Проектиране на разширителна печатна платка (Intel® IoT): 20 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:50

Този Instructable е написан като отправна точка за онези, които имат желание да използват Intel® Edison в пълния му потенциал, като го включат в напълно разработен вграден проект. За да направите това, вероятно ще трябва да направите-както Intel® го нарича в Ръководството за хардуера на Edison *-персонализирана "потребителска платка за разширение".

[* Вижте Въвеждането на Ръководството за хардуера (PDF) за справка.]

Wut… на Земята е „PCB за разширение, проектиран от потребителя“?

Отличен въпрос! За да разберем какво представлява разширителната платка за Edison, наистина трябва първо да разгледаме какво всъщност представлява самият модул Intel® Edison и за какво е най -подходящ.

Psst, знаеш ли вече:

1. какви платки за разширение за Intel Edison са (Arduino, Breakout и др.);
2. какво представлява модулът Edison / и кога трябва да го използвате в алтернативни налични платформи; и знаеш ли
3. кога трябва да отделите време и усилия за разработване на пълна платка за разширение, вместо да използвате съществуващата платка за разширение Arduino или Breakout Board с персонализиран щит?

Ако е така, може да искате да преминете покрай основната информация по -долу и да преминете към раздела „Първи стъпки“на стъпка 2.

Intel® Edison е малък компютър на модул (COM), който първоначално е бил предназначен да се използва като платформа за разработка на носими технологии. Дори и с малкия си размер, той все още е твърде голям за много носими приложения - и Intel® вече е разработила нова платформа, наречена Curie. Въпреки това, Edison все още има много вълнуващи приложения и е узрял за създаване на иновации в общността на производителите.

Какво не е Едисон

Важно е да разберете какво не е Intel® Edison, както и какво представлява. Edison е интересна част от производителя на хардуер, тъй като съществува в сравнително нова ниша. Лесно е да се опитате да сравните Edison с Raspberry Pi® или Arduino®, особено като се има предвид опцията по подразбиране за свързване на Edison към съвместима с Arduino® платка за разширение. Въпреки че Edison е съвместим с Arduino IDE, Edison не е Arduino. Неговата съвместимост с платформата Arduino е просто изключително умна маркетингова тактика, която помага на Intel® да възвърне пазарния дял; тактика, която просто е изключително полезна и за техния целеви пазар, която ще обясня в следващия раздел. Най-добрите Intel®!

Edison също определено не е Raspberry Pi. Когато като Pi е единичен бордов компютър, пълен с графичен изход, поддръжка на клавиатура и мишка и способен да замени традиционния компютър по много начини - Edison е модул, който е предназначен да бъде вграден в друг продукт или платка; и което е важно, без традиционен дисплей, директно свързан към него. Той е по -тясно свързан с Raspberry Pi Compute Module, друг инструмент, предназначен за интегриране в други продукти.

За разлика от RPi CM, Edison няма подходяща графична поддръжка, но е по -бърз при някои изчислителни задачи, включва WiFi и Bluetooth като стандарт и е * изключително * енергийно и пространствено ефективен. Това го прави изключително полезен за разработки от типа на Интернет на нещата (IoT) или от машина на машина (M2M). Наистина, тук Edison наистина блести! Тази инструкция е предназначена да ви помогне да планирате и разработите печатна платка за вашия собствен проект за вградени системи, използвайки Edison.

Това ръководство НЯМА да обяснява техническото ноу -хау за това как да се проектира печатна платка, или дори основна схема специално, тъй като те са много отлични инструкции, които вече съществуват и служат за тази цел по -добре, отколкото бих могъл. Вместо това той ще ви преведе през общ процес, който трябва да предприемете при проектирането на печатна платка, и ще свърже информацията с изграждането на платка за разширение за модула Edison. Ръководството ще отбележи и някои от важните съображения, които трябва да се запомнят във връзка с проектирането на модула Edison.

Преглед на Makability

Трудност:	…………	Трябва да можете да разбирате сложни схеми.
Инструменти:	…………	Наистина ще ви трябва компютър.
Цена:	…………	БОНУС: Необходимият софтуер може да бъде закупен безплатно!

Внимание: Авторът на тази инструкция НЕ е професионалист. Използването на информацията от този урок се извършва на собствен риск на читателите. Авторът не поема отговорност за наранявания на читателя или повреда на оборудването за четец въз основа на тези инструкции!

