Oblikovanje razširitvenega tiskanega vezja (Intel® IoT): 20 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta Instructable je bil napisan kot izhodišče za tiste, ki želijo uporabiti Intel® Edison v največji možni meri, tako da ga vključijo v popolnoma razvit vdelani projekt. Če želite to narediti, boste verjetno morali-kot ga Intel® imenuje v Edisonovem priročniku za strojno opremo *-prilagoditi "uporabniško zasnovano razširitveno vezje".

[* Glejte uvod v priročnik za strojno opremo (PDF) za referenco.]

Wut… na Zemlji je "uporabniško zasnovano razširitveno vezje"?

Odlično vprašanje! Da bi razumeli, kaj je razširitveno tiskano vezje za Edison, moramo najprej razmisliti, kaj pravzaprav je sam modul Intel® Edison in za kaj je najbolj primeren.

Psst, ali že veš:

1. kaj so razširitvene plošče za Intel Edison (Arduino, Breakout itd.);
2. kaj je modul Edison / in kdaj ga morate uporabiti na drugih razpoložljivih platformah; in ali veste
3. kdaj bi morali vzeti čas in trud za razvoj popolne razširitvene plošče, namesto da bi uporabili obstoječo razširitveno ploščo Arduino ali odbojno ploščo s ščitom po meri?

Če je tako, boste morda želeli preskočiti spodnje informacije o ozadju in v 2. koraku skočiti na razdelek Začetek.

Intel® Edison je majhen računalnik na modulu (COM), ki je bil prvotno namenjen uporabi kot razvojna platforma za nosljivo tehnologijo. Čeprav je zaradi majhnosti še vedno prevelik za številne nosljive aplikacije - Intel® je zdaj razvil novo platformo, imenovano Curie. Vendar ima Edison še vedno veliko zanimivih aplikacij in je zrel za ustvarjanje inovacij v skupnosti izdelovalcev.

Kaj Edison ni

Pomembno je razumeti, kaj Intel® Edison ni in kaj je. Edison je zanimiv kos izdelovalne strojne opreme, saj obstaja v dokaj novi niši. Edison je enostavno poskusiti primerjati z Raspberry Pi® ali Arduino®, zlasti glede na trenutno privzeto možnost priključitve Edisona na razširitveno ploščo, združljivo z Arduino®. Čeprav je Edison združljiv z Arduino IDE, Edison ni Arduino. Njegova združljivost s platformo Arduino je le izjemno pametna marketinška taktika, ki Intel -u pomaga povrniti tržni delež; taktika, ki je izredno koristna tudi za njihov ciljni trg, kar bom razložil v naslednjem razdelku. Visokih pet Intel®!

Edison prav tako zagotovo ni Raspberry Pi. Če je Pi enopotniški računalnik, opremljen z grafičnim izhodom, podporo za tipkovnico in miško in lahko na več načinov nadomesti tradicionalni računalnik - je Edison modul, ki je namenjen vgradnji v drug izdelek ali ploščo; in kar je pomembno, brez tradicionalnega zaslona, ki je neposredno povezan z njim. Je tesneje povezan z računalniškim modulom Raspberry Pi, drugim orodjem, namenjenim integriranju v druge izdelke.

V nasprotju z RPi CM Edison nima ustrezne grafične podpore, vendar je pri nekaterih računskih opravilih hitrejši, standardno vključuje WiFi in Bluetooth ter * izjemno * energijsko in prostorsko učinkovit. Zaradi tega je izjemno uporaben za razvoj tipa Internet of Things (IoT) ali Machine to Machine (M2M). Dejansko tukaj Edison resnično sije! Ta Instructable je zasnovan tako, da vam pomaga načrtovati in razviti tiskano vezje za vaš lasten projekt vgrajenih sistemov z uporabo Edisona.

Ta priročnik NE razlaga tehničnega znanja o oblikovanju tiskanega vezja ali celo osnovnega vezja, saj obstaja veliko odličnih navodil, ki že obstajajo in služijo temu namenu bolje, kot bi lahko. Namesto tega vas bo popeljal skozi splošen postopek pri načrtovanju tiskanega vezja, informacije pa bo povezal z izgradnjo razširitvene plošče za modul Edison. V vodniku bodo upoštevani tudi nekateri pomembni vidiki, ki si jih je treba zapomniti v zvezi z oblikovanjem modula Edison.

Pregled Makabilnosti

Težave:	…………	Morate biti sposobni razumeti kompleksna vezja.
Orodja:	…………	Resnično potrebuješ računalnik.
Cena:	…………	BONUS: potrebno programsko opremo lahko dobite brezplačno!

Opozorilo: Avtor tega navodila ni strokovnjak. Informacije iz te vadnice se uporabljajo na lastno odgovornost bralcev. Avtor ne prevzema nobene odgovornosti za poškodbe bralca ali poškodbe opreme bralcev na podlagi teh navodil!

