem.

Kas teie toode kasutab mikrokontrollerit või mikroprotsessorit, mida tuleb programmeerida. See programm (nimega püsivara) töötatakse tõenäoliselt välja arvutikeelega „C”.

7. samm: Hinda, siluda ja korrata

Mis tahes uue toote esimene versioon ei ole kunagi turul valmis ja kõik probleemid kinnitatakse järgmises prototüübi iteratsioonis. Peaaegu alati esineb mõningaid küsimusi, seega ärge oma arengu- ja rahastamiskavasid loogiliselt optimistlikult. Reaalsuse plaan.

See võib olla keeruline samm nii kulude kui ka aja prognoosimiseks. Mistahes leitud probleemid on muidugi ootamatud, nii et vea allika väljaselgitamine võtab aega ja määrab selle parima lahenduse. Kõigil uutel riistvaratoodetel töötavatel ettevõtetel on samasugune takistus.

8. samm: sertifikaadid

Uue elektroonilise toote müümiseks enamikus riikides on vaja mitut liiki sertifitseerimist. Täpsed sertifikaadid sõltuvad riigist / piirkonnast, kus toodet müüakse.

Ma hoiatan teid, et sertifikaatide saamine ei ole odav ja enamik tooteid maksab vähemalt $ 10k kuni $ 30k. Õnneks on selliseid kulusid võimalik vähendada, näiteks eelnevalt sertifitseeritud traadita moodulite abil. Allpool on kiire ülevaade USA, Kanada ja Euroopa sertifikaatidest.

FCC (Federal Communications Commission) sertifikaat on nõutav kõigi USAs müüdavate elektriseadmete puhul. Tooted, mis ei sihita elektromagnetilist energiat (st traadita funktsioone ei ole), klassifitseeritakse mitte-radiaatoriteks. Teisest küljest edastavad traadita tooted elektromagnetilist energiat sihipäraselt ja liigitatakse tahtlikeks radiaatoriteks. Tahtliku radiaatori FCC sertifitseerimine on palju kallim.

UL (Underwriters Laboratories) või CSA (Canadian Standards Association) sertifikaat on nõutav kõikides elektriseadmetes, mida müüakse USAs ja / või Kanadas ning mis ühendatakse vahelduvvoolu pistikupessa. Tooted, mis töötavad ainult akutel, millel puudub laadimisvõime, ei nõua UL / CSA sertifitseerimist. Enamik jaemüügikettidest ja / või tootevastutuse kindlustusseltsidest nõuavad kõigi elektrooniliste toodete jaoks UL / CSA sertifitseerimist.

CE (Conformit Européene) sertifikaat on nõutav Euroopa Liidus müüdavate toodete puhul. See on sarnane USAs nõutavate FCC ja UL sertifikaatidega.

Euroopa Liidus (EL) müüdavate elektriseadmete puhul on nõutav RoHS (ohtlike ainete piiramine) sertifitseerimine. See tõendab, et elektroonika on pliivaba.

Järeldus

Kui teie toode vajab elektroonikat, suurendab see kahtlemata toote arendamise keerukust. See tähendab suuremaid arenduskulusid, aega ja riski.

Arenguriski alandamiseks (ja tavaliselt ka teie maksumus ja aeg) soovitan teil enne projekti prototüüpimist saada iga disainilahenduse kohta teine ​​arvamus. Teised arvamused, mida tavaliselt nimetatakse disaini ülevaateks, võivad oluliselt vähendada vigade tekkimise võimalust. Hele poolel on elektroonika üleminek prototüübist masstootmisele suhteliselt lihtne.

Osa

Jätnud Kommentaari