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智能硬件开发不再神秘——软件工程师智能硬件产品开发指南

时间:2023-03-17 23:55:15 科技观察

??你想创业吗?但是软件工程师?我职业生涯的很大一部分一直是为其他人提供信息的塔。我在学习方面取得了巨大成功,并将所学反馈到我成长的社区中。自从一年多前加入Jewliebots以来,我们学到了很多关于硬件、工程和制造的知识。然而,我发现这些知识在网上都找不到。在我写这篇内容之前,没有人给出一份详细的硬件创业指南。我与许多前硬件初创公司交谈过,从自己的错误中吸取教训,并从Highway1的员工和导师那里学到了很多东西。为了分享知识和服务社区,我将在这里写下软件开发人员如何开发硬件产品的一系列方法。内容框架如下:第1部分:原型产品开发第2部分:调试阶段第3部分:用户测试第4部分:证明产品具有吸引力第5部分:生产设计第6部分:生产第1部分:原型产品开发原型制作阶段对于硬件公司和软件公司一样重要。原因都是一样的:概念验证、用户测试和迭代开发。但是硬件创业和软件创业的区别在于,硬件创业是真的在做原型,而软件创业只是假装在做原型。我不是看不起软件开发,而是软件创业完全依赖于计算机的1和0数字计算。硬件是真实的,需要真实的生活来实现。原型设计阶段比我们通常作为较大产品的一部分所做的更为复杂。原型设计有多种方法,我将在此处向您介绍。有一种方法可以更轻松地从头开始制作原型。即一开始可以开发两种不同的原型产品,最后将它们合并为一个,然后交付给制造商。在这方面,作为新手的你往往会以“功能上可行”的原型产品为出发点。“功能性”原型很难看,硬件企业家不会自豪地分享它们。我见过精心制作的原型,也见过用胶带和纸板箱固定在一起的原型。一个功能可行的原型产品的目的是为了证明它的概念,也就是说,“这个概念实际上是可以存在的”。功能可行的原型用于演示设计。首要任务是让这个原型产品出现在消费者面前,看他们喜不喜欢,如何做的更好。让我们关注功能上可行的原型——专注于增强现有项目的功能。无论您是否是经验丰富的硬件开发人员,最简单的方法就是使用现有硬件并对其重新编程。我经常鼓励刚接触硬件初创公司的人弄清楚常见的电子元件在内部是如何工作的。如果你想做的产品和已经存在的东西很相似,就买一个已经上市的产品,把它拆开,装上你喜欢的部分,然后再试着把它组装起来。这也是了解竞争对手的最佳方式。在Highway1,我们通过拆解Fitbit学到了很多东西。拆机前先上网搜索一下这款产品的拆机报告。示例:游戏手柄拆解、NikeFuelband拆解、Beats耳机拆解。开发工具包:Littlebits在Highway1,我们有一个名为Littlebits的完整开发工具包。它是一个由磁铁互连的电子元件系统。这样一款工具的出现,打破了智能硬件产品因类型不同而存在的清晰界限。无论是什么样的智能硬件产品,都可以从这个工具组合中找到它们对应的元素,比如wifi、蓝牙、服务器、电源开关等等。开发该工具的人甚至有一个在线网站BitLab,您可以在其中投票选出您最喜欢的电子产品。Littlebits诞生了大量非常酷的智能硬件项目,这是最快的原型制作方式。它不是一组固定的工具,而是根据其开发方向具有专门的子类别。例如,为“家庭智能自动化项目”设计的Littlebits套装售价为249。当然,这个价格会让很多人感到意外,但你不能否认这是原型产品开发的最短路径。上图是一套LittlebitsArduino当然,我们不局限于上面的工具。Arduino也是最流行的开发原型硬件产品的工具之一。其实可以说,Arduino的出现,引领了当下智能硬件产品的创新潮流。至于微处理器模块,我选择了Femtoduino、RFDuino和Sparkcore,这些是最适合产品原型制作初期的设备。这里特别值得一提的是Femtoduino,如果你的原型产品开发不需要太多的拼凑,那么这个模块最适合你。它太小了,我比ArduinoUnos更喜欢它。但即使体积再大,各方面的表现也足以满足你的需求。最近市场上出现了一款带蓝牙功能的Femtoduino版本。这个版本可以说是相当迷你了……而RFDuino对于开发具有“可行功能”的原型产品来说是一个不错的选择。它易于使用并具有BLE性能(低功耗蓝牙功能)。Sparkcore是一个理想的无线网络模块,它拥有首屈一指的支持团队。此外,您可以在Sparkfun和Adafruit上以非常实惠的价格找到LED、电池、电阻器、电线和其他更普通的东西。外观在原型产品开发过程中设计外观充满乐趣。有许多工具可以为您提供帮助。但是,如果你真的想创造出令人愉悦的产品外观,你必须遵循一个原则:“不断将用户反馈纳入你的原型产品开发过程,并频繁快速地迭代升级产品。”当然,得心应手的工具简直数不胜数,我会用我能找到的,不会放过任何一个帮助提高原型产品开发质量的机会。