Paplašināšanas PCB (Intel® IoT) izstrāde: 20 soļi

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 14:59

Šī pamācība ir uzrakstīta kā sākumpunkts tiem, kas vēlas pilnībā izmantot Intel® Edison, iekļaujot to pilnībā izstrādātā iegultā projektā. Lai to izdarītu, jums, iespējams, būs jāizveido-kā Intel® to dēvē Edisona aparatūras rokasgrāmatā *-pielāgota "lietotāja izstrādāta paplašināšanas PCB".

[* Skatiet Aparatūras rokasgrāmatas ievads (PDF).]

Wut… uz Zemes ir “lietotāja izstrādāta paplašināšanas PCB”?

Lielisks jautājums! Lai saprastu, kas ir paplašināšanas PCB Edisonam, mums patiešām vispirms ir jāapsver, kas patiesībā ir Intel® Edison modulis un kam tas ir vislabāk piemērots.

Psst, vai jūs jau zināt:

1. kādas ir Intel Edison paplašināšanas plates (Arduino, Breakout utt.);
2. kas ir Edisona modulis / un kad to vajadzētu izmantot alternatīvās pieejamās platformās; un vai tu zini
3. kad jums vajadzētu veltīt laiku un pūles, lai izstrādātu pilnīgu paplašināšanas dēli, nevis izmantotu esošo Arduino paplašināšanas dēli vai Breakout dēli ar pielāgotu vairogu?

Ja tā, iespējams, vēlēsities izlaist tālāk esošo pamatinformāciju un pāriet uz sadaļu Darba sākšana, veicot 2. darbību.

Intel® Edison ir mazs dators uz moduļa (COM), kas sākotnēji bija paredzēts izmantot kā valkājamas tehnoloģijas attīstības platforma. Pat neliela izmēra dēļ tā joprojām ir pārāk liela daudzām valkājamām lietojumprogrammām - un Intel® tagad ir izstrādājis jaunu platformu ar nosaukumu Curie. Tomēr Edison joprojām ir daudz aizraujošu lietojumu un ir gatavs inovāciju radīšanai veidotāju kopienā.

Kas nav Edisons

Ir svarīgi saprast, kas nav Intel® Edison, kā arī to, kas tas ir. Edisons ir interesanta veidotāja aparatūra, jo tā pastāv diezgan jaunā nišā. Ir viegli izmēģināt un salīdzināt Edison ar Raspberry Pi® vai Arduino®, jo īpaši ņemot vērā pašreizējo noklusējuma iespēju savienot Edison ar Arduino® saderīgu paplašināšanas plati. Lai gan Edison ir saderīgs ar Arduino IDE, Edison nav Arduino. Tās saderība ar Arduino platformu ir tikai ārkārtīgi gudra mārketinga taktika, kas palīdz Intel® atgūt tirgus daļu; taktika, kas vienkārši ir ārkārtīgi izdevīga arī viņu mērķa tirgum, ko es paskaidrošu nākamajā sadaļā. Augsti pieci Intel®!

Edison arī noteikti nav Raspberry Pi. Ja kā Pi ir vienas plates dators, kas aprīkots ar grafikas izvadi, tastatūras un peles atbalstu un spēj daudzos veidos aizstāt tradicionālo datoru - Edison ir modulis, kas paredzēts iegulšanai citā produktā vai plāksnē; un vissvarīgāk, bez tradicionāla displeja, kas tieši savienots ar to. Tas ir ciešāk saistīts ar Raspberry Pi Compute Module - citu rīku, kas paredzēts integrēšanai citos produktos.

Atšķirībā no RPi CM, Edison trūkst atbilstoša grafikas atbalsta, taču tas ir ātrāks dažos skaitļošanas uzdevumos, standartā ietver WiFi un Bluetooth, kā arī * ārkārtīgi * jaudīgu un vietu taupošu. Tas padara to par neticami noderīgu lietu interneta (IoT) vai mašīnu -mašīnu (M2M) tipa attīstībai. Patiešām, tieši šeit Edisons spīd! Šī pamācība ir izstrādāta, lai palīdzētu jums plānot un izstrādāt PCB savam iegulto sistēmu projektam, izmantojot Edison.

