Ultimate gabay - kung paano bumuo ng isang bagong produktong elektronikong hardware

Kaya nais mong bumuo ng isang bagong produktong elektronikong hardware? Hayaan akong magsimula sa magandang balita - posible. Maaari kang bumuo ng isang produkto ng hardware anuman ang iyong antas ng panteknikal at hindi mo kinakailangang maging isang inhinyero upang magtagumpay (bagaman tiyak na makakatulong ito).

Kung ikaw ay isang negosyante, startup, gumagawa, imbentor, o maliit na negosyo ang gabay na ito ay makakatulong sa iyo na maunawaan ang bagong proseso ng pag-unlad ng produkto.

Hindi ako magsisinungaling sa iyo, bagaman. Ito ay isang hindi kapani-paniwalang mahaba, mahirap na paglalakbay upang maglunsad ng isang bagong produkto ng hardware. Bagaman ang hardware ay kilala sa pagiging mahirap, mas madali din ngayon kaysa dati para sa mga indibidwal at maliliit na koponan upang makabuo ng mga bagong produkto ng hardware.

Gayunpaman, kung naghahanap ka para sa isang madali, mabilis na paraan upang kumita ng pera sa gayon iminumungkahi ko na ihinto mo ang pagbabasa ngayon dahil ang pagdadala ng isang bagong produkto ng hardware sa merkado ay malayo sa madali o mabilis.

Sa gabay na ito unang tatalakayin ko ang mga diskarte sa pagbuo ng produkto para sa parehong mga tagalikha ng teknikal at hindi pang-teknikal na negosyante na nagnanais na lumikha ng isang bagong produktong elektronikong hardware. Pagkatapos, magpapatuloy tayo sa pagbuo ng electronics na susundan ng pagbuo ng plastic enclosure.

Bahagi 1 - Mga Istratehiya sa Pag-unlad ng Produkto

Mahalaga ang limang mga pagpipilian para sa mga negosyante at startup upang bumuo ng isang bagong produkto ng hardware. Gayunpaman, maraming beses ang pinakamahusay na pangkalahatang diskarte ay isang kumbinasyon ng limang diskarte sa pag-unlad.

1) Paunlarin ang Sariling Produkto

Ito ay bihirang isang praktikal na diskarte na ganap na mag-isa. Napakakaunting mga tao ang may lahat ng mga kasanayang kinakailangan upang makabuo ng isang elektronikong handa na produktong elektronikong ganap sa kanilang sarili.

Kahit na maging isang inhinyero ka, dalubhasa ka ba sa disenyo ng electronics, programa, pagmomodelo ng 3D, paghuhulma ng iniksyon, at pagmamanupaktura? Hindi siguro. Gayundin ang karamihan sa mga specialty na ito ay binubuo ng maraming mga sub-specialty.

Sinasabi na, kung mayroon kang mga kinakailangang kasanayan, mas malayo mo ang pag-unlad ng iyong produkto sa iyong sarili nang mas maraming pera na iyong makatipid at mas mahusay ka sa pangmatagalan.

Halimbawa, nagdala ako ng sarili kong produkto ng hardware sa merkado mga 6 taon na ang nakakaraan. Ang produkto ay mas kumplikadong mekanikal kaysa sa electrically. Ako ay isang electronics engineer sa pamamagitan ng pagsasanay at hindi isang mechanical engineer, kaya't sa una ay kumuha ako ng isang pares na freelance mechanical engineer.

Gayunpaman, mabilis akong nabigo sa kung gaano mabagal ang pagsulong ng mga bagay. Pagkatapos ng lahat, iniisip ko ang tungkol sa aking produkto halos bawat oras ng paggising! Nahumaling ako sa pag-unlad ng aking produkto at sa merkado nang pinakamabilis hangga't maaari. Ngunit ang mga inhinyero na tinanggap ko ay ibinobote ito ng maraming iba pang mga proyekto at hindi binibigyan ang aking proyekto ng pansin na sa palagay ko nararapat.

Kaya't nagpasya akong malaman ang lahat ng kailangan upang gawin ang disenyo ng mekanikal sa aking sarili. Walang sinumang mas na-uudyok kaysa sa aking sarili upang paunlarin ang aking produkto at nasa merkado. Sa huli, nakumpleto ko ang disenyo ng mekanikal nang mas mabilis (at para sa mas kaunting pera).

Ang moral ng kwento ay upang gawin ang maraming pag-unlad na pinapayagan ng iyong mga kasanayan, ngunit huwag mo ring gawin iyon masyadong malayo. Kung ang iyong mga kasanayan sa sub-dalubhasa ay nagdudulot sa iyo upang bumuo ng isang mas mababa sa pinakamainam na produkto pagkatapos ito ay isang malaking pagkakamali. Gayundin, ang anumang mga bagong kasanayan na dapat mong malaman ay magtatagal at maaaring sa huli pahabain ang oras sa merkado. Palaging magdala ng mga dalubhasa upang punan ang anumang mga puwang sa iyong kadalubhasaan.

Ang ilan sa aking mga paboritong website para sa pag-aaral tungkol sa pag-unlad ng electronics ay ang Hackster.io, Build Electronic Circuits, Bald Engineer, Adafruit, Sparkfun, Make Magazine, at All About Circuits. Siguraduhing suriin ang YouTube channel na tinatawag na AddOhms na mayroong ilang ganap na mahusay na mga panimulang video para sa pag-aaral ng electronics.

