Ontwerp van 'n uitbreidingskaart (Intel® IoT): 20 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

Hierdie Instructable is geskryf as 'n beginpunt vir diegene wat die Intel® Edison ten volle wil benut deur dit in 'n volledig ontwikkelde ingeboude projek op te neem. Om dit te kan doen, sal u waarskynlik-soos Intel dit in die Edison's Hardware Guide * noem-'n pasgemaakte "deur die gebruiker ontwerpte uitbreidingskaart" moet maak.

[* Sien die inleiding van die hardeware -gids (PDF) vir verwysing.]

Wut … op aarde is 'n 'deur die gebruiker ontwerpte uitbreidingskaart'?

'N Uitstekende vraag! Om te verstaan wat 'n uitbreidingskaart vir die Edison is, moet ons eers oorweeg wat die Intel® Edison -module self eintlik is en waarvoor dit die beste geskik is.

Psst, weet jy al:

1. wat uitbreidingborde vir die Intel Edison is (Arduino, Breakout, ens.);
2. wat die Edison -module is / en wanneer u dit moet gebruik op alternatiewe beskikbare platforms; en weet jy
3. As u die tyd en moeite moet neem om 'n volledige uitbreidingskaart te ontwikkel in plaas van die bestaande Arduino -uitbreidingskaart of uitbreekbord met 'n pasgemaakte skild te gebruik?

As dit die geval is, wil u miskien verby die agtergrondinligting hieronder gaan en na stap 2 aan die gang gaan.

Die Intel® Edison is 'n klein rekenaar op 'n module (COM) wat oorspronklik bedoel was om as 'n ontwikkelingsplatform vir draagbare tegnologie gebruik te word. Selfs al is dit klein, is dit moontlik nog steeds te groot vir baie draagbare toepassings - en Intel® het nou 'n nuwe platform genaamd die Curie ontwikkel. Die Edison het egter nog baie opwindende toepassings en is ryp om innovasie binne die vervaardigersgemeenskap te skep.

Wat Edison nie is nie

Dit is belangrik om te verstaan wat die Intel® Edison nie is nie, asook wat dit is. Die Edison is 'n interessante stuk hardeware, omdat dit in 'n redelik nuwe nis bestaan. Dit is maklik om die Edison te vergelyk met 'n Raspberry Pi® of 'n Arduino®, veral gegewe die standaard opsie om die Edison aan te sluit op 'n Arduino® -versoenbare uitbreidingskaart. Alhoewel die Edison verenigbaar is met die Arduino IDE, is die Edison nie 'n Arduino nie. Die verenigbaarheid daarvan met die Arduino -platform is slegs 'n uiters slim bemarkingstaktiek om Intel® te help om sy markaandeel te herwin; 'n taktiek wat toevallig ook baie voordelig is vir hul teikenmark, wat ek in die volgende afdeling sal verduidelik. High-five Intel®!

Die Edison is beslis ook nie 'n Raspberry Pi nie. As die Pi 'n enkelbordrekenaar is, kompleet met grafiese uitvoer, sleutelbord- en muisondersteuning, en 'n tradisionele rekenaar op baie maniere kan vervang - die Edison is 'n module wat bedoel is om in 'n ander produk of bord ingebed te word; en belangrik, sonder 'n tradisionele skerm wat direk daaraan gekoppel is. Dit is nouer verwant aan die Raspberry Pi Compute Module, 'n ander instrument wat bedoel is om in ander produkte geïntegreer te word.

In teenstelling met die RPi CM, het die Edison nie die regte grafiese ondersteuning nie, maar is dit vinniger by sommige rekenkundige take, insluitend WiFi en Bluetooth as standaard, en is dit * uiters * krag- en ruimte -effektief. Dit maak dit ongelooflik nuttig vir ontwikkelinge van die Internet of Things (IoT), of Machine to Machine (M2M). Dit is inderdaad waar die Edison regtig skyn! Hierdie Instructable is ontwerp om u te help met die beplanning en ontwikkeling van 'n PCB vir u eie ingeboude stelselsprojek met behulp van die Edison.

