在人工智能時(shí)代，產(chǎn)品經(jīng)理除了熟知軟件領(lǐng)域的知識(shí)以外，最好還要掌握一些硬件領(lǐng)域的知識(shí)，以了解人工智能底層的工作原理。這篇文章里，作者就結(jié)合基礎(chǔ)元器件，基于實(shí)際的產(chǎn)品場(chǎng)景，搭建一個(gè)硬件電路模型，或許可以幫你更快速地入門(mén)硬件領(lǐng)域。

近年來(lái)以LLMs（Large Language Models，大型語(yǔ)言模型）為基礎(chǔ)的各類AIGC（Artificial Intelligence Generated Content，人工智能生成內(nèi)容）產(chǎn)品非?；鸨?。而這些人工智能應(yīng)用的背后，是各種硬件技術(shù)的支撐，各類高端的計(jì)算芯片、顯卡更是供不應(yīng)求。

隨著企業(yè)數(shù)智化（即：數(shù)字化+智能化）不斷推進(jìn)，IoT（Internet of Things，物聯(lián)網(wǎng)）也是必然的趨勢(shì)。硬件與軟件相結(jié)合的企業(yè)數(shù)智化應(yīng)用無(wú)處不在。

以某著名大型服飾類連鎖集團(tuán)為例，在其服飾標(biāo)簽中植入了硬件芯片，在用戶在結(jié)賬時(shí)，將購(gòu)買(mǎi)的服飾放入自助的結(jié)賬籃中便實(shí)現(xiàn)了價(jià)格自動(dòng)計(jì)算，完成人與物的連接，從而實(shí)現(xiàn)自助結(jié)賬，非常便捷。

如下圖所示，我們用強(qiáng)光手電筒照亮衣服標(biāo)簽，發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽內(nèi)部植入了硬件芯片。是軟件與硬件結(jié)合的一個(gè)非常基礎(chǔ)、典型的應(yīng)用。

因此在人工智能時(shí)代，產(chǎn)品經(jīng)理不僅僅是需要掌握軟件層面的應(yīng)用技能，更重要的是需要知道人工智能底層的工作原理，掌握非?；A(chǔ)的硬件知識(shí)，對(duì)提升產(chǎn)品經(jīng)理的技能提升，思維構(gòu)建以及職業(yè)發(fā)展，都會(huì)有極大的幫助。

硬件領(lǐng)域和軟件領(lǐng)域相似的地方在于，都涉及非常基礎(chǔ)的理論。產(chǎn)品經(jīng)理在學(xué)習(xí)軟件相關(guān)知識(shí)時(shí)，一般會(huì)先從算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)這些基礎(chǔ)的概念學(xué)起。同樣硬件的入門(mén)需要從電阻、電容、二極管等這些基礎(chǔ)的元器件學(xué)起。

軟件模型有相關(guān)參數(shù)，電子元器件也有相關(guān)參數(shù)，不同的元器件，有著不同的物理學(xué)上的計(jì)量單位，涉及一些基礎(chǔ)的計(jì)算，而這些基礎(chǔ)的計(jì)算，高中物理基本已經(jīng)包含，對(duì)于產(chǎn)品經(jīng)理入門(mén)，難度不大。

本文將會(huì)從通用的開(kāi)關(guān)、二極管、電阻和電容為基礎(chǔ)元器件，基于一個(gè)實(shí)際的產(chǎn)品場(chǎng)景，來(lái)搭建一個(gè)非常簡(jiǎn)單的硬件電路模型，并涉及一些簡(jiǎn)單的計(jì)算，為大家講解硬件的基礎(chǔ)知識(shí)，拋磚引玉，快速入門(mén)。

在實(shí)際的日常生活用電場(chǎng)景為例，夜晚的電費(fèi)一般比白天的電費(fèi)相對(duì)便宜，這是因?yàn)橐雇淼挠秒娦枨蟊劝滋燧^少。

