电子产品设计

电子产品设计（精选十篇）

电子产品设计 篇1

塑料按键是电子产品所有塑料件中最敏感的一个零部件。它要求材质韧性强、弹性好, 一般塑料按钮使用的材质大都为ABS。

为保证弹性良好, 在设计时, 连接筋的胶厚一般设计为0.6~0.8mm。

同时, 对产品成形时的要求也很高, 除了要避免一些常见的塑料缺陷外, 其中特别要注意的是变形、披锋, 另外还有一种状况就是按钮在经过一段时间后才出现破裂现象, 这种情形可能是设计者在设计时, 水口设计过小, 或者是水口位设计不恰当, 造成产品水口部残留过大的内部应力而导致, 因而要考虑加大水口位或者调整水口位置。

还有一些重要的尺寸, 它的精度也要求严格控制, 一般在0~0.05mm以内。

塑料按钮从其组成结构上可分为独立按钮与组合按钮。

实际装配按钮时, 一些常存在的问题点主要有:

(1) 手感不良; (2) 按键松动、连动; (3) 按键卡死

1 独立按钮

独立按钮从功能上可分为单功能按钮、双功能按钮、多功能按钮。

1.1 单功能按钮

单功能按钮的设计与组装相对来说都比较单纯。一般来讲, 造成按钮手感不良 (/卡死) 的主要原因都是因为塑料在成形时的一些缺陷所引起的, 诸如上面提到的变形、披锋、充填不足等等。因此要解决好的话, 就一定要控制好产品的成形, 尽可能地做到与我们的设计状态一致。典型结构如图1所示。

1.2 双功能按钮

双功能按钮也就是所谓的一个按钮上存在两个功能。它在设计时外形通常都设计成为圆形 (如图2所示) 。或者是方形

如图2所示的按钮在与面板装配时, 它在任何状态下相对于面板来说都有一个平衡性 (相对平面度) , 这个平衡性主要靠与之相对应的PCB上的两个开关的弹性来控制, 塑料在成型时有一个脱模斜度, 因此在设计时就要进行充分考虑。

如图3所示的按钮, 它与面板组装是属于卡轴式组装, 按钮卡在面板上的轴上固定, 按钮上的塑料孔位与面板上面的轴之间必须紧密配合, 误差范围要控制在0~0.05mm以内, 否则就会造成按钮动作时松动, 所以在设计时应该充分考虑。

1.3 多功能按钮

多功能按钮是一个按钮上存在多个功能。产品设计中, 它的外观通常设计成为圆形或方形, 且一般功能对称 (功能数为偶数, 多功能按钮因为功能较多, 因此相对来说, 它的体积都较大, 结构也较为复杂, 所以在设计时更加注意合理性, 产品在成形时严格控制成形条件。它设有四个功能, 这类的按钮经常出现的问题有:

(A) 松动

松动的原因, 主要是按钮与面板组装时, 面板上的定位柱偏小, 或者按钮上的定位孔偏大, 二者之间不能紧密配合。解决比较简单, 将定位柱加大或将定位孔减小, 一般采用定位柱加胶的方式。

(B) 部分按钮无手感

部分按钮无手感的原因:a.作业不良, 如PCB板按钮开关没有焊好等。b.PCB板变形。c.钮本身变形也很关键, 一般说来, 这种壳体多腔壳体制品采用多点进料的方式, 可以防止型芯 (模具上) 受力不均匀而倾斜变形, 并且设置浇口时 (模具上) 采取对角线设置, 可以改善收缩引起的制品变形, 这些可以作为处理改善按钮变形的一些参考。d.由于按钮的周边同面壳发生干涉而引起的手感不良, 在面壳的下面做一个台阶位, 能起到防止干涉作用。

(C) 按钮功能紊乱

按钮功能紊乱也是按钮连动的一个结果。以四方按钮为例, (从结构上来讲) 按钮功能紊乱与否关键取决于按钮正中间的支撑柱, 按钮工作时, 要使得支撑柱与PCB充分接触才能保证不会有连动, 因此塑料成形时要严格控制好此支撑柱的尺寸误差范围在0~0.05mm以内。

2 组合按钮

这里所说的组合按钮指的是两个或两个以上的按钮通过一条肋组合而成, 每个按钮功能各异。组合按钮原则上是各个按钮要求高度一致, 这在设计上一般没问题, 也主要是靠在塑料成形时要保证好。

产品设计-产品设计之感想 篇2

当我选择这个专业的时候，其实内心一直是在犹豫的，这个专业是不是我真正喜爱的？这个专业如此辛苦，我到底能不能坚持下来？以后我能用这个专业来谋得一份生计吗？

但是进入设计这个专业之后，我才发现，原来世界这么大，原来世界上有很多人对生活的观察无微不至。原来有这么多有趣而美妙的创意，原来很多人会在大学时间里每天熬夜，只为了将一份作品做到完美。

我真正感受到了产品设计师对生活的热爱，和执着追求完美的精神，我感到很庆幸，我选对了专业。而我个人更加希望，能够自己的作品为大众所理解，并带给使用它的人一种愉快的感觉，又或是给有需要的人一份力所能及的帮助。因此，我选择了设计。

假如把没有设计的生活比作一只没有歌喉的小鸟，没有歌声对小鸟而言是无所谓的，但是有了歌声的小鸟，才让我们真正喜欢上它。设计亦是如此。假如生活是一间黑色的屋子，那么设计点亮了它。

出于对生活的爱，我选择了产品设计，希望以后得生活越来越好，是我前进的最大动力。

二．我所欣赏的设计师的风格

我所喜欢的设计风格是极简化设计。

我认为极简设计是先做加法再做减法，经过痛苦的衡量和抉择做出来的，有意识有目的有概念的简化尝试。“less is more” 理念，其实是一种把形式简化到极致的尝试，试图让最简的元素去发挥最大化的美学和功能效果。所以极简主义的风格，是有意识地去简化繁琐的形，而不是概念。

首先，极简化设计去除了所有多余的部分，给人一种相对纯粹的视觉体验，现今科技经济的进步物资越来越丰富，人类的视觉承受能力有限，复杂的形式会过载。简化形式才能腾出阅读空间。当把细枝末节都去掉，一眼就看到重心，能让人在短时间内理解这件作品的含义，但是这并不意味着没有内涵，从外观到结构，虽然简单干净，但是却是设计师经过反复优化与思考的优秀产品。

其次，极简化设计的使用上无疑是好用而无需对照说明书来细细研究的。以苹果移动设备的按键设计来举例，设计师经过大量收集数据，在最后却仅仅使用一个按键来作为唯一有实体的按键，最后呈现的结果很明显，用一个键实现多样化的功能作用, 而且按钮的形状用了人类认知中最常见的圆型+里面一个方形, 方圆之间实现More的变化，就是用最少的形式实现最多的功能意义。

三．我所理解的设计

产品设计包含两个层面：设计和产品。

入美院这么久，我越来越感觉到，设计和艺术是两个截然不同的东西，二者的区别在于，艺术是一个极为放大自己内心的作品，是独一无二的艺术。而设计是站在用户的角度，生产出的大批量工业生产的产品。两者没有孰优孰劣之分，但是站在社会发展的角度上，设计无疑更加直接与快速地为社会做着贡献。

产品是指人们通过购买能够满足某种需求或是欲望。包括产品实体，又包括非物质性的服务性产品。我们对产品的界定如此广泛，换而言之，产品设计无处不在。我所理解的产品设计，是对于“使用”这个动词的一种规划。我们计划产品的外观以满足对审美的需求，我们计划产品的用途以满足对易用性的需求，我们计划产品的体验过程以满足对愉悦性的需求。