Hierdie gids gaan NIE die tegniese kennis van die ontwerp van 'n PCB, of selfs 'n basiese stroombaan, verduidelik nie, aangesien dit baie uitstekende instruksies is wat reeds bestaan en die doel beter dien as wat ek kon. In plaas daarvan sal dit u lei deur 'n algemene proses wat u moet neem by die ontwerp van 'n PCB, en die inligting sal verband hou met die bou van 'n uitbreidingskaart vir die Edison -module. Die gids gee ook kennis van enkele belangrike oorwegings wat in gedagte gehou moet word met betrekking tot die ontwerp vir die Edison -module.

Oorsig van Makability

Moeilikheid:	…………	U moet komplekse stroombane verstaan.
Gereedskap:	…………	U het regtig 'n rekenaar nodig.
Koste:	…………	BONUS: Die nodige sagteware kan gratis verkry word!

Waarskuwing: Die skrywer van hierdie instruksies is NIE 'n professionele persoon nie. Die gebruik van die inligting uit hierdie tutoriaal word op eie risiko van die lesers gedoen. Die skrywer aanvaar geen aanspreeklikheid vir beserings van die leser of skade aan die toerusting van die leser op grond van hierdie instruksies nie!

Stap 1: Agtergrondinligting

Persoonlik het ek tot die gevolgtrekking gekom dat die Intel® Edison 'n perfekte hulpmiddel is vir twee van drie hooffases op 'n reis van studente na pro-vervaardiger, of selfs die pad na 'n hardeware-gefokusde entrepreneur (Kickstarter stel iemand voor?):

'N Arduino -versoenbare ontwikkelaarsstel vir studente, met behulp van die Arduino Breakout Board; ??? (Ek sal hieronder verduidelik); en 'n algemene rekenaarplatform vir entrepreneurs en pro-makers.

Die Edison en Arduino Breakout Board is absoluut perfek om aan studente en beginner -stokperdjies te gee om hul eie cool eksperimente en widgets te ontwikkel deur 'n baie buigsame en kragtige platform te gebruik. Intel® was baie intellektueel … genadig (ek belowe, ek sal die woordspeling nie weer maak nie.. haha) vanuit 'n bemarkingsperspektief in samewerking met Arduino …

As student in die vroeë stadiums:

In wese begin u met 'n aangevulde Arduino waarmee u u hart kan kodeer, sonder om u te bekommer oor 'n gebrek aan rekenaarkrag of stoorgeheue (baie handig as 'n beginnende student). As u eers geleer het hoe u die Arduino IDE moet gebruik en iets meer uitdagend wil hê, gaan u verder met die gebruik van Yocto Linux en u keuse van 'n 'algemene' programmeertaal vir algemene doeleindes, soos C, Python of Node.js. Nou het u vaardighede ontwikkel wat die res van u lewe nuttig sal bly; u het die basiese beginsels van programmering (d.w.s. die werklike logiese vaardighede) en eenvoudige vaardighede vir hardeware-integrasie met die Arduino IDE geleer, en dan kon u hierdie vaardighede oorplaas na algemene, kruis-platform tale. Hierdie vermoë om programmeerders se kennis van konsepte van die Arduino C/C ++ soos programmeertaal na ander tale oor te dra, is 'n broodnodige vaardigheid vir ontluikende programmeerders en ontwerpers.

Van student tot vervaardiger … Nie so vinnig nie:

Van daar af begin die beoogde gebruik van die Edison op die 'gebruikersreiskaart' van student tot pro-maker egter 'n bietjie onduidelik word. Baie studente wil meer volledige projekte ontwikkel sodra hulle hierdie basiese konsepte bemeester het - dit wil sê die tipe dinge wat u saam kan neem en familielede kan wys, en dit is projekte wat hul belangstelling waardig is. Terwyl 'n knipperende LED vir ons vervaardigers geeks koel is, gaan die meeste muggles nie daaroor opgewonde raak nie. Muggles (ouers, ver familielede, vriende, verbygangers op straat, ens.) * Stel * egter baie belang in en word beïndruk deur werkende prototipes, wat wys waartoe die vervaardiger in staat is. En ongelukkig blyk dit dat dit tans die swakste punt van Edison is.