因此對(duì)于發(fā)電廠而言，可以設(shè)計(jì)一款智能儲(chǔ)能的設(shè)備，利用夜間用電量較少的情景，給儲(chǔ)能設(shè)備充電，日間用電需求量大，儲(chǔ)能設(shè)備為電網(wǎng)供電，達(dá)到用電平衡效果，從而提升經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

接下來(lái)，我們將會(huì)以電容、電阻、發(fā)光二極管這些基礎(chǔ)的元器件作為樣例，設(shè)計(jì)一款非常簡(jiǎn)單的電路，模擬現(xiàn)實(shí)中，發(fā)電廠儲(chǔ)能設(shè)備的充電與放電過(guò)程。

我們先講解一下本次硬件實(shí)戰(zhàn)所需要的電子元器件以及相關(guān)參數(shù)。

電阻（單位：歐姆，符號(hào)為：Ω）主要作用的限制電流，是最為廣泛使用的元件，種類非常多，例如碳膜電阻、水泥電阻、貼片電阻等，各種參數(shù)型號(hào)的電阻器應(yīng)用于不同的場(chǎng)景。

電容（單位：法拉，符號(hào)為：F），主要作用是存儲(chǔ)電荷。我們常見(jiàn)的有瓷介電容器、電解電容器。本次實(shí)戰(zhàn)，使用的是電解電容，比較常用，價(jià)格也相對(duì)便宜。

二極管是介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)制成的器件，例如我們常見(jiàn)的1N4148型號(hào)的二級(jí)管，有一個(gè)PN節(jié)，二極管也可以組成非常簡(jiǎn)單的數(shù)字電路，主要分為普通二極管和發(fā)光二極管。

本次硬件產(chǎn)品實(shí)戰(zhàn)的電路圖如下所示。

基本原理如下：

（1）當(dāng)S1開(kāi)關(guān)接通時(shí)，電池盒為電容進(jìn)行充電，電流流過(guò)紅色發(fā)光二極管，這時(shí)紅色二極管點(diǎn)亮，當(dāng)電容逐漸充滿電，充電電流逐漸減少，這時(shí)通過(guò)紅色發(fā)光二極管的電流逐漸減少，紅色發(fā)光二極管逐漸熄滅，表示電容已經(jīng)充滿電。這個(gè)過(guò)程模擬的是實(shí)際生活中，晚上用電量少，發(fā)電廠發(fā)出的電，一部分傳輸至電網(wǎng)后，其余的部分電能存儲(chǔ)在儲(chǔ)能設(shè)備中。

（2）我們將S1開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，相當(dāng)于來(lái)自電池盒的電流斷開(kāi)，接通S2開(kāi)關(guān)，電容開(kāi)始放電，綠色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，隨著電容電量逐漸變少，綠色發(fā)光二極管逐漸變暗直至熄滅。這個(gè)過(guò)程模擬的是實(shí)際生活中，白天用電需求量大，發(fā)電廠除了提供正常發(fā)電產(chǎn)生的電能之外，還將儲(chǔ)能設(shè)備中存儲(chǔ)的電力送入電網(wǎng)，以滿足高峰用電需求。

電阻在當(dāng)中起到的作用是限流，電阻值越大相對(duì)的充電與放電時(shí)間就越長(zhǎng)。因此，我們常把電容和電阻的乘積稱為阻容充放電電路的時(shí)間常數(shù)，公式表示如下。
τ=R×C

