Dizajniranje proširive štampane ploče (Intel® IoT): 20 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Ovaj Instructable napisan je kao polazna tačka za one koji žele koristiti Intel® Edison u najvećoj mogućoj mjeri, uključivši ga u potpuno razvijeni ugrađeni projekt. Da biste to učinili, vjerojatno ćete morati napraviti-kako Intel® to naziva u Edisonovom vodiču za hardver *-prilagođenu "korisnički dizajniranu ekspanzionu ploču".

[* Za uvod pogledajte Uvod u Hardverski vodič (PDF).]

Wut… na Zemlji je "PCB za proširenje koji je dizajnirao korisnik"?

Odlično pitanje! Da bismo razumjeli šta je PCI za proširenje za Edison, zaista moramo prvo razmotriti šta je zapravo sam Intel® Edison modul i za šta je najprikladniji.

Psst, da li već znaš:

1. koje su ploče za proširenje za Intel Edison (Arduino, Breakout itd.);
2. šta je Edison modul / i kada ga trebate koristiti preko alternativnih dostupnih platformi; i da li znate
3. kada biste trebali odvojiti vrijeme i trud za razvoj potpune ploče za proširenje umjesto korištenja postojeće Arduino ploče za proširenje ili ploče za probijanje sa prilagođenim štitom?

Ako je tako, možda ćete htjeti preskočiti pozadinske informacije u nastavku i prijeći na odjeljak Početak u 2. koraku.

Intel® Edison je maleni računar na modulu (COM) koji je prvobitno trebao biti korišten kao razvojna platforma za nosive tehnologije. Iako je male veličine, ipak je možda prevelik za mnoge nosive aplikacije - a Intel® je sada razvio novu platformu pod nazivom Curie. Međutim, Edison i dalje ima mnogo uzbudljivih aplikacija i sazreo je za stvaranje inovacija unutar zajednice proizvođača.

Ono što Edison nije

Važno je razumjeti šta Intel® Edison nije, kao ni šta je to. Edison je zanimljiv komad proizvođača hardvera, jer postoji u prilično novoj niši. Lako je pokušati usporediti Edison s Raspberry Pi® ili Arduino®, posebno s obzirom na trenutno zadanu opciju povezivanja Edisona na Arduino® kompatibilnu ploču za proširenje. Iako je Edison kompatibilan s Arduino IDE -om, Edison nije Arduino. Njegova kompatibilnost s Arduino platformom samo je izuzetno pametna marketinška taktika koja pomaže Intelu da povrati tržišni udio; taktika koja je slučajno izuzetno korisna i za njihovo ciljno tržište, što ću objasniti u sljedećem odjeljku. Pet najboljih Intel®!

Edison takođe definitivno nije Raspberry Pi. Tamo gdje je Pi jednokrilni računar, kompletan sa grafičkim izlazom, podrškom za tastaturu i miša i sposoban da zamijeni tradicionalni računar na mnogo načina - Edison je modul koji je namjenjen za ugradnju u drugi proizvod ili ploču; i što je važno, bez tradicionalnog ekrana koji je direktno povezan s njim. Uže je povezan s Raspberry Pi Compute Moduleom, još jednim alatom koji se namjerava integrirati u druge proizvode.

Za razliku od RPi CM -a, Edisonu nedostaje odgovarajuća grafička podrška, ali je brži u nekim računskim zadacima, uključuje WiFi i Bluetooth kao standard, te * izuzetno * štedi energiju i prostor. To ga čini nevjerojatno korisnim za razvoj tipa Internet of Things (IoT) ili Machine to Machine (M2M). Zaista, ovdje Edison zaista blista! Ovaj Instructable je osmišljen kako bi vam pomogao u planiranju i razvoju PCB -a za vaš vlastiti projekt ugrađenih sistema koristeći Edison.

Ovaj vodič NEĆE objasniti tehničko znanje o tome kako dizajnirati PCB, pa čak ni osnovni sklop, jer postoji mnogo izvrsnih instrukcija koje već postoje i služe u tu svrhu bolje nego što sam ja mogao. Umjesto toga, provest će vas kroz opći proces koji treba poduzeti pri projektiranju PCB -a, a informacije će se povezati s izgradnjom ploče za proširenje za Edisonov modul. Vodič će također zabilježiti neka važna razmatranja koja treba zapamtiti u vezi s dizajnom za Edisonov modul.

Pregled Makabilnosti

Teškoća:	…………	Morate biti u stanju razumjeti složena kola.
Alati:	…………	Zaista će vam trebati samo računar.
Cijena:	…………	BONUS: Potreban softver možete dobiti besplatno!

Upozorenje: Autor ovog uputstva NIJE profesionalac. Korištenje informacija iz ovog vodiča vrši se na vlastitu odgovornost čitatelja. Autor ne prihvaća nikakvu odgovornost za ozljede čitatelja ili oštećenje čitateljske opreme na temelju ovih uputa!