我觉得设计体现在使用产品的所有方面，从外观、材料、颜色、处理、结构、功能性、文化性、精神性、使用过程的体验上都有体现。每一个方面的创新对产品的影响都非常大。不管是创造一个新的产品，还是优化一个旧的产品，其关键都是在输出现有的产品中所没有的功能或是模式。产品的成败一半取决于创意的创新度与可行性，一半则取决于设计方案的思考深度与完善程度。

四．好的设计师或许需要拥有的能力

首先，好的设计师需要眼界比较广阔，对各个方面的知识有大概的了解。完整的设计应当是插手进入产品生产的各个环节的，广泛的知识面能够让设计师站在一个较高的高度来看待产品，同时能够让设计师思考的比较成熟与深入，拥有分析和掌控事情的能力。

其次，对生活保持敏锐的触感，善于思考。我认为一个好的设计师应当是一个用心生活的人，他应当拥有对生活敏感的素质，从而能够将在生活中获得的体验应用到产品设计中去。

再次，关注社会，关注身边发生的一切，有好奇心。他应当要建立起自己的价值观，要做有利于社会、文明发展或是改善生活质量的设计。

最后，要有“强迫症”精神，要对现有的产品时刻抱有不满意的态度，希望能对现有产品做出改进或是创新。要有寻求与众不同的精神，要有寻求“美”的精神。

五．对未来的展望

我认为设计未来发展的方向应当是要渐渐取代旧式由于工业过于快速发展和国人对于初级审美缺失所导致的一些“山寨”品和质量低下的产品。工业生产力的提升带给了设计提升的空间，“设计驱动式创新”的工业模式即将到来，要想在现今这种绝对的买方市场提升产品竞争力，设计的原创性不可或缺。

我希望未来的产品能够在使用上更加人性化，在使用体验上思考的更加全面，能在产品身上看到有趣的创意。同时也能体现、契合使用者的生活态度与生活方式。同时，由于科学技术的发展，我非常期待智能设备在生活中的普及以及带给人们不同的生活方式。我也觉得过去的产品设计师仅仅局限于狭义上的产品优化和产品研发上，未来的产品设计很可能会在产品设计更加广泛的范围里探寻产品设计更多的可能。

航空电子产品振动试验夹具设计 篇3

摘 要：振动试验夹具用于连接振动台和试验产品，并能尽可能不失真的将振动台输出的能量传递给试验产品，在振动试验中发挥着非常重要的作用，试验的成功与否，试验结果的可信程度，与试验夹具的设计、制作及安装使用水平息息相关。不合理的夹具将导致“过振动”或“欠振动”，使振动条件失真，无法达到预期效果，严重的会对试验样件造成破坏。本文首先阐述了振动夹具的设计要点，然后以LRM模块为例设计其振动夹具，并使用ANSYS有限元仿真分析软件进行模态仿真，根据仿真结果对夹具进行优化处理，最后设计出优质的振动夹具。

关键词：振动；夹具；ANSYS

中图分类号： E926.391 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）25-240-2

1 振动夹具的设计要点

1.1 振动夹具的基本设计要求

根据多年的工作实践经验，同时翻阅了的大量的文献资料，我们认为合理可靠的振动夹具首先要保证在试验频率范围内不会与受试产品发生共振耦合，导致振动失真，其次应尽可能地减少夹具的重量，增大其刚度和阻尼。一个优质的振动夹具主要应满足以下几项要求：

①最佳的夹具应使其最低的固有频率比所需的最高施振频率高50%左右，以免试验时产生谐振，大多数航空电子产品的随即振动试验频率范围为10～2000Hz，因此夹具的理想一阶固有频率应在3000Hz左右；

②夹具的第一阶固有频率应高于受试产品第一阶固有频率的3～5倍， 以避免发生夹具与受试产品的共振耦合，导致过振动；

③夹具应做得尽可能的小而简单，由于振动台的推力有限，为保证有足够的推力富余量，在不降低刚度的情况下，夹具重量要尽量的轻；

④夹具应采用对称设计，重心位置应当靠近振动台的几何中心，以减小振动偏载力矩，高度方向上重心要低，以减小横振力矩。

1.2 振动夹具材料的选择

制作夹具首先要选择材料，材料性能方面应具有较小的密度、较大的刚度和较高的阻尼，且应当易于加工，同时要兼顾加工成本。直接影响夹具固有频率与性能的因素是材料的弹性模量E与材料密度ρ之比，比值E/ρ非常重要，E决定材料的刚度，ρ决定材料的重量，其值越大越好。一般选择的材料为铝硅合金、铝镁合金或者ZL101，而不推荐使用钢材。

1.3 振动夹具加工方式的选择

夹具制造加工方法性能上的优先级是：首先选择铸造成型，其次用整块材料机械加工，其次选择焊接，最后选择螺接连接。整体机加夹具是最快最省的方法，且性能良好，大量应用于结构简单、尺寸较小的产品中；此法不可行时应优先考虑铸造夹具，铸造夹具最显著的优点是铸造合金的阻尼相当高，但由于需要制作模具，所以生产成本较高；焊接夹具一般采用连续焊缝的惰性气体保护焊，在焊接过程中容易因高温而变形，此时应考虑焊后的热处理和机械补充加工；螺栓连接夹具由于是局部连接，容易形成微振动，且在高频段容易失真，可靠性较差，要谨慎选用。

1.4 电装部分的设计

航空电子设备在进行随即振动时，需要对试验样机进行监测，很多时候需要在振动夹具上布置电装部分进行转接，电装的设计主要应注意两个方面：第一，选用高强度印制板，印制板上的元器件和连接器应当具备较好的抗震性能，并应采取一定的防震措施；第二，电缆布置要合理，长电缆要采取固定措施，如果对抗干扰无严格要求，优先选用半柔电缆。

2 振动夹具的设计与仿真

2.1 建立三维模型

下面以现在航空电子产品中应用较多的LRM模块为例来分析夹具的设计，夹具模型如图1所示，该夹具采用左右对称设计，由60mm厚的2A12铝合金扳机加而成，通过11个M8的螺钉固定在振动台上，另外该夹具还具有以下几个特点：第一，夹具有两条平滑的导轨，用于装夹LRM模块，且尺寸、位置和表面精度均较高；第二，该夹具有带印制板的电子装置，对电装部分应加以保护；第三，夹具自身有多处螺钉连接（螺钉连接部位不是夹具主体部分），在装配螺纹时，涂螺纹锁固剂乐泰243。

2.2 模态仿真

利用ANSYS有限元仿真分析软件，对夹具进行模态仿真，试验样机的振动试验频率为10～2000Hz，则夹具的一阶固有频率在3000Hz左右为宜。由于夹具的电装部分作为辅助装置对试件的振动环境没有明显影响，因此在模态仿真时，可以去除夹具电装，简化后的夹具外形及网格划分效果如图2所示；发生在电装位置的固有频率对夹具主体无影响，不作为夹具整体的固有频率。夹具的一阶固有频率如图3所示，频率值为3522.7Hz，表现为夹具两侧的翻动。频率值较高，表明夹具还有优化设计的余地。

2.3 优化设计

由于该夹具整体的结构设计是满足夹具设计原则的，因此只需减小其重量。返回CAD软件修改夹具的三维模型，减小了夹具底部、侧面和加强筋的厚度尺寸，原夹具的重量为5.52kg，优化之后的重量为4.63kg，共减重了0.89kg，然后重新对夹具进行仿真分析，其一阶固有频率如图4所示，频率值降为3108.6Hz，已经基本满足设计要求。优化后的试验夹具在投入使用的一年中，共经历了30余次随即振动试验，效果良好。

3 结论

优质的振动夹具应保证能够准确地将振动台的能量传递到试验样机，且不会发生共振耦合，本论文提供了一种夹具设计的思路，首先要了解夹具设计的基本原则，包括材料和加工方式的选择、电装部分的设计等内容；其次使用CAD软件建立三维模型；然后利用有限元仿真分析软件（如ANSYS）进行模态仿真；最后才能生产使用。有限元分析软件的应用大大地简化了对固有频率的计算，是提高结构设计质量和效率的有效手段。

参 考 文 献

[1] Dave S Steinberg. Vibration Analysis for Electronic Equipment，Third Edition[M]. 北京：航空工业出版社，2012.