如果簡(jiǎn)單計(jì)算的話，在本電路中τ=(470Ω+200Ω)× 940μF=0.63秒。

其中470是電阻值，200是二極管的電阻值。

接下來(lái)，我們?cè)僮鲆恍┖?jiǎn)單的計(jì)算，進(jìn)一步幫助大家理解硬件的基礎(chǔ)理論。

我們知道，多電容并聯(lián)的計(jì)算為所有電容之合，也就意味著，圖中的電容總?cè)萘浚?/p>

C=C1+C2即C=470μF+470μF=940μF

以發(fā)光二極管電壓2V，電流為10mA為基準(zhǔn)，根據(jù)歐姆定律，發(fā)光二極管的電阻值：

R(二極管)=2V÷10mA=200Ω

在阻容充放電電路中，電流的計(jì)算取決于具體的時(shí)間點(diǎn)和電壓值。

假設(shè)我們計(jì)算接通S1開(kāi)關(guān)時(shí)，電容開(kāi)始充電的電阻值為0，則開(kāi)關(guān)打開(kāi)瞬間的電流等于電池盒的電壓除以電阻R1和紅色發(fā)光二極管電阻之和。

I(t0)=6V÷(470+200)Ω =9mA

電容充滿電，電阻值變?yōu)闊o(wú)窮大，這時(shí)電路的電流=0，因此紅色發(fā)光二極管熄滅。

假設(shè)我們通過(guò)電容的電流為9mA，我們計(jì)算一下電容充滿電需要多長(zhǎng)時(shí)間。

根據(jù)I=C×dt÷dV，即：dt = C×dV÷I 得出：

dt=940μF ×6V÷ 9mA=0.63秒

實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，每個(gè)時(shí)間點(diǎn)通過(guò)電容的電流實(shí)際是小于9mA的，充電的時(shí)間應(yīng)該是0.6秒更長(zhǎng)，我們觀察發(fā)現(xiàn)，綠色發(fā)光二極從點(diǎn)亮到熄滅的時(shí)間在1秒左右，和計(jì)算值相似。

另外，我們還可以根據(jù)τ=I×Q，來(lái)計(jì)算電容充滿電的時(shí)間。

其中，τ是時(shí)間常數(shù)（也就是本文之前提到的τ= R×C）， Q 是電容器的電荷量， I 是通過(guò)電容器的電流。

首先，我們需要計(jì)算電容器的電荷量 Q。電荷量可以通過(guò)電容器的容量 C 和電壓 V 的乘積來(lái)計(jì)算：

Q=C×V

將提供的數(shù)值代入計(jì)算：

Q=(940×10負(fù)6次方)F×6V=0.00564C

接下來(lái)，將電容器的電荷量 Q 和通過(guò)電容器的電流 I 代入時(shí)間常數(shù)的公式，可以計(jì)算出電容充滿電所需的時(shí)間：

τ=Q ÷ I =0.00564C ÷(9×10負(fù)3次方)A=0.63秒

因此，電容充滿電所需的時(shí)間為約0.63秒。

由此可見(jiàn)，如果想增加電容的充放電時(shí)間，可以通過(guò)增加電容容量，增大電容值的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就意味著，如果實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)超級(jí)電容來(lái)搭建儲(chǔ)能設(shè)備的思路也是完全可行的。

紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行。產(chǎn)品經(jīng)理需要從實(shí)際出發(fā)，去創(chuàng)新和設(shè)計(jì)真正可以解決用戶痛點(diǎn)的產(chǎn)品，去構(gòu)建接地氣的產(chǎn)品應(yīng)用。

這就需要產(chǎn)品經(jīng)理需要有產(chǎn)品思維，有非常扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)。而往往這些基礎(chǔ)的理論知識(shí)又是非常枯燥的。

偉大產(chǎn)品的誕生，往往需要投入大量的時(shí)間和精力，耐得住寂寞，潛心鉆研。而且越是高級(jí)的應(yīng)用往往涉及的理論卻非常基礎(chǔ)。

因此產(chǎn)品經(jīng)理需要從基礎(chǔ)理論出發(fā)，構(gòu)建完整的知識(shí)體系與產(chǎn)品方法論，打造卓越且經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的產(chǎn)品。

芝蘭生于幽谷，不以無(wú)人而不芳。感謝大家閱讀！