2) Dalhin ang (mga) Teknikal na Co-Founder

Kung ikaw ay isang hindi pang-teknikal na tagapagtatag pagkatapos ay tiyak na magiging matalino kang magdala ng isang teknikal na co-founder. Ang isa sa mga nagtatag sa iyong koponan sa pagsisimula ay kailangang hindi maunawaan nang sapat tungkol sa pag-unlad ng produkto upang pamahalaan ang proseso.

Kung plano mong sa huli ay humingi ng labas ng pagpopondo mula sa mga propesyonal na namumuhunan pagkatapos ay tiyak na kailangan mo ng isang pangkat ng mga nagtatag. Alam ng mga propesyonal na namumuhunan sa pagsisimula na ang isang pangkat ng mga nagtatag ay mas malamang na magtagumpay kaysa sa isang solong tagapagtatag.

Ang perpektong koponan ng co-founder para sa karamihan ng mga startup ng hardware ay isang hardware engineer, isang programmer, at isang marketer.

Ang pagdadala sa mga co-founder ay maaaring parang perpektong solusyon sa iyong mga problema, ngunit may ilang mga seryosong downsides din. Una sa lahat, ang paghahanap ng mga co-founder ay mahirap at malamang na magtatagal ng napakalaking dami ng oras. Iyon ay mahalagang oras na hindi ginugugol sa pagbuo ng iyong produkto.

Ang paghahanap ng mga co-founder ay hindi isang bagay na dapat mong magmadali at kailangan mong maglaan ng oras upang makahanap ng tamang tugma. Hindi lamang nila kailangan na purihin ang iyong mga kasanayan, ngunit kailangan mo ring magustuhan sila nang personal. Mahalagang ikakasal ka sa kanila ng kahit ilang taon kaya tiyaking nagkakasundo kayo.

Ang pangunahing downside ng pagdadala sa mga co-founder ay binawasan nila ang iyong equity sa kumpanya. Ang lahat ng mga nagtatag ng isang kumpanya ay dapat na magkaroon ng pantay na pagkakapantay-pantay sa kumpanya. Kaya't kung solo ka ngayon, maging handa na magbigay ng kalahating co-founder ng iyong kumpanya.

3) Outsource sa Mga Freelance Engineer

Ang isa sa mga pinakamahusay na paraan upang punan ang anumang mga puwang sa iyong koponan ng teknikal na kakayahan ay sa pamamagitan ng pag-outsource sa mga freelance engineer.

Tandaan lamang na ang karamihan sa mga produkto ay mangangailangan ng maraming mga inhinyero ng iba't ibang mga specialty kaya kakailanganin mong pamahalaan mismo ang iba't ibang mga inhinyero. Sa huli, ang isang tao sa koponan ng tagapagtatag ay kailangang maglingkod bilang tagapamahala ng proyekto.

Tiyaking nakakahanap ka ng isang electrical engineer na may karanasan sa pagdidisenyo ng uri ng electronics na kinakailangan ng iyong produkto. Ang elektrikal na engineering ay isang malaking larangan ng pag-aaral at maraming mga inhinyero ang walang anumang karanasan sa disenyo ng circuit.

Para sa taga-disenyo ng 3D siguraduhin na makahanap ka ng isang tao na may karanasan sa teknolohiya ng paghuhulma ng iniksyon, kung hindi man ay malamang na magtapos ka sa isang produkto na maaaring prototype ngunit hindi gawa ng masa.

4) Outsource sa isang Development Firm

Ang mga kilalang firma ng disenyo ng produkto tulad ng Frog, IDEO, Fuse Project, atbp. Ay maaaring makabuo ng kamangha-manghang mga disenyo ng produkto, ngunit ang mga ito ay mabaliw.

Dapat iwasan ng mga startup ang mamahaling mga firma ng disenyo sa lahat ng mga gastos. Ang mga nangungunang kumpanya ng disenyo ay maaaring singilin ng $ 500k + upang ganap na mabuo ang iyong bagong produkto. Kahit na kayang kumuha ka ng isang mamahaling firm sa pag-unlad ng produkto, huwag gawin ito. Hindi lamang ikaw ay malamang na hindi mabawi ang pera na iyon, hindi mo rin nais na magkamali ng pagtatag ng isang startup ng hardware na hindi masyadong kasangkot sa aktwal na pag-unlad ng produkto.

5) Kasosyo sa isang Tagagawa

Ang isang avenue na hahabol ay pakikipagsosyo sa isang tagagawa sa ibang bansa na gumagawa na ng mga produkto na katulad sa iyong produkto.

Ang mga malalaking tagagawa ay magkakaroon ng kanilang sariling mga kagawaran ng pag-unlad at pag-unlad upang gumana sa kanilang sariling mga produkto. Kung mahahanap mo ang isang tagagawa na gumagawa na ng katulad sa iyong sariling produkto, maaaring magawa nila ang lahat para sa iyo - pag-unlad, engineering, prototyping, paggawa ng amag at pagmamanupaktura.

Maaaring ibaba ng diskarteng ito ang iyong mga paunang gastos sa pag-unlad. Gayunpaman, babayarin ng mga tagagawa ang mga gastos na ito, na nangangahulugang pagdaragdag ng isang karagdagang gastos bawat produkto para sa unang pagpapatakbo ng produksyon. Mahalaga itong gumagana tulad ng isang walang utang na interes, na nagpapahintulot sa iyo na dahan-dahang bayaran ang iyong mga gastos sa pag-unlad sa gumagawa.