儿童电子产品色彩设计研究 篇4

一、儿童的特点

人们通常用活泼好动、贪玩、单纯、好奇心强、自尊心强、好胜等来描述儿童, 当代儿童由于环境的影响越来越早熟, 逻辑思维能力和学习能力也逐渐增强。通过考察广州市几家大型幼儿园, 及对居民社区内儿童进行观察和询问, 得知被访问的100名学龄儿童 (6-12岁) 中, 有80%以上家里有电脑, 40%左右有个人手机, 大多数都有mp3或其他多媒体设备, 只有极少数没有接触过电子数码产品。调研结果显示, , 以数字技术为基础的儿童电子产品 (学习机、绘图工具、游戏机) 等能形象、生动的与儿童产生互动, 让儿童体验到更多的学习乐趣, 逐步成为儿童不可缺少的工具。俗话说“远看色彩进看花”, 色彩是产品外观造型艺术中先声夺人的语言, 可以通过刺激视觉影响心理, 从而引发审美意识, 儿童周围环境和事物的色彩将直接或间接的影响其性格和审美。

1、儿童的色彩心理

儿童依靠直觉观察和感受色彩, 儿童的色彩朴实无华, 生动真诚。据心理学家研究表明:年龄为2~3岁的幼儿期儿童喜爱艳丽明快、对比强烈的颜色, 部分孩子对鲜艳色彩的偏爱会持续整个儿童阶段。因此, 为这一阶段儿童做设计时, 应更多使用高明度、高纯度的色彩。实践证明, 在红、橙、黄、绿、蓝、紫、棕、黑、白、灰等10种颜色中, 儿童更多地偏爱红、黄、绿色, 较少偏爱黑、灰、棕色。儿童在1~5岁期间, 对颜色爱好的差异并不显著, 但6岁之后就逐渐明显, 还表现出性别差异。男孩通常喜爱黄、蓝色, 其次是红、绿色;女孩则喜爱红、黄色, 其次是橙、白、蓝三色。儿童从4岁开始就己具有相当明显的先天直觉美感, 对色彩的均衡和谐有一定知觉。

2、儿童电子产品色彩设计现状

在高生活节奏的信息时代, 电子产品不仅可以作为儿童学习娱乐的工具, 还能充当儿童的生活伴侣, 成为儿童生活的一部分。如儿童学习机、电脑、手机等, 生动活泼的造型和轻快地色彩, 将以往繁重的学习压力转化成趣味生动的图片和视频, 对儿童来说学习就是看动画和听卡通, 很大程度上转变了教育方式;儿童电子牙刷用可爱的形态, 活泼可爱的色彩, 让儿童感觉用它刷牙是一件很快乐的事, 不再是履行一种任务, 让孩子爱上刷牙;儿童电子体温计, 乳白色搭配轻快音符图案使产品漂亮可爱, 可以缓解儿童生病时生理和心理的压力。

3、国际知名儿童电子产品品牌产品色彩分析

儿童电子产品按照用途可以分益智类、游戏类、保健类三种。在国外, Lego、Disney和Hello Kitty等是国际知名儿童产品品牌, 产品不仅具有童趣, 且致力于通过寓学于乐来开发儿童的创造力。乐高积木有1300多种形状, 每一种形状都有12种不同的颜色, 以红、黄、蓝、白、黑为主。不同方式的组合得到不同的视觉效果, 色彩斑斓, 可以促进提高儿童智力, 培养儿童的发散思维。迪斯尼儿童电子产品, 专业打造精致的儿童生活, 从手表到笔记本电脑一些列电子产品, 色彩鲜明, 对比强烈, 造型可爱, 符合儿童的心理需求。Hello Kitty产品色彩活泼明快, 对比强烈, 能快速的吸引儿童的注意力, 然后通过在产品界面中用到动画片中的动物形象, 如美人鱼、机器猫、奥特曼及当前流行的喜洋洋、灰太狼等形象, 获取儿童对产品的喜爱。

4、儿童电子产品色彩设计原则

综上, 儿童电子产品色彩设计应遵循以下原则:

(1) 易用性:基于儿童的生理心理特点, 儿童电子产品界面设计要求简洁、轻松, 应使用鲜艳、明快、柔和的色彩, 可以用色彩分割功能区域, 按键与显示屏等的色彩对比强烈, 便于儿童快速掌握产品使用方法, 产品界面说明性文字用色应与底色强对比, 尽量使用暖色或者鲜艳的颜色便于儿童读数, 减少操作失误。

(2) 宜人性:儿童生活环境中到处是经过设计的产品, 电子产品越来越多, 儿童审美意识尚未健全, 他们还不能准确判断和描述一件产品的特点。但是, 儿童电子产品的购买者往往是家长, 产品的色彩直接影响产品形象和品质, 所以儿童电子产品色彩要美观、舒适, 符合儿童的审美。

(3) 趣味性:儿童活泼好动、好奇心强, 对鲜艳的色彩比较敏感, 明亮、轻松、愉悦的色彩往往能吸引儿童的目光, 在儿童电子产品界面中, 应灵活设计色彩达到生动趣味的视觉效果, 为儿童设计“好朋友”一样的电子产品。

(4) 安全性:儿童经常将产品与现实物品联系在一起想象, 像乳白、淡黄、粉红、浅蓝等温和的色彩, 会让儿童感觉安全亲切。儿童电子产品应多用对比色, 避免大面积使用同一种色彩, 这样有利于儿童身心的健康, 让儿童处于一个被呵护的产品世界中, 是增加儿童对周围环境和社会的信任的有效途径。

(5) 可持续性:当今比较流行可以“陪孩子一起长大”的产品设计理念, 整个儿童阶段时间长, 儿童的色彩感知心理变化比较大, 电子产品的色彩应该具有可持续性, 可以满足儿童的审美成长, 增加产品的使用期限。

二、小结

儿童电子产品的色彩设计, 应遵循易用、宜人、安全、趣味及可持续性原则, 鲜艳、明快、活泼的色彩搭配符合儿童的色彩心理, 界面色彩丰富、对比强烈的电子产品可以帮助提高儿童的视知觉发育, 适当的运用儿童的色彩心理, 电子产品色彩应有利于儿童身心健康, 帮助提高儿童审美情趣。

摘要：色彩对儿童生理心理的发育都有很大影响, 对培养儿童的审美也至关重要。本文研究儿童的特点, 分析现有儿童产品色彩设计现状, 提出儿童电子产品色彩设计的方法和原则。