Korak 1: Osnovne informacije

Osobno sam došao do zaključka da je Intel® Edison savršen alat za dvije od tri glavne faze u putovanju proizvođača od studenta do pro-makera, ili čak put do postajanja poduzetnika fokusiranog na hardver (Kickstarter projektuje bilo koga?):

Komplet za programere kompatibilan s Arduinom za studente koji koristi Arduino Breakout Board; ??? (Objasniću u nastavku); i Računarska platforma opće namjene za poduzetnike i proizvođače.

Odbojna ploča Edison i Arduino apsolutno je savršena za dati studentima i početnicima hobistima da razviju vlastite cool eksperimente i widgete, koristeći vrlo fleksibilnu i moćnu platformu. Intel® je bio jako inteligentan..inteligentan (obećavam, neću ponoviti tu igru .. haha) iz marketinške perspektive u partnerstvu s Arduinom …

Kao student u ranim fazama:

U suštini, počinjete sa superpunjenim Arduinom koji možete koristiti za kodiranje srca, bez brige o nedostatku računalne snage ili memorije za pohranu (vrlo korisno kao početnik). Zatim, nakon što ste naučili kako koristiti Arduino IDE i želite nešto malo izazovnije, prelazite na upotrebu Yocto Linuxa i odabir "glavnog" programskog jezika opće namjene, poput C, Python ili Node.js. Sada ste razvili vještine koje će vam ostati korisne do kraja života; naučili ste osnove programiranja (tj. stvarne logičke vještine) i jednostavne vještine hardverske integracije s Arduino IDE-om, a zatim ste uspjeli prenijeti te vještine na jezike opće namjene, na više platformi. Ova sposobnost prenošenja programera znanja o konceptima sa Arduino C/C ++, poput programskog jezika na druge jezike, prijeko je potrebna vještina za programere i dizajnere koji tek počinju.

Od učenika do kreatora … Ne tako brzo:

Od tada, međutim, namjera da se Edison koristi na "karti putovanja korisnika" od učenika do pro-makera postaje pomalo nejasna. Mnogi studenti počnu htjeti razvijati potpunije projekte nakon što savladaju ove osnovne koncepte - tj. Vrste stvari koje možete ponijeti sa sobom i pokazati članovima porodice, a projekti su vrijedni njihovog lažnog interesa. Dok je treperava LED dioda nama štreberima proizvođačima cool, većina maglova neće biti uzbuđena zbog nje. Maglovci (roditelji, dalja rodbina, prijatelji, prolaznici na ulici itd.) * Često su zainteresovani i impresionirani radnim prototipima koji pokazuju za šta je proizvođač sposoban. I nažalost, čini se da je ovo Edisonova najslabija točka u ovom trenutku.

Uglavnom se čini da Edison nije posebno pogodan za trajno ugrađivanje u "hobi" projekte ili prototipe bez razvoja prilagođenog proširenja PCB -a. Zašto? Zbog troškova.

Odbojna ploča pokušava popuniti ovu prazninu, ali istina je da je to neuspjeh u nekim slučajevima upotrebe.

Od proizvođača do profesionalaca (razvoj konačnih dizajna)

Ako možete proći fazu (još uvijek u razvoju …)

Dakle, "Šta ćete napraviti" sa "Intel® Edison Inside ™"?

Izrađujem obrazovnu platformu za robotiku za studente. Moja prva verzija će u dizajn ugraditi Intel® Edison i neoriginalno će se zvati Edibot.

[…]

Pa sad kad znamo za šta gradimo PCB, počnimo! (naravno, možete koristiti koncepte u vodiču i primijeniti ih na svoj dizajn ili proizvod)

Korak 2: Početak rada… Nekako

Prvo, morate pročitati Priručnik za okretanje*, proći kroz nekoliko drugih preliminarnih faza, a zatim skupiti svoje stvari. Ovo bi trebalo biti dovoljno jednostavno…

(*ili umetnite ekspletiv ako više volite takve stvari)

U redu, prije nego što uopće otvorite svoj softver za usmjeravanje PCB -a, morat ćete učiniti sljedeće:

Pročitajte Prelistavajući priručnik Završite osnovni razvoj vašeg projekta, uključujući: Razvoj radnog prototipa za vaš ugrađeni projekat; Razvoj koncepta finalnog proizvoda (lokacija luke itd.); i planirajte dimenzije završnog kućišta za svoj dizajn naučite kako koristiti odabrani softver za usmjeravanje PCB -a Prikupite svoje stvari (materijale)

Stavke 2 i 3 potpuno su izvan opsega ovog uputstva jer je to već dugo i detaljno pisanje. Uključio sam neke napomene o donjim stavkama kako bih vam pomogao da započnete. Ako postoji dovoljno istinskog interesa za mene da napišem neke instrukcije za te tri stavke i povežem ih sa ovim zapisom, bio bih više nego sretan da to učinim. Samo mi javite u komentarima.

U redu, počnimo!

Pročitajte Flipping Manual

Idite i preuzmite dokument "Intel® Edison Compute Module - Hardware Guide" sa Intelove web stranice i pročitajte ga.