Magaling at madali ang tunog, kaya ano ang catch? Ang pangunahing panganib na isaalang-alang sa diskarteng ito ay inilalagay mo ang lahat na nauugnay sa iyong produkto sa isang solong kumpanya.

Tiyak na gugustuhin nila ang isang eksklusibong kasunduan sa pagmamanupaktura, hindi bababa sa hanggang makuha ang kanilang gastos. Nangangahulugan ito na hindi ka maaaring lumipat sa isang mas murang opsyon sa pagmamanupaktura kapag tumaas ang dami ng iyong produksyon.

Babalaan din na maraming mga tagagawa ang maaaring nais ng bahagi, o lahat, ng mga karapatang intelektwal sa iyong produkto.

Bahagi 2 - Paunlarin ang Electronics

Ang pag-unlad ng electronics para sa iyong produkto ay maaaring hatiin sa pitong hakbang: paunang disenyo ng produksyon, eskematiko diagram, layout ng PCB, pangwakas na BOM, prototype, pagsubok at programa, at sa wakas ay sertipikasyon.

Hakbang 1 - Lumikha ng isang Paunang Disenyo sa Produksyon

Kapag bumubuo ng isang bagong produktong elektronikong hardware dapat mo munang magsimula sa isang paunang disenyo ng produksyon . Hindi ito malilito sa isang prototype ng Proof-of-Concept (POC).

Ang isang prototype ng POC ay karaniwang binuo gamit ang isang development kit tulad ng isang Arduino. Maaari silang maging kapaki-pakinabang minsan upang patunayan na malulutas ng konsepto ng iyong produkto ang nais na problema. Ngunit ang isang prototype ng POC ay malayo sa pagiging isang disenyo ng produksyon. Bihirang makakapunta ka sa merkado na may naka-embed na Arduino sa iyong produkto.

Ang isang paunang disenyo ng produksyon ay nakatuon sa mga bahagi ng produksyon ng iyong produkto, gastos, margin ng kita, pagganap, mga tampok, kakayahang umunlad at kakayahang mabuo.

Maaari kang gumamit ng paunang disenyo ng produksyon upang makabuo ng mga pagtatantya para sa bawat gastos na kakailanganin ng iyong produkto. Ito ay mahalaga upang tumpak na malaman ang mga gastos upang bumuo, prototype, programa, sertipikahin, sukatin, at paggawa ng produkto.

Ang isang paunang disenyo ng produksyon ay sasagot sa mga sumusunod na kaugnay na katanungan. Posible bang mabuo ang aking produkto? Maaari ko bang paunlarin ang produktong ito? Gaano katagal aabot sa akin upang mapaunlad ang aking produkto? Maaari ko bang gawing masa ang produkto? Maaari ko bang ibenta ito sa isang kita?

Maraming negosyante ang nagkamali ng paglaktaw sa paunang hakbang sa disenyo ng produksyon, at sa halip ay tumalon papunta mismo sa pagdidisenyo ng diagram ng circuit ng eskematiko. Sa paggawa nito, maaari mong matuklasan sa kalaunan ay nagugol mo ang lahat ng pagsisikap na ito at kumita nang husto sa isang produkto na hindi kayang mabuo, mabuo, o pinakamahalaga, naibenta sa kita.

Hakbang 1A - Diagram ng Bloke ng System

Kapag lumilikha ng paunang disenyo ng produksyon dapat kang magsimula sa pamamagitan ng pagtukoy sa diagram ng antas ng antas ng system. Tinutukoy ng diagram na ito ang bawat pagpapaandar ng elektronik at kung paano magkakaugnay ang lahat ng mga gumaganang sangkap.

Karamihan sa mga produkto ay nangangailangan ng isang microcontroller o isang microprocessor na may iba't ibang mga bahagi (ipinapakita, sensor, memorya, atbp.) Nakikipag-ugnay sa microcontroller sa pamamagitan ng iba't ibang mga serial port.

Sa pamamagitan ng paglikha ng isang diagram ng block ng system madali mong makikilala ang uri at bilang ng mga serial port na kinakailangan. Ito ay isang mahalagang unang hakbang para sa pagpili ng tamang microcontroller para sa iyong produkto.

Hakbang 1B - Pagpili ng Mga Bahagi ng Produksyon

Susunod, dapat mong piliin ang iba't ibang mga bahagi ng produksyon: microchips, sensor, display, at konektor batay sa nais na pag-andar at target na presyo ng tingi ng iyong produkto. Papayagan ka nitong lumikha ng isang paunang Bill of Materials (BOM).

Sa US, ang Newark, Digikey, Arrow, Mouser, at Future ay ang pinakatanyag na mga tagapagtustos ng mga elektronikong sangkap. Maaari kang bumili ng karamihan sa mga elektronikong sangkap sa isa (para sa prototyping at paunang pagsubok) o hanggang sa libu-libo (para sa paggawa ng mababang lakas ng tunog).

Kapag naabot mo ang mas mataas na dami ng produksyon makatipid ka ng pera sa pamamagitan ng pagbili ng ilang mga bahagi nang direkta mula sa tagagawa.

Hakbang 1C - Tantyahin ang Gastos sa Produksyon

Dapat mo ngayong tantyahin ang gastos sa paggawa (o Gastos ng Mga Benta na Nabenta - COGS) para sa iyong produkto. Kritikal na malaman sa lalong madaling panahon kung magkano ang gastos sa paggawa ng iyong produkto.