关键词：儿童,电子产品,色彩,设计

参考文献

[1]朱智贤:《设计心理学》, 人民教育出版社, 2007, 18。

[2]王振宇:《儿童心理学》, 江苏教育出版社, 1987, 67。

电子产品设计开发流程 篇5

1、客户口头或书面传真开发功能说明。

2、虚谷公司技术负责人与客户确认功能需求书。

3、本公司进行可行性分析后将报价发给客户。

4、客户接受报价。

5、客户与公司签订开发协议书。

6、客户预付开发定金。

7、虚谷公司进行设计开发工作。

8、硬件开发流程：电路原理设计、PCB设计、电路板加工、样板加工调试。

9、软件开发流程：操作系统软件定制移植、驱动程序开发调试、应用程序开发调试。

10、产品化流程：工业设计（外形、外观、结构设计、机壳开模），电路原理仿真测试，EMC稳定性测试，PCB优化，提供满足功能需求的原型测试的样机。

11、技术文档：产品电路原理图，PCB图，元器件，BOM材料清单，硬件技术资料，软件技术资料，工业设计机械图纸。

12、产品量化生产：

电子产品设计 篇6

关键词：用户设计产品；用户创新； 企业设计产品

一、文献综述

（一）用户设计产品的兴起

这几十年来，职业的营销人员、设计者、工程师而非顾客在新产品的研发过程中占据了主导地位。尽管通常来说，在识别现时市场动态以及未满足的顾客需求时，听取顾客的意见是很必要的，而通常却是企业雇佣的职业设计师（或他们的转包商）负责把识别出来的市场信息反映在他们设计的产品当中（Cooper，2001）。直到现在，企业仍然没有意识到把顾客参与加入到新产品的研发过程中具有良好的前景。如Schulze 和 Hoegl （2008）所说，“我们可以依赖于一种方法——询问顾客，让他们描述他们心中未来的产品，不同的人对产品的创意通常是很不一样的。”构成这种主流产品创新模式的主要假设之一就是：一个企业的职业人员，与顾客或使用者不同，具有创造新产品的专业知识，了解有用的产品信息（如Amabile，1998）。企业的职业设计师“拥有技术和能力，使得他们可以在大部分的设计任务中表现得更为高效”（Ulrich，2007）。此外，他们“通常在知识、训练度和经验方面，相比于顾客具有显著的优势”（Moreau & Herd，2010）。

（二）用户设计产品的发展初期阶段

然而，关于创意源泉的研究者（Von Hippel，1988）长久以来质疑着这种基础性的及其相关的假设，他们普遍认为，在为企业提供创意去解决为满足的顾客问题时，使用者本身是没有什么价值的。尤其，此研究发现创新不管大小，在许多行业中最初是由用户而不是职业设计师设计的（Von Hippel，2005）。在他们有深远影响的研究中，Lilien，Morrison，Searls，Sonnack和von Hippel（2002）进一步提出在创意产生的过程中积极的用户参与对一间公司的研发过程非常有用，至少在工业市场上。特别地，Lilien 等人（2002）把一些由3M人員和选定领先客户的开发出来的与那些通过更为传统方法开发出来的工业产品概念的潜在价值进行了比较。他们发现在由3M管理人员开发出来的主要产品创新指标方面，前者要优于后者。此外，他们发现由领先客户开发出来产品相比那些由企业内部生产出来的产品，在销售额方面要高八倍。

（三）用户设计产品的发展成熟阶段

现在用户创新已经发展成熟，此时很多日用消费品公司正在考验着传统的模式而且尝试用新的方法来将用户整合入灵感产生的过程中去。在整个过程中，像Threadless（做T恤）这样的公司不再雇佣设计师但是绝对地依赖于以他们的顾客群体来生产新产品（Ogawa & Piller，2006）。许多已建立的公司和品牌，如乐购，戴尔和无印良品如法炮制上述方法，因此现在把公众的意见加入到他们的公司内部开发的过程中来，这模式又被称为“众包”创新。在这种模式中，灵感创造被外包给潜在的大型、未知的顾客群体，从而形成公开呼吁（Bayus，2010）。因此，外包依赖于用户中的自我选择过程，而且这种用户愿意并能够对广泛传播的灵感创造竞争进行回应（Poetz & Schreier，2012）。

从概念上说，最有洞察力的观点是，一些顾客自主选择设计的产品会比那些由企业设计者设计的产品要好（Poetz & Schreier，2012）。用户可能因为他们作为消费者的经验，在产品创造的过程中相对于设计师而言具有比较优势。特别地，领先顾客可能自己会尝试去解决一些消费问题，而他们的理念可能会很具有商业吸引力，因为他们可以预测其他消费者未来需要什么（Von Hippel，2005）。通过众包激发的顾客群也通常相对于一个特定公司给定的设计师群体而言更为庞大和多样化；一个企业的客户群可能包含具有非常不同背景的众多有才华的顾客。此外，更多（和更为多样化）的产品创造过程提高了产生少量真正优秀产品的可能性（Schreier等人，2012）。

二、研究展望

至此，我们很惊奇地发现，用户设计产品相对于企业设计日用消费品而言，系统化的、实证性的市场业绩评估文献相对来说还是很少，尽管在此热议的研究现象已经引起了广泛而且持续增长的关注。这最有可能是因为从现实世界的实践中，获取市场数据的可靠的、量化的信息是很难的。这样的研究很重要，因为以顾客为驱动的市场创新的业绩会引导营销人员的有关判断，即是否跟遵循营销模式的改变，在新产品的创新过程中加入顾客的参与。作为综述性的回顾，本文也为未来的研究作出了重要的贡献。（作者单位：广东工业大学）

参考文献

[1]Franke， Nikolaus， von Hippel， Eric， & Schreier， Martin （2006）. Finding commercially attractive user innovations： A test of lead user theory. Journal of Product Innovation Management， 23（4），301-315.

[2]Lilien， Gary L.， Morrison， Pamela D.，Searls， Kathleen K.， K.， Sonnack， Mary， & von Hippel， Eric （2002）. Performance assessment of the lead user idea generation process. Management Science，48（8）， 1041-1059.

[3]Poetz， Martin， Fuchs， Christoph， & Dahl， Darren （2012）. The value of crowdsourcing： Can users really compete with professionals in generating new product ideas？ Journal of Product Innovation Management， 29（2），245-256.

[4]Schreier， Martin， Fuchs， Christoph， & Dahl，Darren （2012）. The innovation effect of user design： Exploring consumers’ innovation perceptions of firms selling products designed by users. Journal of Marketing，76（5）， 18-32.

电子产品生态设计实施要素分析 篇7

1.1 生态设计的内涵

生态设计是指在产品设计、选材、生产、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期全过程中, 充分考虑产品的环境属性和资源属性, 在考虑功能、质量、开发周期和成本的同时, 也将可拆卸性、可回收性、可制造性等作为设计的目标, 在产品设计时, 选择与环境友好的材料、机械结构和制造工艺, 在使用过程中能耗最低, 不产生或少产生毒副作用, 使产品及其制造过程、使用过程和报废处理后, 对环境和资源消耗的总体影响减到最小, 是一个十分复杂的系统性工程[1]。

对很多电子电器公司而言, 在电子产品开发过程中考虑产品对环境造成的影响是一个相对新颖的概念, 而且若考虑电子产品生命周期各个阶段对环境的影响以及目前在实施的生态法规、标准, 电子产品的生态设计显然是一个艰巨的挑战。

1.2 生态设计的要求

1.2.1 品牌价值要求

对许多公司而言, 对外宣传本公司产品的环保性能其实是一把双刃剑。如果环保性能宣传是基于坚实的科学依据, 或者能够被第三方机构所认证, 或者能够解决消费者、分析师及非政府组织所关心的环境问题, 就有很大机会提升产品销售量、公司股票价格和品牌价值。但是, 如果环保性能宣传未能达到上述三个标准之一, 该公司的环保性能宣传就会有可能被指责为“滥用绿色”, 即做出一些没有坚实依据的环保性能宣传或者利用环保营销策略来掩盖产品的其他问题。最简单的解决办法似乎是不做任何的环保性能宣传, 但由于投资者对产品的期望不断上升、非政府组织对产品的审查越来越严格、竞争对手造成的压力持续增加, 不做任何环保性能宣传行为本身就会损坏公司的品牌价值。

1.2.2 能耗、有害物质相关法规要求

环境立法的引入或许是让各大公司启动生态设计最直接的驱动因素, 表1列举出北美、欧洲和亚洲地区的部分环境立法情况。与此同时, 行业协会和非政府组织也在引入一些标准、政策等, 用以影响政府机构的立法框架。