Šajā rokasgrāmatā netiks izskaidrotas tehniskās zināšanas, kā izveidot PCB vai pat pamata shēmu, jo tās ir daudzas lieliskas instrukcijas, kas jau pastāv un kalpo šim mērķim labāk nekā es varētu. Tā vietā tas jums parādīs vispārīgu procesu, kas jāveic, izstrādājot PCB, un saistīs informāciju ar paplašināšanas plates izveidi Edisona modulim. Ceļvedis atzīmēs arī dažus svarīgus apsvērumus, kas jāatceras saistībā ar Edisona moduļa izstrādi.

Pārskats par Makability

Grūtības:	…………	Jums jāspēj saprast sarežģītas shēmas.
Rīki:	…………	Jums tiešām būs nepieciešams dators.
Izmaksas:	…………	BONUS: Nepieciešamo programmatūru var iegūt bez maksas!

Brīdinājums: šīs pamācības autors NAV profesionālis. Šīs apmācības informācijas izmantošana tiek veikta uz lasītāju paša risku. Autors neuzņemas atbildību par lasītāja ievainojumiem vai lasītāju aprīkojuma bojājumiem, pamatojoties uz šiem norādījumiem!

1. darbība. Pamatinformācija

Personīgi es esmu nonācis pie secinājuma, ka Intel® Edison ir ideāls rīks diviem no trim galvenajiem posmiem veidotāju ceļojumā no studenta līdz veidotājam vai pat ceļam, lai kļūtu par uz aparatūru orientētu uzņēmēju (Kickstarter projektē ikvienu?):

Ar Arduino saderīgs izstrādātāju komplekts studentiem, izmantojot Arduino Breakout Board; ??? (Es paskaidrošu zemāk); un vispārējas nozīmes skaitļošanas platforma uzņēmējiem un veidotājiem.

Edison un Arduino Breakout Board ir absolūti ideāls, lai dotu studentiem un iesācējiem hobijiem, lai viņi izstrādātu savus lieliskos eksperimentus un logrīkus, izmantojot ļoti elastīgu un jaudīgu platformu. Intel® bija ļoti inteliģents … saudzīgs (es apsolu, ka es vairs to neizdarīšu.. haha) no mārketinga viedokļa, sadarbojoties ar Arduino …

Kā students agrīnā stadijā:

Būtībā jūs sākat ar kompresoru Arduino, ko varat izmantot, lai kodētu savu sirdi, neuztraucoties par skaitļošanas jaudas vai atmiņas trūkumu (ļoti noderīgi kā iesācēju studentam). Pēc tam, kad esat iemācījies lietot Arduino IDE un vēlaties kaut ko nedaudz sarežģītāku, pārejiet pie Yocto Linux izmantošanas un savas izvēles “vispārpieņemtas” vispārējas nozīmes programmēšanas valodas, piemēram, C, Python vai Node.js. Tagad jūs esat attīstījis prasmes, kas paliks noderīgas visu atlikušo mūžu; jūs esat apguvis programmēšanas pamatus (t.i., faktiskās loģikas prasmes) un vienkāršas aparatūras integrācijas prasmes, izmantojot Arduino IDE, un pēc tam esat varējis šīs prasmes pārnest uz vispārējas nozīmes, starpplatformu valodām. Šī spēja programmētājiem pārnest zināšanas par jēdzieniem no Arduino C/C ++ līdzīgas programmēšanas valodas uz citām valodām ir ļoti nepieciešama prasme topošajiem programmētājiem un dizaineriem.

No studenta līdz veidotājam … Ne tik ātri:

Tomēr no turienes Edisona paredzētais lietojums "lietotāja ceļojuma kartē" no studenta līdz veidotājam sāk kļūt nedaudz neskaidrs. Daudzi studenti sāk vēlēties izstrādāt pilnīgākus projektus, tiklīdz viņi ir apguvuši šos pamatjēdzienus, t.i., kāda veida lietas jūs varat ņemt līdzi un parādīt ģimenes locekļiem, un tie ir projekti, kas ir viņu izlikto interešu vērti. Lai gan mirgojoša gaismas diode mums, ražotājiem, ir forša, vairums muguru par to nebūs sajūsmā. Mugļus (vecākus, tālus radiniekus, draugus, garāmgājējus uz ielas utt.) * Bieži * interesē un iespaido strādājošie prototipi, kas parāda, uz ko tas spēj. Un diemžēl tas šobrīd šķiet Edisona vājākais punkts.