Kailangan mong malaman ang gastos sa yunit ng pagmamanupaktura ng iyong produkto upang matukoy ang pinakamahusay na presyo ng mga benta, ang gastos sa imbentaryo, at pinakamahalaga kung magkano ang iyong makikitang kita.

Ang mga sangkap ng produksyon na iyong pinili ay syempre ay may malaking epekto sa gastos sa pagmamanupaktura.

Ngunit upang makakuha ng tumpak na pagtatantya ng gastos sa pagmamanupaktura dapat mo ring isama ang gastos ng pagpupulong ng PCB, pangwakas na pagpupulong ng produkto, pagsubok sa produkto, tingiang packaging, rate ng scrap, pagbabalik, logistik, tungkulin, at warehousing.

Hakbang 2 - Idisenyo ang Diagram ng Schematic Circuit

Ngayon ay oras na upang idisenyo ang diagram ng eskematiko ng circuit batay sa diagram ng system block na nilikha mo sa hakbang 1.

Ipinapakita ng diagram ng eskematiko kung paano magkakabit ang bawat bahagi, mula sa mga microchip hanggang sa resistors. Habang ang isang diagram ng block ng system ay halos nakatuon sa mas mataas na antas ng pag-andar ng produkto, ang isang diagram ng eskematiko ay tungkol sa maliit na mga detalye.

Ang isang bagay na kasing simple ng isang maling bilang na pin sa isang bahagi sa isang eskematiko ay maaaring maging sanhi ng isang kumpletong kakulangan ng pag-andar.

Sa karamihan ng mga kaso kailangan mo ng isang hiwalay na sub-circuit para sa bawat bloke ng iyong diagram ng block ng system. Ang magkakaibang mga sub-circuit na ito ay magkakakonekta nang magkasama upang mabuo ang buong diagram ng eskematiko circuit.

Ang espesyal na software ng disenyo ng electronics ay ginagamit upang lumikha ng diagram ng eskematiko at upang matulungan itong matiyak na walang mga pagkakamali. Inirerekumenda ko ang paggamit ng isang pakete na tinatawag na DipTrace na abot-kayang, malakas, at madaling gamitin.

Hakbang 3 - Idisenyo ang Printed Circuit Board (PCB)

Kapag tapos na ang eskematiko ay ididisenyo mo ngayon ang Printed Circuit Board (PCB). Ang PCB ay ang pisikal na board na humahawak at nagkokonekta sa lahat ng mga elektronikong sangkap.

Ang pagbuo ng diagram ng system block at eskematiko circuit ay halos likas na konseptwal. Ang isang disenyo ng PCB bagaman ay tunay na mundo.

Ang PCB ay dinisenyo sa parehong software na lumikha ng diagram ng eskematiko. Magkakaroon ang software ng iba't ibang mga tool sa pag-verify upang matiyak na natutugunan ng layout ng PCB ang mga patakaran sa disenyo para sa ginamit na proseso ng PCB, at na tumutugma ang PCB sa eskematiko.

Sa pangkalahatan, mas maliit ang produkto, at mas mahigpit ang mga sangkap na naka-pack na magkasama, mas matagal ang kinakailangan upang likhain ang layout ng PCB. Kung ang ruta ng iyong produkto ay naglalagay ng malalaking halaga ng kuryente, o nag-aalok ng pagkakakonekta nang wireless, kung gayon ang layout ng PCB ay mas kritikal at matagal ng oras.

Para sa karamihan ng mga disenyo ng PCB ang pinaka-kritikal na mga bahagi ay ang pagruruta ng kuryente, mga signal na may bilis ng bilis (mga kristal na orasan, mga linya ng address / data, atbp.) At anumang mga wireless circuit.

Hakbang 4 - Bumuo ng Huling Bill ng Mga Materyales (BOM)

Kahit na dapat na lumikha ka ng isang paunang BOM bilang bahagi ng iyong paunang disenyo ng produksyon, oras na ngayon para sa buong paggawa ng BOM.

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng dalawa ay ang maraming mga sangkap na mababa ang gastos tulad ng mga resistor at capacitor. Ang mga sangkap na ito ay karaniwang nagkakahalaga lamang ng isang sentimo o dalawa, kaya hindi ko ito ilista nang hiwalay sa paunang BOM.

Ngunit upang aktwal na gawin ang PCB kailangan mo ng isang kumpletong BOM sa bawat bahagi na nakalista. Ang BOM na ito ay karaniwang awtomatikong nilikha ng skema ng disenyo ng software. Inililista ng BOM ang mga bilang ng bahagi, dami, at lahat ng pagtutukoy ng bahagi.

Hakbang 5 - Mag-order ng Mga Prototype ng PCB

Ang paglikha ng mga elektronikong prototype ay isang dalawang hakbang na proseso. Ang unang hakbang ay gumagawa ng hubad, naka-print na circuit board. Papayagan ka ng iyong software ng disenyo ng circuit na i-output ang layout ng PCB sa isang format na tinatawag na Gerber na may isang file para sa bawat layer ng PCB.

Ang mga Gerber file na ito ay maaaring ipadala sa isang prototype shop para sa maliit na dami ng nagpapatakbo. Ang magkatulad na mga file ay maaari ring ibigay sa isang mas malaking tagagawa para sa mataas na dami ng produksyon.