1.2.3 成本及供应链管理要求

通过立法可以迫使各大公司开始重视生态设计, 但若生态设计被采纳的话, 也会给公司带来明显的成本优势。因为从生态设计的角度来看, 减少材料和能源的使用可以降低产品的制造成本。

当产品的环境影响涉及到由供应商设计和制造的子系统时, 就提供了使供应商也参与生态设计的良好机会, 产生一个更为精简、更具成本效益的供应链。例如, 创维集团召集国内500多家零部件供应商, 要求签订“绿色供应链协定”, 推行零铅工程, 确保出口欧洲的产品达到要求。同时, 创维集团针对内销的产品也积极实行生态设计理念, 研制和生产“绿色电视”, 满足和优于国家标准, 为国内消费者和环境提供绿色保护。最终效果是导致供应商也不得不参与生态设计, 降低创维集团产品制造成本。

1.2.4 产品技术创新要求

当公司在考虑产品对环境造成的影响时, 经常会发现很多创新的机遇。如Dyson公司开发的电子干手器采用高效电子泵迫使空气通过特殊设计的小孔, 当顾客慢慢将手从干燥腔移出来的时候, 手上的水就会被通过特殊设计小孔的空气切断, 通过用这种方法吹掉顾客手上的水分而不是通过传统的蒸干手段, Dyson公司开发的干手器可以缩短约77%的干手时间和约80%的干手能耗[2]。

2 生态设计实施面临的挑战

迄今为止, 很多公司仅仅专注于报告产品的环保性能和评估产品是否符合相关的环境保护法规, 而将生态设计作为常规设计过程的有机组成部分还面临很多挑战, 主要有:有限的产品开发时间、与产品设计较差的融合度、日益复杂与快速发展的法规和产品开发人员的要求未被考虑。

2.1 有限的产品开发时间

产品对环境的影响只是设计者在产品开发过程中考虑的诸多因素之一。设计者不断努力平衡各种相互冲突的项目, 如性能、成本、与相关法规的符合度和交货时间等, 若考虑生态设计就增加了设计者需要平衡的因素, 导致仅有一小部分时间和精力花能够在生态设计上。

2.2 与产品开发较差的融合度

虽然很多公司聘请环保专家来评估产品的环境性能, 但如果环保专家不和设计团队经常接触的话, 他们的分析结果就会被忽略, 一是因为环保专家的分析结果不能转换为被设计者理解且对设计者有用的信息, 二是公司很少会跟踪环保专家的分析结果是否能带来设计的改进。

2.3 日益复杂与快速发展的法规

产品相关的法规、标准日益复杂, 而且更新速度越来越快, 如欧盟《用能产品生态设计框架指令 (Er P) 》指令。欧盟Er P指令设置了产品生态设计目标框架, 但是受影响的产品范围在不断扩大, 且每一类产品的实施措施设置的时间越来越苛刻。

2.4 产品开发人员的要求未被考虑

提升产品的环境性能需要首先理解产品在整个生命周期中何时何地会对环境造成何种影响, 然而大部分设计者不具备这方面的知识, 导致生态设计无法执行。而且因为无法获取产品生产和使用的相关信息而导致在产品开发的初期阶段无法进行详细的生态设计分析。

3 电子产品生态设计的要素分析

图1给出五个可以帮助电子产品设计师、产品开发管理人员及环境专家实施生态设计的要素。

3.1 在设计过程的早期考虑产品对环境的影响

大约80%的产品整体环境影响已经在早期概念设计阶段结束时确定下来, 如图2所示。因为此时设计者通常选择了材料和制造工艺, 并定义了产品生命周期, 这些约束不仅解决了最后的经济成本, 同时也解决了许多环境成本[3,4], 如电子产品若采用无铅焊锡制程, 产品内印制电路板大约可削减90%以上含铅零件。在早期的概念设计阶段评估产品的环境性能, 确定不同项目的相对环境成本, 使得在重大项目经费花销前变更设计, 并且可以避免昂贵且费时的重新设计[5,6]。

3.2 不精确的数据可以指导正确的决策

很多工程师和设计者由于习惯了通过物理测量获取精确的数据, 对具有10%或者更大误差范围的生态设计数据感到无法下手[7], 然而, 重要的是要意识到不精确的生态设计数据并不影响良好的决策, 尤其是当一个特定的生命阶段对产品环境影响占主导地位的时候。例如, 当选择电子产品外壳封装材料时, 含有较大能源和含有较小能源的物质之间的差异因子往往会达到或者超过1000, 但这仍然可以得出明确的区别, 如图3所示。当材料所含能源对比差异很小时, 其他阶段如材料的再循环、材料的耐用性等因素在做决策时的分量就越重。

3.3 考虑产品整个生命周期

产品的环境性能往往与用户与产品的交互方式、产品的维护方式、产品的使用环境等有关, 文献[8]提到的思想可以指导设计者优化产品的生态设计。体现该思想的一个方法是, 在产品设计过程中考虑产品生命周期所有阶段对环境造成的影响, 如材料、制造、运输、使用和处理等阶段, 这会使得设计者尽最大的努力改善能源需求最大或者二氧化碳排放量最大阶段的环境可持续性, 如图4所示。

3.4 材料和工艺选择对环境影响和生态设计至关重要

材料和工艺的选择在产品整个生命周期对环境的影响至关重要, 原因主要有:提取和加工原材料会造成重大环境影响;材料的选择将决定可行的制造工艺和相关的能源和材料效率;材料的质量将严重影响产品在运输和使用阶段消耗的能源和排放的二氧化碳量;材料的可回收/可重复利用特性将决定产品有毒物质含量和产品寿命终结时对环境的影响。

减少产品生命周期各个阶段对环境影响的主要方法如图所4示, 很多都是直接和材料的特性有关, 然而, 不能仅仅根据产品所用材料的生态特性来选择所谓的生态材料, 需要综合考虑材料的机械特性、物理特性、热特性和电气特性。

3.5 设置生态设计目标、建立生态设计信息支撑系统

设置生态设计目标有两个作用, 一是对外体现公司致力于长期改善产品的环境性能, 二是建立了一个环保目标可设置在项目工程级别的框架。例如, 在2010年飞利浦公司设置了一系列到2015年要完成的企业级环境目标, 包括与2009年本公司电子产品相比能源利用效率提高50%等[9]。然而, 要实现所建立的目标需要公司实时跟踪与本公司产品相关的法律、法规和标准, 所以公司管理人员不仅仅要关注所设置的环境目标, 还需要关注是否已经建立了相关信息系统来支持材料、工艺等决策的决定。

4 总结

无论从保护环境的可持续发展战略角度出发, 还是从提高公司竞争力的商业角度出发, 电子产品的生态设计都是势在必行的, 电子产品设计师、产品开发管理人员及环境专家都需要深刻认识到实施电子产品生态设计所面临的巨大挑战。电子产品的生态设计贯穿于整个产品的生命周期, 要保证生产出来的电子产品符合指令的要求、满足客户对健康和环境保护的要求, 每个环节都应渗透进生态设计的思想。

摘要：本文首先简单介绍生态设计的内涵及要求, 然后引出生态设计面临的艰巨挑战, 最后重点分析五个可以帮助电子产品设计师、产品开发管理人员及环境专家实施生态设计的要素。

关键词：电子产品,生态设计,实施要素

参考文献

[1]生态美术丛书[M].2006.

[2]The Dyson Airblade.'Why Airblade Technology is better[OL].Dyson Ltd.www.dysonairblade.co.uk/technology/benefits.asp.

[3]Wegst, U.G.K.and Ashby, M.F.Eco-criteria for materials selection Engineering Designer[J].Engineering Designer, 1998, 24, 2:8-12.