Ozbiljno, to je dugo, tehničko i dosadno i samo se nastavlja … ali upropastit ćete nešto u svom dizajnu PCB -a ako ga ne pročitate i može doći do oslobađanja čarobnog dima. U idealnom slučaju, to ćete učiniti čim odlučite da ćete krenuti na put od učenika do pro-makera jer postoje razlike u komponentama koje rade s pločama za razbijanje i komponentama koje možete koristiti izravno sa Edison modul.

Većina dokumenta nije toliko komplikovana u smislu razumijevanja šta to znači i kako se odnosi na dizajn PCB -a. Intel je napravio sjajan posao u izradi prilično tehničkog dokumenta prilagođenog proizvođačima koji je obično napisan za OEM/inženjerske tipove. Samo ćete morati zanemariti činjenicu da izgleda dugo i ima puno zastrašujućih dijagrama za neupućene.

Razdvojite odjeljak po odjeljak i samo odvojite vrijeme kako biste bili sigurni da razumijete svaku komponentu dokumenta. Ne morate nužno razumjeti tehničke razloge zašto trebate napraviti nešto na PCB -u na određeni način, samo ono što trebate učiniti i što morate imati na umu pri svom dizajnu. Na kraju će imati smisla u cjelini. Kad zaglavite u nečemu, tada objavljujete na mreži u jednoj od brojnih dostupnih zajednica, izjavljujete da učite i da ste zainteresirani smisliti način izrade ugrađenih projekata, a zatim postavite svoje pitanje. Velike su šanse da će vam neko moći pomoći.

Za pitanja u vezi s Intel Edisonom i srodnim projektima, preporučio bih postavljanje pitanja bilo na StackOverflow -u (umetnite podmjesto), na forumu Intel zajednice ili na ovoj web stranici, Instructables _. Naravno, možete postaviti i bilo koje pitanje koje imate u komentarima ispod, ali imajte na umu da ja ni na koji način nisam profesionalni inženjer elektrotehnike, pa će biti pitanja na koja ne razumijem odgovore. Ovo uputstvo je u osnovi moj prijevod dokumenta vodiča o hardveru kako ga ja razumijem, pomiješan s nekoliko procesa dizajna s kojima sam se susreo u posljednjih nekoliko godina, a koji se odnose na posebno dizajniranje Edisonovog modula (a također pozdravljam sve komentare koji ispravljaju očigledne i greške koje izazivaju smrt!). U osnovi, ja ću uzeti pristup "završi to" radi dubokog razumijevanja tehničkih aspekata električnih krugova.

Naučite kako koristiti softver za usmjeravanje PCB -a (poznat i kao softver za automatizaciju elektroničkog dizajna)

Postoji mnogo mogućnosti softverskih rješenja EDA -e koje možete izabrati:

Allegro PCB Designer koriste profesionalci, kao što je Intel. Tako je, Edison je dizajniran pomoću ovog softverskog paketa. Međutim, to je skupo - vjerojatno van vašeg budžeta. Drugi skupi EDA softverski paket koji me lično zanima je Altium. Oni su australijska kompanija, a ja želim saznati više o softveru od svoje matične kompanije.

Istini za volju, ne znam dovoljno da komentiram nijednu od ovih ponuda osim njihove cijene. Izgledaju zanimljivo i vjerujem da Altium nudi neke jeftinije opcije za studente i hobiste koje sam jako zainteresiran za istraživanje. Ažurirat ću ovaj odjeljak ako ikada budem imao priliku igrati se s profesionalnim opcijama. Osim profesionalnih mogućnosti, tada imate na raspolaganju i opcije na više hobističkih razina:

EAGLE by CadSoft je apsolutni defacto standard i meni se to lično ne sviđa. Kao i većina softverskih paketa EDA, ružan je. Nazovite me površnim, ali vjerujem da bi softver trebao izgledati dobro i biti intuitivan za korištenje. EAGLE ne radi ni jedno ni drugo. S tim u vezi, svaki veliki proizvođač PCB -a koji podržava proizvodnju na nivou hobija podržavat će datoteke koje je na ovaj ili onaj način generirao EAGLE. To je vrlo sigurna opcija za rad i dostupna je na Mac, Linux i Windoze. KiCAD Fritzing 123D sklopovi kompanije Autodesk

Očigledno je da postoji više opcija. Najjednostavnije mjesto za vidjeti različite značajke različitih opcija je posjetiti ovaj članak EDA usporedbe softvera sa Wikipedije.

Materijali

Prototip (krug ploče, itd.)

Kritično mišljenje

Fizički dizajn

Računar sa instaliranom EDA po vašem izboru

U redu, znači bio je to dug proces, a još nismo ni započeli projektiranje samog PCB -a. Nikada nisam rekao da će na kraju ipak biti lako, ali to je projekt koji ispunjava mnogo. Posebno je dobar osjećaj dizajnirati PCB za složenije projekte za koje odgovara Edisonov modul.