Meestal blyk dit dat die Edison nie besonder geskik is om permanent in 'stokperdjie' projekte of prototipes in te sluit sonder om 'n persoonlike uitbreidingskaart te ontwikkel nie. Hoekom? As gevolg van die koste.

Die Breakout -bord probeer om hierdie leemte te vul, maar in werklikheid flop dit in sommige gevalle.

Van Maker tot Pro (Ontwikkeling van finale ontwerpe)

As u verby die verhoog kan kom (steeds ontwikkel …)

Dus, "wat gaan u maak" met "Intel® Edison Inside ™"?

Ek maak 'n opvoedkundige robotika -platform vir studente. My eerste weergawe bevat 'n Intel® Edison in die ontwerp en word oorspronklik 'n Edibot genoem.

[…]

Nou dat ons weet waarvoor ons 'n PCB bou, laat ons begin! (u kan natuurlik die konsepte in die tutoriaal gebruik en dit op u eie ontwerp of produk toepas)

Stap 2: Aan die gang … Soort

Eerstens moet u die handleiding van The Flipping* lees, deur 'n paar ander voorlopige stadiums gaan en dan u dinge bymekaarmaak. Dit moet eenvoudig genoeg wees …

(*of voeg 'n verduideliking in as u sulke dinge verkies)

Goed, voordat u u PCB -routingsagteware oopmaak, moet u die volgende dinge doen:

Lees die blaaihandleiding Voltooi die basiese ontwikkeling van u projek, insluitend: die ontwikkeling van 'n werkende prototipe vir u ingebedde projek; Die ontwikkeling van 'n konsep vir die finale produk (hawe -ligging, ens.); en beplan die afmetings van die finale omhulsel vir u ontwerp. Leer hoe u u gekose PCB -routingsagteware kan gebruik. Versamel u dinge (materiaal)

Die items 2 en 3 is heeltemal buite die bereik van hierdie instruksies, aangesien dit reeds 'n lang en gedetailleerde opstel is. Ek het 'n paar aantekeninge oor die onderstaande items ingesluit om u te help om aan die gang te kom. As daar genoeg opregte belangstelling in my is om 'n paar instruksies vir die drie items te skryf en dit aan hierdie skrywe te koppel, sal ek dit meer as gelukkig doen. Laat weet my net in die kommentaar.

Goed, laat ons begin!

Lees The Flipping Manual

Laai die dokument "Intel® Edison Compute Module - Hardware Guide" af van Intel's® -webwerf en lees dit.

Ernstig, dit is lank en tegnies en vervelig en hou net aan … maar jy gaan iets in jou PCB -ontwerp deurmekaar maak as jy dit nie lees nie, en magiese rook kan vrygestel word. Ideaal gesproke sal u dit doen sodra u besluit dat u die reis van student na pro-maker gaan maak, aangesien daar verskille is in die komponente wat met die uitbreekborde werk, en die komponente wat u direk met die Edison module.

Die meeste van die dokumente is nie so ingewikkeld om te verstaan wat dit beteken en hoe dit verband hou met die PCB -ontwerp nie. Intel het uitstekende werk gelewer met die vervaardiging van 'n redelik vervaardigervriendelike tegniese dokument wat normaalweg vir OEM/ingenieurswese tipes geskryf is. U hoef net die feit dat dit lank lyk en baie skrikwekkende diagramme bevat vir die oningewydes te ignoreer.