[4]ISO 14062-International Organization for Standardization (ISO) .Environmental mangagement standards.ISO/TR 14062:2002.[OL].www.iso.org/iso/iso_catalogue/catalogue_tc/catalogue_detail.htm?csnumber=33020.

[5]IEC:International Electrotechnical Commission.IEC Guide 114.Environmentally conscious design Integrating environmental aspects into design and development of electrotechnical products[OL].May 2005.engineers.ihs.com/document/abstract/RQDZHBAAAAAAAAAA.

[6]McAloone, T and Bey, N.Environmental improvement through product development-a guide[Z].Copenhagen:Techincal University of Denmark, 2009.ISBN 978-87-7052-950-1.

[7]Hammond, G and Jones, C.Inventory of Carbon and Energy (ICE) [OL].2006.www.bath.ac.uk/mech-eng/sert/embodied/.

[8]O'Hare, J.Eco-innovation tools for the early stages:an industry-based investigation of tool customisation and introduction.University of Bath, PhD Thesis.[OL]April2010.opus.bath.ac.uk/20208/1/UnivBath_PhD_2010_J_A_OHare.pdf.

《电子产品系统设计》课程开发探析 篇8

关键词：综合实训,工作过程,课程开发

高职教育是一种以就业为导向的教育, 其目的是为生产第一线培养技术应用型人才。高职教育的毕业生除应具备通用能力外, 还应具有必要的专业素质, 成为“动手能力强、专业技术过硬、掌握高新技术的技能型人才。这些目标的实现都离不开实验实训的教学环节。传统的课程体系中, 每个课程及实训都是在专业实验室进行, 其指导思想是通过反复练习和实训, 使学生掌握每门课程的知识。这些课程系统性、理论性强, 但是缺点也是明显的, 主要表现在: (1) 单科性过于明显, 几乎每门课程都对应一个实验室, 课程之间没有贯通, 知识点都是孤立的; (2) 验证性的实验居多, 学生基本都是按照实验指导书按部就班地进行试验, 独立思考的空间很小, 收获不多。对传统的实训教学体系的必要补充即为开展综合性课程开发, 我院应用电子技术专业结合自身专业特点, 借鉴其他院校的成功经验, 开设了《电子产品系统设计》课程, 该课程是电子、单片机、检测等课程相结合的实训课程, 体现了模数结合、硬软结合, 有利于学生将几门课程的知识融会贯通, 理论与实践结合, 使学生具备初步的综合电子设计能力。

一、《电子产品系统设计》课程设计理念与思路

(一) 课程设计理念

本课程是一门综合性、实践性很强的课程, 在课程设计中注重学生综合职业能力的培养。

以学生现有的认知体系为基础, 以培养具备技术指导、研发助理所具备的岗位能力为培养目标, 课程设计时基于工作过程所需的知识、技能组织课程内容, 基于工作过程来设计教学活动, 精讲多练、务求实效。

(二) 课程设计思路

本课程围绕电子产品设计研发助理、电子产品生产一线技术支持等岗位的职业能力为核心, 通过岗位调研和工作任务分析确定课程目标定;根据企业需要以及学生职业能力培养需要, 将实际研发项目、典型产品案例及学生创新项目作为载体构建教学内容, 基于工作过程构建教学过程。在教学中采用项目引领、任务驱动的教学方法, 建立过程化、标准化、开放式的教学评价。

二、《电子产品系统设计》课程教学内容

(一) 教学内容的选取

本课程以就业为导向, 按照相关岗位的职业能力, 来确定知识、能力和素质框架, 用从而构建教学内容。要根据电子从业人员的典型岗位, 提炼出其典型工作任务有硬件电路设计、测试方案制定、文件整理以及产品故障分析, 结合校企合作, 本课程中以典型、真实的电子产品为载体构建教学内容。根据电子产品的结构不同, 通常可以分为硬件电路、软硬件结合、软硬件结合, 本课程选取了直流稳压电源、智能LED照明控制系统、方波信号合成器三个电子产品作为教学内容的载体。

其中直流稳压电源为校企合作单位康舒电子的主要产品之一, 通过直流稳压电源的设计与制作, 加强学生电子产品系统设计的能力以及;智能LED照明控制系统为电子设计工程师认证培训项目, 根据电子产品设计与制作的流程将项目分解为若干子任务, 在子任务的完成中, 学生的系统设计能力特别是程序读写能力以及系统调试能力得到加强, 并且学生按照大赛要求进行分组以及分工, 学生的团队合作意识得到加强;方波合成电路的制作来自电子设计竞赛, 这个项目主要以硬件电路设计与制作为主, 强化学生模电、数电等知识的运用能力。

(二) 教学内容的序化

以学生现有的知识体系为基础, 遵循学生的认知规律, 由简单到负责对教学内容进行序化。项目间按照由简单到复杂进行编排, 我们的学生普遍程序设计能力较弱, 项目1为纯硬件电路, 电路结构相对比较简单, 成功率通常较高, 提高学习积极性;项目2偏软件, 注重程序编写和调试能力的培养;项目3是软硬件结合电路, 偏硬件, 注重软硬件的联合调试。

按照电子产品设计与与制作过程对项目内的教学内容进行序化, 即由方案分析、总体方案设计、各单元电路设计以及制作, 系统统调。

三、《电子产品系统设计》课程教学设计

(一) 教学模式设计

本课程以学生主题, 采用基于工作过程导向的“教学做一体”教学模式, 按照电子产品设计的工作过程进行产品开发, 让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程, 以综合的培养方式使学生在基础知识、个人能力、人际团队能力和系统能力达到预定目标。

(二) 教学方法和手段

在教学中, 提倡教师主导、学生主体的教育思想, 融小组讨论法、项目引领任务驱动法、演示法等多种方法, 尽可能地发挥学生的主观能动性, 由“要我学”到“我要学”。

(三) 教学组织与实施

在教学的组织与实施中, 采用了基于工作过程导向的设计。教学过程如下:首先展示成品, 激发学生的学习热情。根据电子产品设计与制作的工作过程, 分为几个主要阶段。在计划阶段, 主要任务为资料搜集整理以及方案分析;第二阶段为设计阶段, 根据成员分工分别进行硬件设计、软件设计以及文档整理, 培养学生的综合知识应用能力、组织能力以及合作精神。第三阶段阶段为实施阶段, 即系统联合调试阶段, 主要任务是测试方案的制定、测试数据以及故障排除, 旨在提高学生的分析问题能力以及解决问题的能力。最后一个阶段评价、总结以及现场清理, 以小组为单位对整个设计过程进行总结, 分享设计过程中的经验与教训, 提高了学生的语言表达能力以及职业素养。

四、《电子产品系统设计》课程教学条件

该课程综合性、实践性较强, 对教师提出了更高要求, 也促进了“双师型”教师队伍的培养。教师在教学过程中不断关注专业领域的新思想、新成果, 并将这些信息及时传递给学生, 使学生能较早地接触新知识。在这一过程中, 教师之间、学生之间相互促进、共同提高, 形成了良好的教学氛围。

以国家级电工电子及自动化实训基地为依托, 从理实一体化实训场所、校内生产性实训场所以及校外定岗实习三个层次保障课程的教学。

五、《电子产品系统设计》课程考核机制

本课程采用过程性考核与终结形考核结合、教师评价与学生互评相结合的方式对学生的成绩进行评价。每个同学的成绩由四部分组成:考勤、作品性能指标测试、设计报告, 学生互评。

经过几年的教学实践, 我院开设的《电子产品系统设计》促进了多门课程实训项目和设备的相互补充, 将专业课程进行整合, 使各课程相互融会贯通, 从而提高了实验设备的利用率, 激发了学生的学习兴趣, 提高了实训教学水平和质量。

参考文献

[1]孟祥霓、白霄丽、张强电子设计综合实训教学体系的改革与实践, 实验技术与管理[J].2011 (2) .