Ang pangalawang hakbang ay ang pagkakaroon ng lahat ng mga elektronikong sangkap na solder papunta sa board. Mula sa iyong disenyo ng software magagawa mong maglabas ng isang file na nagpapakita ng eksaktong mga coordinate ng bawat sangkap na nakalagay sa board. Pinapayagan nito ang Assembly shop na ganap na i-automate ang paghihinang ng bawat bahagi sa iyong PCB.

Ang iyong pinakamurang pagpipilian ay upang makabuo ng iyong mga prototype ng PCB sa Tsina. Bagaman karaniwang pinakamahusay kung magagawa mo ang iyong pag-prototyping malapit sa bahay upang mabawasan ang mga pagkaantala sa pagpapadala, para sa maraming mga negosyante mas mahalaga na i-minimize ang mga gastos.

Para sa paggawa ng iyong mga prototype board sa Tsina lubos kong inirerekumenda ang Seeed Studio. Nag-aalok ang mga ito ng kamangha-manghang pagpepresyo sa dami mula 5 hanggang 8,000 board. Nag-aalok din sila ng mga serbisyo sa pag-print sa 3D na ginagawang isang one-stop shop. Ang iba pang mga tagagawa ng prototype ng Chinese PCB na may mahusay na reputasyon ay may kasamang Gold Phoenix PCB at Bittele Electronics.

Inirerekumenda ko sa US ang Sunstone Circuits, Screaming Circuits, at San Francisco Circuits na ginamit ko nang malawakan upang prototype ang aking sariling mga disenyo. Tumatagal ng 1-2 linggo upang makatipon ng mga board, maliban kung magbabayad ka para sa pagmamadali na serbisyo na bihirang inirerekumenda ko.

Hakbang 6 - Suriin, Program, Pag-debug, at Ulitin

Ngayon ay oras na upang suriin ang prototype ng electronics. Tandaan na ang iyong unang prototype ay bihirang gagana nang perpekto. Malamang na dumaan ka sa maraming mga pag-ulit bago mo tapusin ang disenyo. Ito ay kung kailan mo makikilala, mai-debug at ayusin ang anumang mga isyu sa iyong prototype.

Maaari itong maging isang mahirap na yugto upang mataya sa parehong mga tuntunin ng gastos at oras. Anumang mga bug na nahanap mo ay syempre hindi inaasahan, kaya't tumatagal ng oras upang malaman ang mapagkukunan ng bug at kung paano pinakamahusay na ayusin ito.

Ang pagsusuri at pagsusuri ay karaniwang ginagawa kahanay sa pagprograma ng microcontroller. Bago ka magsimula sa pag-program kahit na gugustuhin mong gumawa ng ilang pangunahing pagsusuri upang matiyak na ang board ay walang mga pangunahing isyu.

Halos lahat ng mga modernong produktong elektronikong nagsasama ng isang microchip na tinatawag na isang Microcontroller Unit (MCU) na kumikilos bilang "talino" para sa produkto. Ang isang microcontroller ay halos kapareho ng isang microprocessor na matatagpuan sa isang computer o smartphone.

Ang isang microprocessor ay mahusay sa mabilis na paglipat ng maraming data, habang ang isang microcontroller ay excels sa interfacing at pagkontrol ng mga aparato tulad ng switch, sensor, display, motor, atbp. Ang isang microcontroller ay medyo pinasimple na microprocessor.

Kailangang mai-program ang microcontroller upang maisagawa ang nais na pag-andar.

Ang mga microcontroller ay palaging naka-program sa karaniwang ginagamit na wikang computer na tinatawag na 'C'. Ang programa, na tinatawag na firmware, ay nakaimbak sa permanenteng ngunit hindi ma-program na memorya na karaniwang panloob sa microcontroller chip.

Hakbang 7 - Patunayan ang Iyong Produkto

Ang lahat ng produktong produktong elektroniko na ipinagbibili ay dapat magkaroon ng iba`t ibang uri ng sertipikasyon. Ang mga kinakailangang sertipikasyon ay nag-iiba depende sa kung saang bansa ibebenta ang produkto. Saklaw namin ang mga sertipikasyon na kinakailangan sa USA, Canada, at European Union.

FCC (Komisyon sa Komunikasyon Pederal)

Ang sertipikasyon ng FCC ay kinakailangan para sa lahat ng mga produktong elektronikong ipinagbibili sa Estados Unidos. Ang lahat ng mga elektronikong produkto ay naglalabas ng ilang halaga ng electromagnetic radiation (ibig sabihin, mga radio wave) kaya't nais ng FCC na tiyakin na ang mga produkto ay hindi makagambala sa wireless na komunikasyon.

Mayroong dalawang kategorya ng sertipikasyon ng FCC. Aling uri ang kinakailangan para sa iyong produkto ay nakasalalay sa kung nagtatampok ang iyong produkto ng mga kakayahan sa wireless na komunikasyon tulad ng Bluetooth, WiFi, ZigBee, o iba pang mga wireless na protokol.

Inuri ng FCC ang mga produkto na may pag-andar sa wireless na komunikasyon bilang sinadya radiator . Ang mga produktong hindi sinasadyang naglalabas ng mga alon ng radyo ay inuri bilang hindi sinasadyang radiator . Sinasadya ng sertipikasyon ng radiator na babayaran ka ng halos 10 beses na kasing dami ng hindi sinadyang sertipikasyon ng radiator.