Pārsvarā šķiet, ka Edison nav īpaši piemērots pastāvīgai iekļaušanai "hobiju" projektos vai prototipos, neizstrādājot pielāgotu paplašināšanas PCB. Kāpēc? Izmaksu dēļ.

Breakout dēlis mēģina aizpildīt šo plaisu, bet patiesībā tas dažos lietošanas gadījumos sakrīt.

No Maker līdz Pro (galīgo dizainu izstrāde)

Ja jūs varat tikt pāri posmam (joprojām attīstās …)

Tātad, "Ko jūs darīsit" ar "Intel® Edison Inside ™"?

Es veidoju izglītojošu robotikas platformu studentiem. Mana pirmā versija dizainā iekļaus Intel® Edison, un to sākotnēji sauks par Edibot.

[…]

Tagad, kad mēs zinām, kam mēs veidojam PCB, sāksim darbu! (protams, jūs varat izmantot apmācībā ietvertos jēdzienus un piemērot tos savam dizainam vai izstrādājumam)

2. darbība. Darba sākšana… Kārtot

Vispirms jums jāizlasa Flipping* rokasgrāmata, jāiziet daži citi sākotnējie posmi un pēc tam jāsavāc lietas. Tam vajadzētu būt pietiekami vienkāršam…

(*vai ievietojiet izsvītrojumu, ja vēlaties šādas lietas)

Labi, pirms jūs pat atverat savu PCB maršrutēšanas programmatūru, jums būs jāveic šādas darbības:

Izlasiet Flipping rokasgrāmatu, lai pabeigtu sava projekta pamata izstrādi, tostarp: darba prototipa izstrāde iegultajam projektam; Galīgā produkta koncepcijas izstrāde (ostas atrašanās vieta utt.); un plānojiet sava dizaina gala korpusa izmērus Uzziniet, kā izmantot izvēlēto PCB maršrutēšanas programmatūru Savākt lietas (materiālus)

2. un 3. punkts ir pilnīgi ārpus šī pamācības, jo tas jau ir garš un detalizēts uzrakstīšana. Es esmu iekļāvis dažas piezīmes par tālāk norādītajiem vienumiem, lai palīdzētu jums sākt darbu. Ja man ir pietiekama patiesa interese, ka es uzrakstīšu dažus norādījumus šiem trim priekšmetiem un sasaistīšu tos ar šo rakstu, es labprāt to darītu. Vienkārši dariet to zināmu komentāros.

Labi, sāksim!

Izlasiet Flipping Manual

Iet un lejupielādējiet "Intel® Edison Compute Module - Hardware Guide" dokumentu no Intel tīmekļa vietnes un izlasiet to.

Nopietni, tas ir garš, tehnisks un garlaicīgs, un tas turpinās un turpinās … bet, ja jūs to nelasīsit, jūs kaut ko izjauksit savā PCB dizainā, un var rasties burvju dūmi. Ideālā gadījumā jūs to darīsit, tiklīdz izlemsiet, ka dosieties ceļā no studenta uz pro-maker, jo ir atšķirības komponentos, kas darbojas ar sadalīšanas dēļiem, un komponentos, kurus varat izmantot tieši kopā ar Edisona modulis.

Lielākā daļa dokumenta nav tik sarežģīta, lai saprastu, ko tas nozīmē un kā tas ir saistīts ar PCB dizainu. Intel ir paveicis lielisku darbu, radot diezgan ražotājiem draudzīgu tehnisko dokumentu, kas parasti ir rakstīts oriģinālajiem ražotājiem/inženierijas veidiem. Jums vienkārši vajadzēs ignorēt faktu, ka tas izskatās garš un tajā ir daudz biedējošu diagrammu nezinātājam.

Sadaliet to pa sadaļām un veltiet laiku, lai pārliecinātos, ka saprotat katru dokumenta sastāvdaļu. Jums nav obligāti jāsaprot tehniskie iemesli, kāpēc jums kaut kas ir jāveido savā PCB, tikai tas, kas jums jādara un kas jums jāpatur prātā ar savu dizainu. Galu galā tam būs jēga kopumā. Kad kaut kas iestrēgst, jūs ievietojat tiešsaistē kādā no daudzajām pieejamajām kopienām, paziņojat, ka mācāties un esat ieinteresēts izdomāt, kā izveidot iegultus projektus, un pēc tam uzdodat savu jautājumu. Iespējams, kāds varēs palīdzēt.