[2]张文蔚.《电子产品综合实训》课程建设的探索与实践, 《中国科技创新导刊》, 2012 (15) .

电子产品设计 篇9

1 电子产品的Proteus仿真技术

Proteus是英国Labcenter公司研发的EDA,是目前最先进的电子应用系统设计和实时交互仿真、PCB设计的平台。它真正实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB制板图的完整仿真设计(虚拟样机)过程。Proteus有超过5万个元件模型,近5 000个封装模型;特别是有51、PIC、AVR、68、ARM7等系列单片机(嵌入式系统)的仿真模型,并提供了功能强大的虚拟实验室(虚拟示波器、虚拟逻辑分析仪、虚拟信号源等)和高级图表仿真(ASF)[1,2]。Proteus还提供了自建元器件模型的条件[4,5,6]。

Proteus拥有Motorola、Philips、Microchip、索尼、三洋、美的、格力等众多企业用户;拥有斯坦福(Stanford)、剑桥(Cambridge)、香港理工、清华、上海交通等数千所大学用户[3]。

本文以LED电子显示屏为例论述基于Proteus仿真技术的电子产品设计变革。

2“LED电子显示屏”系统方框图与Proteus仿真设计过程

2.1“LED电子显示屏”系统功能方框图

如图1所示,系统功能包括6部分。上部分为显示部分,是安装在国家高新技术企业慈溪迈思特电子科技有限公司大厅中的产品照片;有静止和左移显示功能。单片机控制部分为其核心。PC机字符输出系统和串口电路完成对屏显内容的更新。“人体红外线热释电感应器”实现屏前有行人则显,无行人则停显功能。本文主要讨论电路设计、单片机控制、LED显示和通信输字等部分的仿真设计。

2.2 Proteus仿真设计过程

图2表示了电子产品系统的Proteus仿真设计过程,共分为6步。前4步都在计算机PROTEUS设计平台上进行。若“虚拟样机仿真、联合调试和性能测试”的结果未达目标,则可返回再仿真设计。满意后,点击Proteus工具栏中按钮(高级布线编辑系统)进入PCB板设计;PCB板3D仿真符合要求后,送PCB制板厂制板,再安装成物理样机。

3 Proteus ISIS电路设计和程序设计、编译(汇编)

启动Proteus ISIS,先在ISIS编辑区进行电路设计,如图3所示。设计电路后点击“电气检测钮”对电路进行电气检测。电路设计无误后,可直接在Proteus中进行单片机的程序设计。Proteus提供了在ISIS窗口中编写源程序、汇编生成目标代码文件的汇编器(ASEM51),也可使用集成开发环境IDE(例Keil、MPLAB)进行程序设计。图3右侧表示了Proteus程序设计情况。在“源程序编辑区”中设计电子屏程序后,点击“汇编命令”可生成目标代码文件。然后双击单片机,打开其属性栏,设置晶振频率,并将目标代码文件加载于单片机中。点击“仿真按钮”,则进行仿真,仿真片段如图4所示。

ISIS界面与其操作详看参考文献[1]、[6]。

4 虚拟样机的Proteus仿真、联合调试和性能测试

4.1 虚拟样机的Proteus联合仿真

通过Proteus设计的电路、程序加上由计算机VB语言设计的LED电子屏输字系统等构成“电子屏”系统的虚拟样机。电子屏输字系统可由另一台计算机(上位机)通过串行接口与进行仿真设计的计算机连接以实现仿真联合调试;而应用虚拟串口已在一台计算机上实现了仿真和联合调试。这给调试带来了极大的方便。一台计算机加一个人便可高效、高质、高速进行有上位计算机参与的仿真设计。图4即为在同台笔记本电脑上实现仿真中联合调试的情况。图4下中方为笔记本电脑联合仿真和调试时的实物照片。这里,虚拟样机的仿真和联合调试包括单片机源代码级仿真调试(左上方)和与上位计算机电子屏输字系统的仿真通信调试(左下方和右下方)。

4.2 仿真过程中的联合调试

在同一台计算机上同时打开电子屏仿真设计与VB输字系统。点击启动Proteus仿真,则看到电路运行状态、显示状态。若启动VB输字系统,则可进行VB“发送”和单片机“接收”的通信仿真。图4表示仿真中显示“仿真”两字,稍后左移显示,如此循环。点击则进入调试状态,如图4所示。可进行全速、单步、过程单步及设置断点的运行并进行代码级调试。在调试过程中不仅可观察各存储器、寄存器单元情况,还可看到系统运行过程中的电平状态(以颜色方块表示:红为高电平、蓝为低电平)和显示结果。这正是Proteus动态交互式实时仿真的突出之处。当输字系统与单片机通信时,也可在VB代码窗口进行逐语句、逐过程测试,也可设置断点进行调试,并可在电子屏仿真设计的存储器窗口中观察输入数据的正确性,用以判断VB程序的正确性。即进行VB输字系统与电子屏仿真设计的联合调试。因电路及两种程序代码都可根据调试情况进行修改及重新编译(汇编),元件及其参数也可随时修改,且能在仿真中看到元件、连接点的运行状态、过程和极为接近实际的结果,所以设计周期短、效率高、开销少、质量好,并能激发设计者创新的热情。

4.3 仿真过程中的测试

Proteus有功能很强的虚拟实验室,包括众多的虚拟仪器、电源、信号源、探头等,还有可作精密测量、分析的高级图表仿真(ASF)。这些都为仿真设计(电路、程序)的正确性及物理样机的质量提供了保障。例如用高级图表进行时序扫描、分析,这对电子屏的正确、优质工作非常重要。将电压探针连接到需要测量的扫描行引线上,并拖入ASF中即可[1,2]。图5左边对LINE0~LINE15行扫描线加上探针,右边是对应的16条行扫描的ASF时序图表。用ASF提供的光标可测得扫描正脉冲宽度均为1.02 ms,脉冲间均有0.05 ms宽的消影低电平。符合设计预期目标,不会产生串显及不稳定现象。仿真结果和实际产品都证实了此结果。若时序不对,则可根据图表仿真指导对程序、电路等进行修改调试。

5 PCB板的Proteus设计及3D仿真

仿真调试正确后可直接点击ISIS工具栏中按钮进入Proteus ARES,进行电路板PCB设计。ARES集成了自动布局和基于形状的高效撤销/重试自动布线器,也可手工布线。它还提供PCB设计板的3D仿真视图,可缩放或正、反全方位转动观察,使得在制板前便可预览PCB板的情况,若有不满意之处,则可实时修改,从而减少时间、人力、资金的浪费。图6上方为Proteus设计的单片机控制部分双面PCB图,中部为其PCB 3D仿真视图。

6 物理样机(实际产品)制作

可直接将PCB板图文件送PCB制板厂制板,并安装成单片机控制部分的物理样机(控制板)。图6下方为安装成功的实物控制板照片。从图6看出它与PCB 3D仿真视图一一对应。该板已用于电子屏实际产品中。图1上方即是该电子屏实际运行的照片。

参考文献

[1]张靖武,周灵彬.单片机系统的Proteus设计与仿真[M].北京:电子工业出版社,2007,4(注:2010.3第四次印刷).

[2]张靖武,周灵彬.单片机原理、应用与Proteus仿真[M].北京:电子工业出版社,2008,8(注:2010.1第三次印刷).

[3]匡载华,邓小鹏.电子类学科专业Proteus实验室的建设[J].实验技术与管理,2009(1).

[4]周灵彬,张靖武.创建Proteus原理图仿真模型的制作技术[J].现代电子技术,2008(8):9-11.

