賣出你的電子專題,八招搞定!

六月 24, 2016
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你有沒有夢想過,自行研發硬體販售?每個人對於發明的期許不一樣,有人想把世界變得更好,但也有人只想大賺一筆 。
 
善用Arduino、Raspberry Pi等開發平台來研發專題原型,絕對是重要的第一步,但是要達到量產並販售的目標,光是這樣還不夠。
 
本文來為大家分解這個夢想如何成真!
步驟一:挑選核心電子零件

第一步就是挑選主要的電子零件,舉凡微晶片(例如積體電路)、感測器、顯示器、連接器等,端視你主打的功能和設定的售價而定。
 
我推薦幾個購買電子零件的好地方,例如ArrowDigikeyMouserFuture,你可以單買(製作原型和初步測試之用)或大量購買(少量製造之用),AdaFruitSparkFun則適合購買電子模組、套件、感測器、攝影機等。
 
步驟二:設計電路圖
一旦購齊主要零件,下一步就是按照電路圖組裝。電路圖猶如房屋的藍圖。
 
電路圖顯示所有零件如何連結在一起,從微晶片到簡易電阻器不一而足,這對大多數人來說可能是最困難的關卡,畢竟這需要電子工程的基本知識。

我建議先從Arduino或Raspberry Pi開始,當你習慣他們的開源電路圖,

就是你進攻客製化設計的時候了。就算你對電子學不夠熟悉,也有三條路可走,一是找到合夥人,請他教你電子學基礎知識,二是雇用電子工程師,請他設計整個電路,或者檢查你的電路圖。
 
步驟三:建立物料清單(BOM)
現在要來建立詳細零件的物料清單了,這包括零件編號、零件描述、數量和可能的價格。步驟一只是挑選主要零件,這裡要列出所有次要零件,例如電容器、電阻器、電感器和連接器等。
 
物料清單也可以留待步驟四之後再說,但越早完成就越早預估產品的成本。
 
步驟四:設計電路板(PCB
現在要把電路圖化為真實的電路板。

图片

電路板是實體的板子,內有相互連接的電子零件。設計電路板通常比電路圖更複雜和耗時。
 
一般來說,電子零件排列越緊密,電路板設計時間就越長,這也難怪精巧的商品,例如穿戴式科技裝置,花比較多時間設計電路板。
 
如果你的裝置耗電量大,或提供無線通訊功能,電路板設計又會更重要、更耗時。
 
至於有無線通訊功能的產品,你要特別注意電路板的射頻通訊電路(RF Circuit),這通常會有天線,天線設計不只重要還很複雜。天線設計錯誤,大概是電路板設計最常見的錯誤之一。我強烈建議你找天線製造商或獨立工程師,事先幫你看過設計圖,再來製作原型,但千萬要慎選對天線有一套的工程師,因為大多數工程師仍缺乏這類經驗。
 
最後別忘了調整天線,以達到最高效率。天線製造商大多提供這種服務。
 
步驟五:訂做電路板原型
製作電路板原型分成兩個步驟。首先是製作裸板,我只用Sunstone CircuitsSan Francisco Circuits,但其實還有別的選擇。其次是在電路板組裝所有零件,這裡我愛用Screaming Circuits
 
組裝通常是最燒錢的步驟,依照我的經驗,大概佔電路板成本的3分之1。為了降低成本,你當然可以自行焊接,但前提是你的焊接技術夠好。不過,現代電子零件大多沒有導線,不太可能親手組裝。
 
完成電路板組裝,大約要花幾個禮拜,除非加錢縮短時間。我個人會先訂購5個組裝電路板,成本大約2,000美元。
 
如果你的產品很迷你(例如穿戴式裝置或物聯網裝置),不妨考慮更先進的電路板製作技術。舉例來說,盲埋孔有助於緊密安裝所有零件,但也會讓成本翻三倍,除非攸關產品的成敗,否則不要輕易嘗試。
 
步驟六:設定微控制器或微處理器
電子裝置通常內含微晶片,稱為微處理器(MCU)或微處理器(MPU),功能類似整個裝置的「大腦」。顧名思義,MCU擅長控制一切,MPU則是處理資料。MCU其實是速度慢的MPU,記憶體和針腳數都比較少,但內建更多周邊元件,以便跟外部世界互動。MCU也不像MPU需要作業系統,所以是比較簡單的方案。
 
舉例來說,Arduino以MCU為基礎,Raspberry Pi則是更強大的MPU,需要完整的作業系統。
 
你的產品到底要使用MCU或MPU,這都需要事先設定好。這套程式(稱為韌體)很可能是採用C語言。
 
步驟七:評估、除錯和重複
新產品的最初版本皆不適合上市,任何問題都要留待下一個原型來解決,無論如何都會有問題出現,所以研發和籌款的時候千萬別過度樂觀,盡量務實一點。
 
從成本和時間來看,這想必是最困難的關卡,任何問題都是意想不到的,當然要花時間找出原因,再來想辦法修復,但任何研發新硬體產品的公司,都有這段必經過程。
 
步驟八:認證
為了在世界各國販售新電子產品,你必須取得好幾種認證,端視販售的國家和地區而定。
 
我醜話說在前頭,取得認證並不便宜,至少要價1萬~3萬美元,所幸有些省錢的方法,例如直接採用獲得認證的無線模組,以下簡單介紹美國、加拿大和歐洲的認證。
 
聯邦通訊委員會(FCC)認證:所有在美國販售的電子產品必備,沒有電磁輻射的產品列為非輻射器(non-radiator),有電磁輻射的無線產品列為意圖輻射器(intentional radiator),向FCC申請意圖輻射器認證特別燒錢。
 
ULCSA認證:所有在美國和加拿大販售的電子產品必備,適用於AC電源插座。若單靠電池供電,缺乏充電功能,則不需要UL/CSA認證,但連鎖零售商或產品責任保險公司,大多要求電子產品附上UL/CSA認證。

CE認證:所有在歐盟販售的電子產品必備,類似美國所要求的FCC和UL認證。
 
RoHS認證:所有在歐盟販售的電子產品必備,專門認證無鉛電子產品。
 
結論
若你的產品牽涉到電子學,無疑會提升研發的難度,研發的成本、時間和風險都會增加。
 
為了降低研發風險(通常還是成本和時間),我強烈建議你為設計圖徵詢第二意見,再來製作原型。第二意見又稱設計審核,可大幅降低錯誤的機會,一旦跨越製作原型的關卡,從原型到量產就簡單多了。

(譯者︰謝明珊)
[原文]
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