Jautājumos, kas saistīti ar Intel Edison un saistītajiem projektiem, es ieteiktu uzdot jautājumus StackOverflow (ievietojiet apakšvietu), Intel kopienas forumā vai šajā vietnē Instructables _. Protams, jūs varat uzdot visus jautājumus, kas jums radušies zemāk esošajos komentāros, taču, lūdzu, atzīmējiet, ka es nekādā ziņā neesmu profesionāls elektroinženieris, tāpēc būs jautājumi, uz kuriem es nesaprotu atbildes. Šis pamācības būtībā ir mans aparatūras rokasgrāmatas dokumenta tulkojums, kā es to saprotu, sajaukts ar dažiem projektēšanas procesiem, ar kuriem esmu saskāries dažu pēdējo gadu laikā un kuri ir saistīti tieši ar Edisona moduļa projektēšanu (un es arī priecājos par komentāriem, kas labo acīmredzamus un nāvi izraisošas kļūdas!). Būtībā es izmantošu pieeju "nokārtojiet to", dziļi izprotot elektrisko ķēžu tehniskos aspektus.

Uzziniet, kā izmantot PCB maršrutēšanas programmatūru (pazīstama arī kā elektroniskā dizaina automatizācijas programmatūra)

Ir pieejamas daudzas EDA programmatūras risinājumu iespējas:

Allegro PCB Designer izmanto profesionāļi, piemēram, Intel. Tieši tā, Edison ir izstrādāts, izmantojot šo konkrēto programmatūras pakotni. Tomēr tas ir dārgi - iespējams, no jūsu budžeta. Citu dārgu EDA programmatūras pakotni, kas mani personīgi interesē, ir Altium. Viņi ir Austrālijas uzņēmums, un es labprāt uzzinu vairāk par programmatūru no sava vietējā uzņēmuma.

Patiesību sakot, es nezinu pietiekami, lai komentētu nevienu no šiem piedāvājumiem, kas pārsniedz to cenu. Tie izskatās interesanti, un es uzskatu, ka Altium piedāvā studentiem un hobijiem dažas zemākas cenas, kuras es esmu ļoti ieinteresēts izpētīt. Es atjaunināšu šo sadaļu, ja man kādreiz būs iespēja spēlēt ar profesionālām iespējām. Papildus profesionālajām iespējām jums ir vairāk hobija līmeņa iespēju, no kurām izvēlēties:

EAGLE by CadSoft ir absolūts defacto standarts, un man personīgi tas nepatīk. Tāpat kā lielākā daļa EDA programmatūras pakotņu, tā ir neglīta. Sauciet mani par virspusēju, bet es uzskatu, ka programmatūrai vajadzētu izskatīties labi un lietot intuitīvi. EAGLE to nedara. Tas nozīmē, ka ikviens lielākais PCB ražotājs, kas atbalsta hobija līmeņa ražošanu, atbalstīs failus, kurus vienā vai otrā veidā ir izveidojusi EAGLE. Tā ir ļoti droša iespēja strādāt, un tā ir pieejama operētājsistēmās Mac, Linux un Windoze. Autodesk KiCAD Fritzing 123D shēmas

Acīmredzot ir vairāk iespēju. Vieglākā vieta, kur apskatīt dažādu iespēju dažādās iezīmes, ir apmeklēt šo EDA programmatūras salīdzināšanas rakstu no Wikipedia.

Materiāli

Prototips (maizes dēļa shēma utt.)

Kritiskā domāšana

Fiziskais dizains

Dators ar jūsu izvēlētu EDA instalāciju

Labi, tāpēc tas ir bijis ilgs process, un mēs vēl neesam pat sākuši izstrādāt pašu PCB. Es nekad neesmu teicis, ka galu galā tas būs viegli, bet tas ir ļoti piepildīts projekts. Īpaši laba sajūta ir izveidot PCB sarežģītākiem projektiem, kuriem Edisona modulis ir piemērots.