[5]周灵彬,张靖武.Proteus的单片机教学与应用仿真[J].单片机与嵌入式系统应用,2008(1).

概念型电子产品设计创意构思初探 篇10

关键词：概念,消费电子产品,设计,创意,用户体验

概念型电子产品是现代消费电子企业对未来系列产品谋划研究的重点。概念性产品设计代表了未来消费电子产品发展的方向, 揭示了未来的潮流和流行趋势。无论是在企业的设计开发部门还是高校设计院所都将概念型产品设计作为启发设计师思考, 研究未来消费电子产品发展趋势的依据。

由于概念型产品往往是基于很多尚未实现或是尚未投入实际应用的技术原理来设计的, 因此在设计师对概念型产品的功能进行构思时往往会出现过于理想化的空想或是过于保守而创新性不足。要探讨如何解决针对概念型电子产品功能设计的构思问题, 那么必须要对概念型电子产品的相关要素做必要的分析研究。根据以往的概念型产品开发原则, 主要可以将其大致分为:功能创新型、造型创新型、体验创新型等。这三个方面相互联系制约, 任何一款消费电子的开发都离不开这三个方面的创新应用。针对这三个方面对产品设计的影响我们可以分别进行分析。

功能创新型功能创新性设计主要针对消费电子产品提供的功能进行创意构思, 这些相对先进的功能基本都是由未来的或者是目前尚未投入应用的先进技术。因此对于这类型的设计需要对消费电子产品的相关技术领域作进一步的研究, 了解整个技术发展的潮流和趋势, 把握未来功能的改进点和创新要素。

索尼爱立信公司曾经在2008年发布过一款实验概念手机——X5, 该手机应用了透明显示技术, 实现了手机显示屏透明可视化效果, 在正反两面都可以看见显示内容。虽然和目前主流的智能手机800×600分辨率SUPER AMOLED显示屏相比, 这款手机的色彩显示能力以及对比度、响应速度等技术指标相当低下, 但是它应用了最新的透明显示技术, 彻底颠覆了人们对于传统手机显示屏只能单面显示的惯性思维, 也为未来的手机的显示模块设计提供了新的开发思路。

但是时至今日, 这款手机已经上市3年甚至已经退市, 而透明显示技术仍未能大量投入应用, 我们在目前的手机中几乎找不到类似的设计, 说明这款产品的创新点相对于行业主流的技术水准显现的过于超前。不过也许这种尝试仅仅是一个开端, 在手机3D显示技术大行其道的今天, 也许透明的显示屏幕再加入3D显示技术, 这种混合型的显示模块才是手机显示技术的未来, 那么对于手机显示模块的概念化设计还是应该多从新技术手段的可行性应用角度去考虑。

造型创新型造型创新型主要围绕消费电子的美学外观进行创意设计, 那些标新立异、时尚美观的造型设计往往都是由先进的材料和加工工艺提供的, 当然也包括美学造型流行趋势的影响。这需要积极地了解和把握未来的色彩流行趋势、图形语义和形态构成语言, 以及业内的材料和工艺的技术发展。同时也要不断的调查和研究消费者的审美心理。苹果的i Phone系列手机依靠极简主义设计及独特的用户体验席卷全球, 它的极简主义之风几乎主导了整个消费电子产品设计风格的走向, 这点连90年代崇尚工业极简主义的索尼公司都没有做到。消费电子产品的造型设计从五花八门的风格逐渐淘汰进化成了大一统的极简主义之风。硬边、素色、几何构成了造型语言的基本元素。我们似乎很难从消费电子产品的本身去寻找造型元素的灵感。对于造型创新, 无论是建筑还是工业产品都会有风格上的交叉和借鉴, 我们可以尝试从建筑或者其它一些工业产品中寻找未来的概念化造型风格元素。比如现代汽车的“流体雕塑”造型设计, 这是2007年发布的概念车上应用的造型元素, 由设计大师安德鲁·哈德森主导, 推出以后广泛受到好评。现代汽车将自己整个产品线全部更新为“流体雕塑”式的造型风格, 从低端的小车到高端的中大型轿车均采用此设计风格, 也使得在车身造型设计的传统风格——“流线型”风格有了革命性的全新发展空间。作为流线型造型风格的一个发展, “流体雕塑”风格极有可能作为目前极简主义风格大环境下的一缕清风。

体验创新型体验创新型主要是根据消费电子产品的使用特征来进行创意开发的。消费电子产品从诞生之日起就为用户提供了功能应用和体验应用两大产品特征, 同样地功能不同的体验方式和体验效果会带来截然不同的产品形态。

影响体验创新的因素非常多, 包括硬件、软件、用户服务、市场营销等方面。涉及产品用户体验, 尤其是消费电子产品, 基本的功能和外观以及内置的软件和服务都是和用户体验紧密相连, 在体验上有所创新也是概念型消费电子产品创新的又一大突破口。

首先就是产品的软件环节, 如何优化软件的功能的操作体验, 这是关系到产品用户体验成败的关键;谷歌公司的手机操作系统——Andriod安卓, 虽然很多评论家认为这是模仿苹果的i OS手机操作系统的产物, 无论是从操作风格上还是界面美化效果上都有明显的苹果风格痕迹, 但是不可否认的是安卓系统做到了苹果没有做到得一点——系统开源, 任何一家公司都可以针对安卓系统开发免费的软件, 相对于苹果的App Store动辄几美金一个的软件购买费用, 安卓下的大部分应用软件都是免费使用的。而且从软件的体验上, 配合安卓手机的超大电容触摸屏以及屏幕下方设计的物理按键, 都可以快速准确地操作手机。无论是应用还是游戏都能得到绚丽畅快的使用体验。

其次还包括产品的使用体验, 这点又是和产品的功能创新有所联系, 当然也和产品的功能造型也相互影响。自从索尼在自家的单反相机A300/A350上设计了可翻转的实时取景液晶屏后, 可翻转显示的液晶屏一夜之间普及到了佳能、尼康、索尼等相机厂商的最新发布的产品中, 甚至包括了未来的概念型产品。可翻转式的屏幕就是提升了这种体验乐趣, 有了它就可以自由的把相机举高或者放低去拍摄, 不用担心取景时候开不到屏幕内容而无法拍摄, 这种设计改变了摄影师必须从光学取景器里观察才能准确取景, 使得普通消费者就能用崭新的视角去定格一个瞬间。毫无疑问, 电子技术的日新月异使得摄影不再是过去胶片机时代的专业技能, 而逐渐成为了人们又一种体验式娱乐方式。很多厂商都注意到了这一点, 大量的在数码相机中加入娱乐功能和乐趣体验, 让用户在使用中体验到摄影的乐趣, 而不是因为不懂摄影原理带来的对拍照的恐惧。由此可见, 对于体验创新就是需要我们不断去开发满足使用者乐趣和体验效果的产品功能或者产品内涵, 不断地缩短人与机器的沟通距离, 将这种沟通障碍努力扫除。

很久以来我们对于概念产品的创意设计开发总是会从完善或者改进的角度去思考, 而忽略了用宏观和发展的眼光去看待一个产品序列的发展走势。对于消费电子产品设计, 必须用超前的感悟能力和卓尔不凡的设计手段, 才能赶上设计潮流的发展, 做到引领潮流的趋势也不会变得很难。作为从事产品开发的设计师需要我们细心观察研究、耐心搜集资料、用心创意研发, 将产品的语义用我们独具特色的手段和能力传达给消费者, 使得设计的最终价值得以体现。

参考文献

[1]柳冠中.综合造型设计基础.2009.高等教育出版社.

[2]刘永翔.阮宝湘.浅析产品造型设计的未来发展.2003.北方工业大学学报.V15.3.