Isaalang-alang ang paunang paggamit ng mga electronic module para sa alinman sa mga wireless function ng iyong produkto. Pinapayagan ka nitong makarating sa pamamagitan lamang ng hindi sinadya na sertipikasyon ng radiator, na makatipid sa iyo ng hindi bababa sa $ 10k.

UL (Underwriters Laboratories) / CSA (Canadian Standards Association)

Kinakailangan ang sertipikasyon ng UL o CSA para sa lahat ng produktong elektrikal na ipinagbibili sa Estados Unidos o Canada na nag-plug sa isang AC outlet.

Ang mga produktong baterya lamang na hindi naka-plug sa isang AC outlet ay hindi nangangailangan ng sertipikasyon ng UL / CSA. Gayunpaman, ang karamihan sa mga pangunahing tagatingi at / o mga kompanya ng seguro sa pananagutan sa produkto ay mangangailangan na ang iyong produkto ay sertipikadong UL o CSA.

CE (Conformité Européene)

Kailangan ang sertipikasyon ng CE para sa karamihan ng mga produktong elektronikong ibinebenta sa European Union (EU). Ito ay katulad ng kinakailangan ng FCC at UL na mga sertipikasyon sa Estados Unidos.

RoHS

Tinitiyak ng sertipikasyon ng RoHS na walang lead ang isang produkto. Kinakailangan ang sertipikasyon ng RoHS para sa mga produktong elektrikal na ipinagbibili sa European Union (EU) o sa estado ng California. Dahil ang ekonomiya ng California ay napakahalaga, ang karamihan ng mga produktong ibinebenta sa US ay sertipikado ng RoHS.

Mga Sertipikasyon sa Baterya ng Lithium (UL1642, IEC61233, at UN38.3)

Ang mga rechargeable na lithium-ion / polymer baterya ay may ilang mga seryosong alalahanin sa kaligtasan. Kung maikli ang sirkyo o sobrang labis na bayad maaari pa silang sumiklab.

Naaalala mo ba ang dobleng pagpapabalik sa Samsung Galaxy Note 7 dahil sa isyung ito? O ang mga kwento tungkol sa iba't ibang mga hoverboard na sumabog?

Dahil sa mga alalahanin sa kaligtasan na dapat muling ma-certify ang mga rechargeable na baterya ng lithium. Para sa karamihan ng mga produkto inirerekumenda kong una na gumagamit ng mga baterya na wala sa istante na mayroon nang mga sertipikasyong ito. Gayunpaman, malilimitahan nito ang iyong mga pagpipilian at ang karamihan sa mga baterya ng lithium ay hindi na-sertipikohan.

Pangunahin ito dahil sa ang katunayan na ang karamihan sa mga kumpanya ng hardware ay piniling magkaroon ng isang pasadyang baterya na dinisenyo upang samantalahin ang lahat ng puwang na magagamit sa isang produkto. Para sa kadahilanang ito ang karamihan sa mga tagagawa ng baterya ay hindi nag-aalala sa pagkuha ng kanilang sertipikadong mga baterya na wala sa istante.

Bahagi 3 - Paunlarin ang Enclosure

Ngayon ay sasaklawin namin ang pagbuo at pag-prototipo ng anumang pasadyang mga piraso ng plastik. Para sa karamihan ng mga produkto nagsasama ito ng hindi bababa sa enclosure na pinagsasama-sama ang lahat.

Ang pagpapaunlad ng mga pasadyang hugis na plastik o metal na piraso ay mangangailangan ng isang dalubhasa sa pagmomodelo ng 3D, o mas mahusay na isang taga-disenyo ng industriya.

Kung ang hitsura at ergonomya ay kritikal para sa iyong produkto, nais mong umarkila ng isang pang-industriya na taga-disenyo. Halimbawa, ang mga pang-industriya na taga-disenyo ay ang mga inhinyero na gumagawa ng mga portable na aparato tulad ng isang iPhone na mukhang napakalamig at makinis.

Kung ang hitsura ay hindi kritikal para sa iyong produkto kung gayon maaari kang makakuha ng pagkuha ng isang 3D modeler, at kadalasan ay mas mura ang mga ito kaysa sa isang pang-industriya na taga-disenyo.

Hakbang 1 - Lumikha ng Modelo ng 3D

Ang unang hakbang sa pagbuo ng panlabas ng iyong produkto ay ang paglikha ng isang 3D computer

modelo Ang dalawang malalaking pakete ng software na ginamit para sa paglikha ng mga modelo ng 3D ay ang Solidworks at PTC Creo (dating tinawag na Pro / Engineer).

Gayunpaman, nag-aalok ang Autodesk ngayon ng isang tool na pagmomodelo ng 3D na nakabatay sa cloud na ganap na libre para sa mga mag-aaral, hobbyist, at startup. Tinawag itong Fusion 360. Kung nais mong gawin ang iyong sariling 3D na pagmomodelo, at hindi ka nakatali sa alinman sa Solidworks o PTC Creo, tiyak na isaalang-alang ang Fusion 360.

Kapag nakumpleto na ng iyong pang-industriya o 3D na pagmomodelo ang nagmomodelo ng 3D na modelo maaari mo itong gawing pisikal na mga prototype. Ang modelong 3D ay maaari ding gamitin para sa mga layunin sa marketing, lalo na bago mayroon kang magagamit na mga prototype na magagamit.