Стъпка 1: Основна информация

Лично аз стигнах до заключението, че Intel® Edison е перфектен инструмент за два от трите основни етапа в пътуването на създателите от студент до професионалист или дори пътуването до превръщането в хардуерно фокусиран предприемач (Kickstarter проектира всеки?):

Комплект за разработчици, съвместим с Arduino, за студенти, използващ Arduino Breakout Board; ??? (Ще обясня по -долу); и Изчислителна платформа с общо предназначение за предприемачи и професионалисти.

Съветът за разбиване на Edison и Arduino е абсолютно перфектен, за да даде на ученици и начинаещи любители да разработят свои собствени готини експерименти и приспособления, като използват много гъвкава и мощна платформа. Intel® беше много интелигентен (обещавам, няма да направя този каламбур отново.. хаха) от маркетингова гледна точка в партньорство с Arduino …

Като ученик в ранните етапи:

По същество започвате със свръхзареден Arduino, който можете да използвате, за да кодирате сърцето си, без да се притеснявате за липса на изчислителна мощ или памет за съхранение (много полезно като начинаещ ученик). След това, след като научите как да използвате Arduino IDE и искате нещо малко по -предизвикателно, преминавате към използването на Yocto Linux и вашия избор на „мейнстрийм“език за програмиране с общо предназначение, като C, Python или Node.js. Сега вие сте развили умения, които ще останат полезни до края на живота ви; сте научили основите на програмирането (т.е. действителните логически умения) и прости умения за хардуерна интеграция с Arduino IDE и след това сте успели да прехвърлите тези умения на езици с общо предназначение, междуплатформени. Тази способност за прехвърляне на програмисти познания за концепции от Arduino C/C ++ като език за програмиране на други езици е много необходимо умение за начинаещи програмисти и дизайнери.

От ученик до създател … Не толкова бързо:

Оттам нататък, предвиденото използване на Edison на „картата на пътуването на потребителя“от студент до професионалист започва да става малко неясно. Много студенти започват да искат да разработват по -цялостни проекти, след като овладеят тези основни концепции - т.е. типовете неща, които можете да вземете със себе си вкъщи и да покажете на членовете на семейството, и са проекти, достойни за притворния им интерес. Докато мигащият светодиод е готин за нас, производителите, повечето магьосници няма да се вълнуват от него. Мъгълите (родители, далечни роднини, приятели, минувачи на улицата и т.н.) * често се интересуват и впечатляват от работещите прототипи, които показват на какво е способен производителят. И за съжаление това изглежда е най -слабото място на Едисон в момента.

Най -вече изглежда, че Edison не е особено подходящ за постоянно вграждане в „хоби“проекти или прототипи без разработване на персонализирана печатна платка за разширяване. Защо? Заради цената.

Breakout бордът се опитва да запълни тази празнина, но в действителност той се проваля в някои случаи на употреба.

От създателя до професионалиста (разработване на окончателни дизайни)

Ако можете да преминете през етапа (все още се развива …)

И така, „Какво ще направите“с „Intel® Edison Inside ™“?

Правя образователна платформа за роботика за студенти. Първата ми версия ще включва Intel® Edison в дизайна и неоригинално ще се нарича Edibot.

[…]

Така че сега, когато знаем за какво изграждаме печатна платка, нека започнем! (разбира се, можете да използвате концепциите в урока и да ги приложите към вашия собствен дизайн или продукт)

Стъпка 2: Първи стъпки … Някак

Първо, трябва да прочетете Ръководството за прелистване*, да преминете през няколко други предварителни етапа и след това да съберете нещата си. Това трябва да е достатъчно просто…

(*или поставете изрично, ако предпочитате такива неща)

Добре, преди дори да отворите софтуера за маршрутизиране на печатни платки, ще трябва да направите следните неща:

Прочетете Ръководството за прелистване Завършете основното развитие на вашия проект, включително: Разработване на работен прототип за вашия вграден проект; Разработване на концепция за крайния продукт (местоположение на пристанището и т.н.); и планирайте размерите на окончателния корпус за вашия дизайн Научете как да използвате избрания от вас софтуер за маршрутизиране на печатни платки Съберете вашите неща (материали)

Точки 2 и 3 са напълно извън обхвата на тази инструкция, тъй като вече е дълго и подробно писане. Включих някои бележки по елементите по -долу, за да ви помогна да започнете. Ако има достатъчно истински интерес да напиша инструкции за тези три елемента и да ги свържа с това писане, ще се радвам да го направя. Само ме уведомете в коментарите.

Добре, нека започнем!

Прочетете Ръководството за прелистване

Отидете и изтеглете документа „Intel® Edison Compute Module - Hardware Guide“от уеб сайта на Intel® и го прочетете.