其他一些工具如果你没有看过IDEO??(总部位于美国加州PaloAlto的知名设计公司)关于产品设计的视频,估计产品设计对你来说是一个非常吃力的工作。我强烈推荐你看这个视频,它非常鼓舞人心。同时,这里还有一本书诚意推荐:《The Design of Everday Things》,对几乎零设计背景的朋友特别有用。首先,您可以尝试从聚合物粘土、海绵和可塑塑料中获得灵感。从那里开始,一点一点,您可能希望尽快将其3D打印出来,因为当您几乎接近最终产品时,您希望大幅提高分辨率。当一切都开始在你的胸中成形,你对设计的理解也更深了,手头的工具已经拼凑成产品的零件了,那估计那时候的工具组合应该是算是一个小工厂。从中会找到一条成本相对较低的发展路径。真的一点产品设计经验都没有怎么办?事实上,有很多地方可以指导你。我以前去过Etsy,上面有很多漂亮的产品设计,我特别关注我个人喜欢的产品设计背后的设计师,试着联系他们,如果可以的话给点钱。在产品设计的某些部分和环节上贡献自己的才华。同时,纽约市还有一家名为CuboNYC的3D打印店。如果你到了产品开发的后期,需要增强产品的精细像素,在圣何塞有一家名为SolidConcepts的3D打印工厂。如果你想让你的原型更加精致,我推荐圣何塞一家名为SolidConcepts的工厂。此外,还有一家名为Fathom的工厂,也在那个地方。另外,我们去中国深圳出差,有个叫StrongD的地方也在做类似的事情。这些地方可以使用诸如拉丝铝板、聚氨酯和其他塑料聚合物。这些材料可以尽可能接近你心目中的产品。无论是哪个工厂,为了生产出您想要的原型产品,都需要提供CAD设计图纸。如果您不太擅长使用autoCAD,我建议您使用oDesk作为3D设计的替代工具。我不寻找可以以低廉的小时工资雇用的帮手,因为他们所做的工作可能与他们要求的工资一样毫无价值。你需要寻找那些在市场上的能力在他们的薪水上得到充分体现的工匠。这是对您的智能硬件开发最有帮助的人。如果你觉得他们有用,你可以重复雇佣他们。好了,以上是我对原型产品开发的一些粗略设想,下面我们跳到第二章:调试。#p#上面我们讲了如何进行产品原型开发,介绍了几个好用的工具和一些思路。现在,让我们进入一个更现实的层面:调试阶段。一旦开始做原型,不管用什么方法,用Arduino、Littlebits,还是repurpose,都会遇到各种各样的问题。一些早期建议:如果可能,请使用焊接技术,遮蔽胶带是帮助您在焊接时将所有电线固定到位的好方法。RadioShack里面有很多东西,电阻、电线、焊条、钢材、万用表、焊枪等等,这些东西都是你必备的工具。其实硬件开发中的Debug和软件上的Debug并没有太大的区别。也就是遇到问题要找根源,解决问题。硬件产品上有一些环节经常出问题,比如断线,或者供电不足,线圈缠在一起,电子元器件不兼容等。为了找出具体问题,这里推荐几个工具给大家。请注意:下面的一些工具可能非常昂贵。不过好在厂商提供了一些月供的优惠方式。您可以通过每月支付会员费来获得短期使用它们的权利。第一步:仔细检查。第一步是自己进行反复检查。说实话,我无数次接错了线,或者丢失了数据库中的一些重要数据。无论如何,请记住不断检查您的连接并尽量不要焊接。通常你会很容易忽略某个环节。遇到这种问题,千万不要钻牛角尖。如果真的想不出来,请离开一段时间,去做点别的事情,改变主意。当你回来时,你的头脑会更清晰,你会发现问题所在。它也将更准确和更快。根据我的经验,这种方法非常有效!万用表:万用表可用于测量电阻、电压和电流。它还可以帮助您测试两点之间的连续性。根据个人经验,如果您想找出损坏的地方,此工具特别适合您。“电流是从一个部分传导到另一个部分吗?”;“这两个部分实际上是通过电线连接的吗?”使用此工具可以获得最明确的答案。事实上,示波器是最不起眼但最有用的工具之一。完全掌握和运用需要花费大量的精力和时间,目前还在摸索实践中。示波器测量频率带宽,因此您可以在排除故障时使用它来查看振荡电压。可以看到最低电压、最高电压、平均电压等一系列指标数据,示波器不仅如此,它还可以供电,比如给一些设备或电池充电。“移除”和“返工”当你意识到开发过程中存在问题时,你可能会想做一些调整和改变,比如移除一些没有正确安装的组件。您是否担心损坏整个产品?还是担心不知道如何下手?不要恐慌!还有各种工具可以满足您的需求!如果您正在摆弄Arduino或您之前手动连接的任何其他组件,那么焊炬可能是您的最佳选择。当然,使用起来也是有技巧的,我至今也没有成为这一行的专家。每次我这样做时,我只是加热焊料并尝试将电线拉出。一些专门用于返工的工具是高能热风枪,可让您快速松开零件并在很短的时间内更换它们。这些工具通常可以大大减少您的返工时间。请在您的开发准备中考虑到这一点。以上是我在Debug阶段可以分享的一些东西。接下来我们进入更精彩的部分:用户测试!想知道下一章的更多实用建议吗?请继续关注!