Kung plano mong gamitin ang iyong 3D na modelo para sa mga layunin sa marketing gugustuhin mong magkaroon ng isang makatotohanang bersyon ng larawan na nilikha ang modelo. Parehong Solidworks at PTC Creo ay may magagamit na mga makatotohanang modyul.

Maaari ka ring makakuha ng isang makatotohanang larawan, 3D animasyon ng iyong produkto tapos na. Tandaan na maaaring kailanganin mong kumuha ng isang hiwalay na taga-disenyo na dalubhasa sa animasyon at gawing makatotohanang ang mga 3D na modelo.

Ang pinakamalaking peligro pagdating sa pagbuo ng modelo ng 3D para sa iyong enclosure ay na nagtapos ka sa isang disenyo na maaaring prototype ngunit hindi gawa sa dami.

Sa huli, ang iyong enclosure ay gagawin ng isang pamamaraan na tinatawag na paghuhulma ng iniksiyon na may presyon ng mataas na presyon (tingnan ang hakbang 4 sa ibaba para sa higit pang mga detalye).

Ang pagbuo ng isang bahagi para sa produksyon gamit ang paghuhulma ng iniksyon ay maaaring maging kumplikado na may maraming mga patakaran na dapat sundin. Sa kabilang banda, halos anumang bagay ay maaaring prototyped sa pamamagitan ng 3D na pag-print.

Kaya siguraduhing kumuha lamang ng isang tao na lubos na nauunawaan ang lahat ng mga pagkakumplikado at mga kinakailangan sa disenyo para sa paghuhulma ng iniksyon.

Hakbang 2 - Mag-order ng Mga Prototype ng Kaso (o Bumili ng isang 3D Printer)

Ang mga prototype ng plastik ay binuo gamit ang alinman sa isang proseso ng pagdaragdag (pinaka-karaniwan) o isang proseso na nakagaganti. Ang isang proseso ng additive, tulad ng pag-print sa 3D, ay lumilikha ng prototype sa pamamagitan ng paglalagay ng manipis na mga layer ng plastik upang likhain ang pangwakas na produkto.

Ang mga proseso ng pagdaragdag ay ang pinaka-karaniwan dahil sa kanilang kakayahang lumikha ng anumang bagay na maaari mong isipin.

Ang isang proseso na nakakabawas, tulad ng pagpina ng CNC, sa halip ay tumatagal ng isang bloke ng solidong plastik na produksyon at kinukulit ang pangwakas na produkto.

Ang bentahe ng mga proseso ng nagbabawas ay makagamit ka ng isang plastic dagta na eksaktong tumutugma sa pangwakas na plastik na produksyon na iyong gagamitin. Ito ay mahalaga para sa ilang mga produkto, subalit para sa karamihan ng mga produkto hindi ito mahalaga.

Sa mga proseso ng pagdaragdag, ginagamit ang isang espesyal na dagta ng prototyping, at maaaring magkaroon ito ng ibang pakiramdam kaysa sa plastic ng produksyon. Ang mga resin na ginamit sa mga proseso ng pagdaragdag ay napabuti nang malaki ngunit hindi pa rin ito tumutugma sa mga plastik na produksyon na ginamit sa paghuhulma ng iniksyon.

Nabanggit ko na ito, ngunit nararapat na mai-highlight muli. Babalaan na ang mga proseso ng prototyping (additive at subtractive) ay ganap na naiiba kaysa sa teknolohiyang ginamit para sa paggawa (injection molding). Dapat mong iwasan ang paglikha ng mga prototype (lalo na sa mga additive prototyping) na imposibleng magawa.

Sa simula hindi mo kinakailangang gawin ang prototype na sundin ang lahat ng mga patakaran para sa paghuhulma ng iniksyon, ngunit kailangan mong tandaan ang mga ito upang ang iyong disenyo ay mas madaling mailipat sa paghuhulma ng iniksyon.

Maraming mga kumpanya ang maaaring kumuha ng iyong 3D na modelo at gawin itong isang pisikal na prototype. Ang Proto Labs ay ang kumpanya na personal kong inirerekumenda. Nag-aalok ang mga ito ng parehong additive at subtractive prototyping, pati na rin ang low-volume injection injection.

Maaari mo ring isaalang-alang ang pagbili ng iyong sariling 3D printer, lalo na kung sa palagay mo kakailanganin mo ng maraming mga pag-ulit upang maayos ang iyong produkto. Maaaring mabili ang mga 3D printer ngayon sa loob lamang ng ilang daang dolyar na nagpapahintulot sa iyo na lumikha ng maraming mga bersyon ng prototype na nais.

Ang tunay na bentahe ng pagkakaroon ng iyong sariling 3D printer ay pinapayagan kang i-iterate ang iyong prototype halos kaagad, sa gayon binabawasan ang iyong oras sa merkado.

Hakbang 3 - Suriin ang Mga Prototype ng Enclosure

Ngayon ay oras na upang suriin ang mga prototype ng enclosure at baguhin ang modelo ng 3D kung kinakailangan. Ito ay halos palaging kukuha ng maraming mga pag-ulit ng prototype upang makuha ang tamang disenyo ng enclosure.

Bagaman pinapayagan ka ng mga modelo ng computer ng 3D na mailarawan ang enclosure, walang kumpara sa paghawak ng isang tunay na prototype sa iyong kamay. Halos tiyak na magkakaroon ng parehong mga pagbabago sa pagganap at kosmetiko na nais mong gawin sa sandaling mayroon ka ng iyong unang tunay na prototype. Magplano sa nangangailangan ng maraming mga bersyon ng prototype upang makuha ang lahat ng tama.