Сериозно, това е дълго, техническо и скучно и просто продължава и продължава … но вие ще объркате нещо във вашия дизайн на печатни платки, ако не го прочетете и може да се отдели вълшебен дим. В идеалния случай ще направите това веднага щом решите, че ще пътувате от ученик до професионален производител, тъй като има разлики в компонентите, които работят с пробивните дъски, и компонентите, които можете да използвате директно с Модул Edison.

По -голямата част от документа не е толкова сложен по отношение на разбирането какво означава и как е свързан с дизайна на печатни платки. Intel свърши чудесна работа при създаването на сравнително удобен за производителите технически документ, който обикновено се пише за OEM/инженерни типове. Просто ще трябва да пренебрегнете факта, че изглежда дълго и има много страшно изглеждащи диаграми за непосветените.

Разбийте го по секции и просто отделете време, за да сте сигурни, че разбирате всеки компонент на документа. Не е задължително да разбирате техническите причини, поради които трябва да направите нещо на вашата печатна платка по определен начин, само какво трябва да направите и какво трябва да имате предвид с вашия дизайн. В крайна сметка това ще има смисъл като цяло. Когато се забиете в нещо, след това публикувате онлайн в една от многото налични общности, заявявате, че се учите и се интересувате да разберете как да правите вградени проекти и след това задавате въпроса си. Шансовете са, че някой ще може да помогне.

За въпроси, свързани с Intel Edison и свързаните с тях проекти, бих препоръчал да задавате въпроси или на StackOverflow (вмъкване на подсайт), на форума на общността на Intel или на този уебсайт, Instructables _. Можете също така да задавате въпроси, които имате в коментарите по -долу, разбира се, но моля, признайте, че по никакъв начин не съм професионален електроинженер, така че ще има въпроси, на които не разбирам отговорите. Тази инструкция е по същество моят превод на документа с ръководството за хардуера, както го разбирам, смесен с няколко процеса на проектиране, с които се сблъсках през последните няколко години, свързани с проектирането специално за модула Edison (и също така приветствам всякакви коментари, коригиращи очевидните и грешки, предизвикващи смъртта!). По принцип ще използвам подход „свърши го“за задълбочено разбиране на техническите аспекти на електрическите вериги.

Научете как да използвате софтуер за маршрутизиране на печатни платки (известен също като софтуер за автоматизация на електронно проектиране)

Има много опции за софтуерни решения на EDA, от които да избирате:

Allegro PCB Designer се използва от професионалисти, като Intel. Точно така, Edison е проектиран с помощта на този конкретен софтуерен пакет. Въпреки това е скъпо - вероятно извън вашия бюджет. Другият скъп софтуерен пакет на EDA, който лично ме интересува, е на Altium. Те са австралийска компания и аз искам да науча повече за софтуера от моята родна компания.

Честно казано, не знам достатъчно, за да коментирам нито едно от тези предложения извън цената им. Изглеждат интересни и вярвам, че Altium предлага някои по -ниски цени за студенти и любители, които много ми е интересно да проуча. Ще актуализирам този раздел, ако някога имам възможност да играя с професионални опции. Освен професионалните възможности, тогава имате по -големи възможности за любителско ниво, от които да избирате:

EAGLE от CadSoft е абсолютният дефакто стандарт и аз лично не го харесвам. Подобно на повечето софтуерни пакети на EDA, той е грозен. Наречете ме повърхностен, но вярвам, че софтуерът трябва да изглежда добре и да бъде интуитивен за използване. EAGLE не прави нито едното, нито другото. Въпреки това, всеки голям производител на печатни платки, който поддържа производство на ниво хоби, ще поддържа файлове, генерирани от EAGLE по един или друг начин. Това е много безопасна опция за работа и е достъпна за Mac, Linux и Windoze. KiCAD Fritzing 123D вериги от Autodesk

Очевидно има повече възможности. Най -лесното място, където можете да видите различните характеристики на различните опции, е да посетите тази статия за сравнение на софтуера на EDA от Уикипедия.

Материали

Прототип (схема на макет и др.)

Критично мислене

Физически дизайн

Компютър с инсталирана EDA по ваш избор

Добре, така че това беше дълъг процес и дори още не сме започнали да проектираме самата PCB. Никога не съм казвал, че в крайна сметка ще бъде лесно, но това е много изпълняващ проект за завършване. Особено добро чувство е да се проектира печатна платка за по -сложните проекти, за които е подходящ модулът Edison.