Verdeel dit afdeling vir afdeling, en neem net die tyd om seker te maak dat u elke komponent van die dokument verstaan. U hoef nie noodwendig die tegniese redes te verstaan waarom u iets op u PCB op 'n sekere manier moet maak nie, net wat u moet doen en wat u in gedagte moet hou met u ontwerp. Uiteindelik sal dit in sy geheel sin maak. As u by iets vasloop, plaas u dit aanlyn in een van die vele gemeenskappe wat beskikbaar is, verklaar dat u leer en wil u uitvind hoe u ingebedde projekte kan maak, en stel dan u vraag. Die kans is goed dat iemand sal kan help.

Vir vrae wat verband hou met die Intel Edison en gepaardgaande projekte, beveel ek aan dat u vrae stel oor StackOverflow (voeg sub -webwerf in), die Intel Community Forum of hierdie webwerf, Instructables _. U kan natuurlik ook die vrae wat u in die onderstaande kommentaar het, stel, maar u moet erken dat ek geensins 'n professionele elektriese ingenieur is nie, so daar is vrae wat ek nie die antwoorde op verstaan nie. Hierdie instruksie is basies my vertaling van die hardeware -gidsdokument soos ek dit verstaan, gemeng met 'n paar ontwerpprosesse wat ek die afgelope paar jaar teëgekom het wat spesifiek verband hou met die ontwerp van die Edison -module (en ek verwelkom ook enige kommentaar wat voor die hand liggend en foute wat die dood veroorsaak!). Eintlik sal ek 'n 'klaarmaak' -benadering volg oor 'n diepgaande begrip van die tegniese aspekte van elektriese stroombane.

Leer hoe u PCB -routeringsagteware (ook bekend as elektroniese ontwerpautomatiseringsprogrammatuur) gebruik

Daar is baie EDA -sagteware -oplossings om uit te kies:

Allegro PCB Designer word gebruik deur professionele persone, soos Intel. Dit is reg, die Edison is ontwerp met behulp van hierdie spesifieke sagtewarepakket. Dit is egter duur - waarskynlik buite u begroting. Die ander duur EDA -sagtewarepakket waarin ek persoonlik belangstel, is deur Altium. Hulle is 'n Australiese onderneming, en ek wil graag meer leer oor sagteware by my tuisonderneming.

Om die waarheid te sê, ek weet nie genoeg om kommentaar te lewer op enige van hierdie aanbiedings bo hul prys nie. Dit lyk interessant, en ek glo dat Altium 'n paar goedkoper opsies bied vir studente en stokperdjies wat ek baie graag wil ondersoek. Ek sal hierdie afdeling opdateer as ek ooit die kans kry om met professionele opsies te speel. Behalwe die professionele opsies, het u die meer stokperdjie -opsies om uit te kies:

EAGLE van CadSoft is die absolute defacto standaard, en ek persoonlik hou nie daarvan nie. Soos die meeste EDA -sagtewarepakkette, is dit lelik. Noem my oppervlakkig, maar ek glo dat sagteware goed moet lyk en intuïtief moet wees om te gebruik. EAGLE doen ook nie. Dit gesê, elke groot PCB -vervaardiger wat produksie op stokperdjievlak ondersteun, ondersteun lêers wat op een of ander manier deur EAGLE gegenereer is. Dit is 'n baie veilige opsie om mee te werk en is beskikbaar op Mac, Linux en Windoze. KiCAD Fritzing 123D -stroombane deur Autodesk

Daar is natuurlik meer opsies. Die maklikste plek om die verskillende kenmerke van die verskillende opsies te sien, is om hierdie EDA Software Comparison -artikel van Wikipedia te besoek.

Materiaal

Prototipe (broodbordbaan, ens.)

Kritiese denke

Fisiese ontwerp

Rekenaar met u keuse van EDA geïnstalleer

Goed, dit was 'n lang proses en ons het nog nie eers begin om die werklike PCB self te ontwerp nie. Ek het nooit gesê dit gaan tog maklik wees nie, maar dit is 'n baie vervullende projek om te voltooi. Dit is veral 'n goeie gevoel om 'n PCB te ontwerp vir die meer komplekse projekte waarvoor die Edison -module geskik is.