1. korak: Osnovne informacije

Osebno sem prišel do zaključka, da je Intel® Edison odlično orodje za dve od treh glavnih stopenj na poti ustvarjalcev od študenta do proizvajalca ali celo za pot do podjetnika, osredotočenega na strojno opremo (Kickstarter koga načrtuje?):

Komplet razvijalcev, združljiv z Arduinom, za študente z uporabo Arduino Breakout Board; ??? (Razložil bom spodaj); in splošna računalniška platforma za podjetnike in ustvarjalce.

Edison in Arduino Breakout Board je popolnoma kot nalašč za študente in ljubitelje začetnike, da razvijejo svoje kul eksperimente in pripomočke z uporabo zelo prilagodljive in zmogljive platforme. Intel® je bil z vidika trženja v partnerstvu z Arduinom… zelo inteligenten (obljubim, da ne bom več ponovil.. haha)

Kot študent v zgodnjih fazah:

V bistvu začnete s polnjenim Arduinom, ki ga lahko uporabite za kodiranje svojega srca, ne da bi vas skrbelo pomanjkanje računalniške moči ali pomnilnika za shranjevanje (zelo koristno kot začetnik). Potem, ko se naučite uporabljati Arduino IDE in si želite nekaj bolj zahtevnega, nadaljujete z uporabo Yocto Linuxa in izbiro "običajnega" programskega jezika za splošno uporabo, kot so C, Python ali Node.js. Zdaj ste razvili veščine, ki vam bodo ostale koristne do konca življenja; naučili ste se osnov programiranja (tj. dejanskih logičnih veščin) in enostavnih veščin integracije strojne opreme z Arduino IDE, nato pa ste lahko te veščine prenesli v jezike za večnamensko uporabo v več platformah. Ta sposobnost, da programerjem prenesejo znanje o konceptih iz Arduino C/C ++, kot je programski jezik, v druge jezike, je zelo potrebna spretnost za nadobudne programerje in oblikovalce.

Od študenta do izdelovalca … Ne tako hitro:

Od tod pa namena Edisona na "zemljevidu poti uporabnikov" od študenta do proizvajalca postaja nekoliko nejasna. Mnogi študentje si želijo razviti celovitejše projekte, ko obvladajo te osnovne koncepte - to so vrste stvari, ki jih lahko vzamete s seboj domov in pokažete družinskim članom, in so projekti vredni njihovega ponarejenega zanimanja. Utripajoča LED -dioda je za nas proizvajalce genov kul, vendar večina moglov to ne bo navdušila. Mogli (starši, daljni sorodniki, prijatelji, mimoidoči na ulici itd.) * So * pogosto zainteresirani in navdušeni nad delovnimi prototipi, ki kažejo, česa je izdelovalec sposoben. In na žalost se zdi, da je to Edisonova najšibkejša točka v tem trenutku.

Večinoma se zdi, da Edison ni posebej primeren za trajno vdelavo v "hobi" projekte ali prototipe, ne da bi razvil razširitveno vezje po meri. Zakaj? Zaradi stroškov.

Odbojna plošča poskuša zapolniti to vrzel, v resnici pa gre za nekatere primere neuspeha.

Od izdelovalca do profesionalca (razvoj končnih modelov)

Če lahko prestopite fazo (se še razvija…)

Torej, "Kaj boste naredili" z "Intel® Edison Inside ™"?

Za študente izdelujem izobraževalno platformo za robotiko. Moja prva različica bo v oblikovanje vključila Intel® Edison in se bo izvirno imenovala Edibot.

[…]

Zdaj, ko vemo, za kaj gradimo tiskano vezje, začnimo! (seveda lahko uporabite koncepte v vadnici in jih uporabite za svoj dizajn ali izdelek)

2. korak: Začetek … Nekako

Najprej morate prebrati priročnik Flipping*, opraviti nekaj drugih predhodnih stopenj in nato zbrati svoje stvari. To bi moralo biti dovolj preprosto…

(*ali vstavite izrek, če imate raje take stvari)

V redu, preden sploh odprete svojo programsko opremo za usmerjanje PCB, boste morali narediti naslednje:

Preberite Flipping Manual Dokončajte osnovni razvoj vašega projekta, vključno z: Razvijanje delovnega prototipa za vaš vdelani projekt; Razvoj koncepta končnega izdelka (lokacija pristanišča itd.); in načrtujte dimenzije končnega ohišja za vaš dizajn Naučite se uporabljati izbrano programsko opremo za usmerjanje PCB Zberite svoje stvari (materiali)

Točki 2 in 3 sta popolnoma izven področja uporabe tega navodila, saj je pisanje že dolgo in podrobno. Spodaj sem vključil nekaj opomb za spodnje postavke, ki vam bodo pomagale začeti. Če obstaja dovolj resničnega zanimanja, da napišem nekaj navodil za te tri postavke in jih povežem s tem zapisom, bi bil to z veseljem. Samo povejte mi v komentarjih.

V redu, začnimo!

Preberite Priročnik za obračanje

Pojdite in prenesite dokument "Intel® Edison Compute Module - Hardware Guide" z Intelovega spletnega mesta in ga preberite.

