在人工智能時代，產品經理除了熟知軟件領域的知識以外，最好還要掌握一些硬件領域的知識，以了解人工智能底層的工作原理。這篇文章里，作者就結合基礎元器件，基于實際的產品場景，搭建一個硬件電路模型，或許可以幫你更快速地入門硬件領域。

近年來以LLMs（Large Language Models，大型語言模型）為基礎的各類AIGC（Artificial Intelligence Generated Content，人工智能生成內容）產品非?；鸨?。而這些人工智能應用的背后，是各種硬件技術的支撐，各類高端的計算芯片、顯卡更是供不應求。

隨著企業數智化（即：數字化+智能化）不斷推進，IoT（Internet of Things，物聯網）也是必然的趨勢。硬件與軟件相結合的企業數智化應用無處不在。

以某著名大型服飾類連鎖集團為例，在其服飾標簽中植入了硬件芯片，在用戶在結賬時，將購買的服飾放入自助的結賬籃中便實現了價格自動計算，完成人與物的連接，從而實現自助結賬，非常便捷。

如下圖所示，我們用強光手電筒照亮衣服標簽，發現標簽內部植入了硬件芯片。是軟件與硬件結合的一個非?；A、典型的應用。

因此在人工智能時代，產品經理不僅僅是需要掌握軟件層面的應用技能，更重要的是需要知道人工智能底層的工作原理，掌握非?；A的硬件知識，對提升產品經理的技能提升，思維構建以及職業發展，都會有極大的幫助。

硬件領域和軟件領域相似的地方在于，都涉及非?；A的理論。產品經理在學習軟件相關知識時，一般會先從算法和數據結構這些基礎的概念學起。同樣硬件的入門需要從電阻、電容、二極管等這些基礎的元器件學起。

軟件模型有相關參數，電子元器件也有相關參數，不同的元器件，有著不同的物理學上的計量單位，涉及一些基礎的計算，而這些基礎的計算，高中物理基本已經包含，對于產品經理入門，難度不大。

本文將會從通用的開關、二極管、電阻和電容為基礎元器件，基于一個實際的產品場景，來搭建一個非常簡單的硬件電路模型，并涉及一些簡單的計算，為大家講解硬件的基礎知識，拋磚引玉，快速入門。

在實際的日常生活用電場景為例，夜晚的電費一般比白天的電費相對便宜，這是因為夜晚的用電需求比白天較少。

因此對于發電廠而言，可以設計一款智能儲能的設備，利用夜間用電量較少的情景，給儲能設備充電，日間用電需求量大，儲能設備為電網供電，達到用電平衡效果，從而提升經濟效益和社會效益。

接下來，我們將會以電容、電阻、發光二極管這些基礎的元器件作為樣例，設計一款非常簡單的電路，模擬現實中，發電廠儲能設備的充電與放電過程。

我們先講解一下本次硬件實戰所需要的電子元器件以及相關參數。

電阻（單位：歐姆，符號為：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，各種參數型號的電阻器應用于不同的場景。

電容（單位：法拉，符號為：F），主要作用是存儲電荷。我們常見的有瓷介電容器、電解電容器。本次實戰，使用的是電解電容，比較常用，價格也相對便宜。

二極管是介于導體和絕緣體之間的物質制成的器件，例如我們常見的1N4148型號的二級管，有一個PN節，二極管也可以組成非常簡單的數字電路，主要分為普通二極管和發光二極管。

本次硬件產品實戰的電路圖如下所示。

基本原理如下：

（1）當S1開關接通時，電池盒為電容進行充電，電流流過紅色發光二極管，這時紅色二極管點亮，當電容逐漸充滿電，充電電流逐漸減少，這時通過紅色發光二極管的電流逐漸減少，紅色發光二極管逐漸熄滅，表示電容已經充滿電。這個過程模擬的是實際生活中，晚上用電量少，發電廠發出的電，一部分傳輸至電網后，其余的部分電能存儲在儲能設備中。

（2）我們將S1開關斷開，相當于來自電池盒的電流斷開，接通S2開關，電容開始放電，綠色發光二極管點亮，隨著電容電量逐漸變少，綠色發光二極管逐漸變暗直至熄滅。這個過程模擬的是實際生活中，白天用電需求量大，發電廠除了提供正常發電產生的電能之外，還將儲能設備中存儲的電力送入電網，以滿足高峰用電需求。

電阻在當中起到的作用是限流，電阻值越大相對的充電與放電時間就越長。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間常數，公式表示如下。
τ=R×C

如果簡單計算的話，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，我們再做一些簡單的計算，進一步幫助大家理解硬件的基礎理論。

我們知道，多電容并聯的計算為所有電容之合，也就意味著，圖中的電容總容量：

C=C1+C2即C=470μF+470μF=940μF

以發光二極管電壓2V，電流為10mA為基準，根據歐姆定律，發光二極管的電阻值：

R(二極管)=2V÷10mA=200Ω

在阻容充放電電路中，電流的計算取決于具體的時間點和電壓值。

假設我們計算接通S1開關時，電容開始充電的電阻值為0，則開關打開瞬間的電流等于電池盒的電壓除以電阻R1和紅色發光二極管電阻之和。

I(t0)=6V÷(470+200)Ω =9mA

電容充滿電，電阻值變為無窮大，這時電路的電流=0，因此紅色發光二極管熄滅。

假設我們通過電容的電流為9mA，我們計算一下電容充滿電需要多長時間。

根據I=C×dt÷dV，即：dt = C×dV÷I 得出：

dt=940μF ×6V÷ 9mA=0.63秒

實際實驗中，每個時間點通過電容的電流實際是小于9mA的，充電的時間應該是0.6秒更長，我們觀察發現，綠色發光二極從點亮到熄滅的時間在1秒左右，和計算值相似。

另外，我們還可以根據τ=I×Q，來計算電容充滿電的時間。

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

首先，我們需要計算電容器的電荷量 Q。電荷量可以通過電容器的容量 C 和電壓 V 的乘積來計算：

Q=C×V

將提供的數值代入計算：

Q=(940×10負6次方)F×6V=0.00564C

接下來，將電容器的電荷量 Q 和通過電容器的電流 I 代入時間常數的公式，可以計算出電容充滿電所需的時間：

τ=Q ÷ I =0.00564C ÷(9×10負3次方)A=0.63秒

因此，電容充滿電所需的時間為約0.63秒。

由此可見，如果想增加電容的充放電時間，可以通過增加電容容量，增大電容值的方式來實現。也就意味著，如果實際應用中，通過超級電容來搭建儲能設備的思路也是完全可行的。

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。產品經理需要從實際出發，去創新和設計真正可以解決用戶痛點的產品，去構建接地氣的產品應用。

這就需要產品經理需要有產品思維，有非常扎實的基礎理論知識。而往往這些基礎的理論知識又是非?？菰锏?。

偉大產品的誕生，往往需要投入大量的時間和精力，耐得住寂寞，潛心鉆研。而且越是高級的應用往往涉及的理論卻非?；A。

因此產品經理需要從基礎理論出發，構建完整的知識體系與產品方法論，打造卓越且經得起時間考驗的產品。

芝蘭生于幽谷，不以無人而不芳。感謝大家閱讀！