Ang pagbuo ng plastik para sa iyong bagong produkto ay hindi kinakailangang madali o mura, lalo na kung kritikal ang estetika para sa iyong produkto. Gayunpaman, ang tunay na mga komplikasyon at gastos ay lumitaw kapag lumipat ka mula sa yugto ng prototype hanggang sa buong produksyon.

Hakbang 4 - Paglipat sa Pag-iikma ng Iniksyon

Bagaman ang electronics ay marahil ang pinaka-kumplikado at mamahaling bahagi ng iyong produkto upang mabuo, ang plastik ang magiging pinakamahal na paggawa. Ang pag-set up ng produksyon ng iyong mga plastik na bahagi gamit ang paghulma ng iniksyon ay napakamahal.

Karamihan sa mga produktong plastik na ipinagbibili ngayon ay ginawa gamit ang isang talagang matandang pamamaraan sa pagmamanupaktura na tinatawag na injection molding. Napakahalaga para sa iyo na magkaroon ng pag-unawa sa prosesong ito.

Nagsisimula ka sa isang amag na bakal, na kung saan ay dalawang piraso ng bakal na pinagsama gamit ang mataas na presyon. Ang hulma ay may isang inukit na lukab sa hugis ng nais na produkto. Pagkatapos, ang mainit na tinunaw na plastik ay na-injected sa hulma.

Ang teknolohiyang paghuhulma ng iniksyon ay may isang malaking kalamangan - ito ay isang murang paraan upang makagawa ng milyon-milyong mga parehong piraso ng plastik. Ang kasalukuyang teknolohiyang paghuhulma ng pag-iniksyon ay gumagamit ng isang higanteng turnilyo upang pilitin ang plastik sa isang hulma na may mataas na presyon, isang proseso na naimbento noong 1946. Kumpara sa pag-print ng 3D, ang paghuhulma ng iniksyon ay sinaunang!

Ang mga hulma sa pag-iniksyon ay lubos na mahusay sa paggawa ng maraming parehong bagay sa isang talagang mababang gastos bawat yunit. Ngunit ang mga hulma mismo ay nakakagulat na mahal. Ang isang hulma na idinisenyo para sa paggawa ng milyun-milyong produkto ay maaaring umabot sa $ 100k! Ang mataas na gastos na ito ay karamihan dahil ang plastik ay na-injected sa napakataas na presyon, na kung saan ay labis na matigas sa isang hulma.

Upang mapaglabanan ang mga kundisyong ito ay ginawa ng mga mahuhusay na riles. Mas maraming iniksyon na kinakailangan, mas mahirap ang kinakailangan ng metal, at mas mataas ang gastos.

Halimbawa, maaari mong gamitin ang mga hulma ng aluminyo upang makagawa ng libu-libong mga yunit. Ang aluminyo ay malambot kaya't napapabilis ng pagkasira nito. Gayunpaman, dahil mas malambot mas madali din itong gawing isang hulma, kaya't ang gastos ay mas mababa - $ 1-2k lamang para sa isang simpleng hulma.

Tulad ng nilalayong dami para sa amag na tataas ay tumataas din ang kinakailangang katigasan ng metal at sa gayon ang gastos. Ang lead time upang makabuo ng isang hulma ay nagdaragdag din ng mga matitigas na metal tulad ng bakal. Mas matagal ang tagagawa ng amag upang mag-ukit (tinatawag na machining) isang bakal na amag, kaysa sa mas malambot na aluminyo.

Maaari mong dagdagan ang bilis ng iyong produksyon sa pamamagitan ng paggamit ng maraming mga hulma ng lukab.

Pinapayagan ka nilang gumawa ng maraming mga kopya ng iyong bahagi na may isang solong iniksyon ng plastik.

Ngunit huwag tumalon sa maraming mga hulma ng lukab hanggang sa magtrabaho ka sa pamamagitan ng anumang mga pagbabago sa iyong unang mga hulma. Matalino na magpatakbo ng hindi bababa sa ilang libong mga yunit bago mag-upgrade sa maraming mga hulma ng lukab.

Konklusyon

Binigyan ka ng artikulong ito ng isang pangunahing pangkalahatang ideya ng proseso ng pagbuo ng isang bagong produktong elektronikong hardware, anuman ang iyong antas na panteknikal. Kasama sa prosesong ito ang pagpili ng pinakamahusay na diskarte sa pag-unlad, at pagbuo ng electronics at enclosure para sa iyong produkto.

Tungkol sa May-akda

Si John Teel ay pangulo ng Predictable Designs isang kumpanya na tumutulong sa mga negosyante, startup, gumagawa, imbentor, at maliliit na kumpanya na magdala ng mga bagong elektronikong produkto sa merkado. Si John ay dating isang senior engineer sa disenyo para sa Texas Instruments kung saan lumikha siya ng mga elektronikong disenyo na ginagamit na ngayon sa milyun-milyong mga produkto (kasama ang ilang mula sa Apple). Siya rin ay isang matagumpay na negosyante na bumuo ng kanyang sariling produkto, naipagawa ito sa Asya, at naibenta sa daan-daang mga lokasyon ng tingi sa maraming mga bansa. I-download ang kanyang libreng cheat sheet: 15 Mga Hakbang upang Paunlarin ang Iyong Bagong Produkto na Elektronik.