Resno, to je dolgo, tehnično in dolgočasno in se nadaljuje … vendar boste v svoji zasnovi tiskanega vezja nekaj pokvarili, če tega ne preberete, in lahko se sprosti čarobni dim. V idealnem primeru boste to storili takoj, ko se boste odločili, da boste potovali od študenta do pro-makerja, saj obstajajo razlike v komponentah, ki delujejo z odmičnimi ploščami, in komponentah, ki jih lahko uporabite neposredno z Edisonov modul.

Večina dokumenta ni tako zapletena v smislu razumevanja, kaj pomeni in kako je povezan z zasnovo tiskanega vezja. Intel je odlično opravil delo pri izdelavi dokaj prijaznega proizvajalcu tehničnega dokumenta, ki je običajno napisan za OEM/inženirske vrste. Ignorirati morate le dejstvo, da je videti dolgo in ima veliko strašljivo videti diagramov za nepoznavalce.

Razčlenite razdelek za odsekom in si vzemite čas, da se prepričate, da razumete vsako sestavino dokumenta. Ni nujno, da razumete tehnične razloge, zakaj morate na določen način narediti nekaj na svojem tiskanem vezju, le kaj morate storiti in kaj morate upoštevati pri svoji zasnovi. Sčasoma bo smiselno kot celota. Ko se pri nečem zataknete, nato objavite na spletu v eni izmed številnih razpoložljivih skupnosti, navedite, da se učite in želite ugotoviti, kako narediti vdelane projekte, nato pa postavite svoje vprašanje. Verjetno je, da bo nekdo lahko pomagal.

Za vprašanja v zvezi z Intel Edison in z njimi povezanimi projekti priporočam postavljanje vprašanj bodisi na StackOverflow (vstavite podmesto), na forum skupnosti Intel ali na tej spletni strani, Instructables _. Seveda lahko v spodnjih komentarjih postavite tudi vsa vprašanja, vendar upoštevajte, da nikakor nisem poklicni inženir elektrotehnike, zato se bodo pojavila vprašanja, na katera ne razumem odgovorov. Ta pouk je v bistvu moj prevod dokumenta s strojno opremo, kot ga razumem, pomešan z nekaj oblikovalskimi procesi, s katerimi sem se srečal v zadnjih nekaj letih, povezanih s oblikovanjem posebej za modul Edison (in prav tako pozdravljam vse pripombe, ki odpravljajo očitne in napake, ki povzročajo smrt!). V bistvu se bom lotil pristopa "dokončaj" za poglobljeno razumevanje tehničnih vidikov električnih vezij.

Naučite se uporabljati programsko opremo za usmerjanje PCB (ali programska oprema za avtomatizacijo elektronskega oblikovanja)

Izbirate lahko med številnimi možnostmi programske rešitve EDA:

Allegro PCB Designer uporabljajo strokovnjaki, na primer Intel. Tako je, Edison je zasnovan s tem posebnim programskim paketom. Vendar je drago - verjetno izven vašega proračuna. Drugi dragi programski paket EDA, ki me osebno zanima, je Altium. So avstralsko podjetje in z veseljem bi izvedel več o programski opremi svojega domačega podjetja.

Resnici na ljubo ne vem dovolj, da bi komentiral katero koli od teh ponudb, ki presega njihovo ceno. Izgledajo zanimivo in verjamem, da Altium ponuja študentom in ljubiteljem nekaj nižjih cen, ki jih zelo zanimam raziskati. Ta razdelek bom posodobil, če bom kdaj imel priložnost igrati s profesionalnimi možnostmi. Poleg profesionalnih možnosti lahko izbirate med možnostmi na ravni hobista:

EAGLE by CadSoft je absolutni standard defacto in meni osebno ni všeč. Kot večina programskih paketov EDA je tudi ta grda. Pokličite me površno, vendar menim, da bi morala biti programska oprema videti dobro in intuitivna za uporabo. EAGLE ne stori ničesar. Kljub temu bo vsak večji proizvajalec tiskanih vezij, ki podpira produkcijo na ravni hobija, podpiral datoteke, ki jih je EAGLE tako ali drugače ustvaril. To je zelo varna možnost za delo in je na voljo za Mac, Linux in Windoze. KiCAD Fritzing 123D vezja podjetja Autodesk

Očitno je več možnosti. Različne značilnosti različnih možnosti si najlažje ogledate v tem članku iz Wikipedije za primerjavo programske opreme EDA.

Materiali

Prototip (vezje mize itd.)

Kritično razmišljanje

Fizično oblikovanje

Računalnik z nameščenim EDA po vaši izbiri

V redu, torej je bil to dolg proces in še nismo niti začeli oblikovati samega tiskanega vezja. Nikoli nisem rekel, da bo vseeno lahko, vendar je to zelo izpolnjujoč projekt. Še posebej dober občutek je oblikovati tiskano vezje za bolj zapletene projekte, za katere je primeren modul Edison.