Pagdidisenyo ng isang Expansion PCB (Intel® IoT): 20 Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Ang Instructable na ito ay isinulat bilang isang panimulang punto para sa mga masigasig na gamitin ang Intel® Edison sa kanyang buong potensyal, sa pamamagitan ng pagsasama nito sa isang ganap na binuo na naka-embed na proyekto. Upang magawa ito, malamang na kakailanganin mong gawin - tulad ng pagtawag nito sa Intel® sa Edison's Hardware Guide * - isang pasadyang "PCB na pagpaplano na dinisenyo ng gumagamit".

[* Tingnan ang Panimula ng Hardware Guide (PDF) para sa sanggunian.]

Wut… sa Earth ay isang "PC-Expansion na idinisenyo ng User"?

Mahusay na tanong! Upang maunawaan kung ano ang isang pagpapalawak PCB para sa Edison, kailangan muna nating isaalang-alang kung ano talaga ang module ng Intel® Edison mismo, at kung ano ito pinakaangkop.

Psst, alam mo na ba:

1. ano ang mga board ng pagpapalawak para sa Intel Edison (Arduino, Breakout, atbp.);
2. ano ang module ng Edison / at kailan mo dapat gamitin ito sa alternatibong magagamit na mga platform; at alam mo ba
3. kailan mo dapat gugugolin ang oras at pagsisikap upang bumuo ng isang kumpletong board ng pagpapalawak sa halip na gamitin ang umiiral na Arduino Expansion Board o Breakout Board na may isang pasadyang kalasag?

Kung gayon, baka gusto mong laktawan ang Impormasyon sa Background sa ibaba, at tumalon nang maaga sa seksyon ng Pagsisimula sa Hakbang 2.

Ang Intel® Edison ay isang maliit na Computer sa isang Module (COM) na orihinal na inilaan upang magamit bilang isang development platform para sa naisusuot na teknolohiya. Kahit na para sa maliit na sukat nito, posible pa ring masyadong malaki para sa maraming mga naisusuot na application - at ang Intel® ay nakabuo na ngayon ng isang bagong platform na tinatawag na Curie. Gayunpaman, ang Edison ay mayroon pa ring maraming kapanapanabik na mga aplikasyon at hinog na para sa paglikha ng pagbabago sa loob ng komunidad ng gumagawa.

Ano ang Hindi ni Edison

Mahalagang maunawaan kung ano ang hindi Intel® Edison, pati na kung ano ito. Ang Edison ay isang kagiliw-giliw na piraso ng hardware ng gumagawa, na mayroon ito sa isang medyo bagong angkop na lugar. Madaling subukan at ihambing ang Edison sa isang Raspberry Pi® o isang Arduino®, lalo na binigyan ang kasalukuyang default na pagpipilian ng pagkonekta sa Edison sa isang magkatugma na board ng Arduino® na pagpapalawak. Kahit na ang Edison ay katugma sa Arduino IDE, ang Edison ay hindi isang Arduino. Ang pagiging tugma nito sa platform ng Arduino ay isang matalinong taktika sa marketing lamang upang matulungan ang Intel® na mabawi ang pagbabahagi ng merkado; isang taktika na nangyayari lamang upang maging lubos na kapaki-pakinabang sa kanilang target na merkado din, na ipapaliwanag ko sa susunod na seksyon. Mataas na limang Intel®!

Ang Edison ay tiyak na hindi rin isang Raspberry Pi. Kung saan ang Pi ay isang Single Board Computer, kumpleto sa output ng graphics, suporta sa keyboard at mouse, at maaaring palitan ang isang tradisyunal na PC sa maraming paraan - ang Edison ay isang module na inilaan na mai-embed sa ibang produkto o board; at mahalaga, nang walang tradisyonal na display na direktang konektado dito. Mas malapit itong nauugnay sa Raspberry Pi Compute Module, isa pang tool na inilaan upang maisama sa iba pang mga produkto.

Sa kaibahan sa RPi CM, ang Edison ay walang tamang suporta sa graphics, ngunit mas mabilis sa ilang mga gawain sa computational, kasama ang WiFi at Bluetooth bilang pamantayan, at * sobrang * lakas at mahusay sa puwang. Ginagawa nitong hindi kapani-paniwalang kapaki-pakinabang para sa mga pagpapaunlad ng uri ng Internet of Things (IoT), o Machine to Machine (M2M). Sa katunayan, dito talaga nagniningning ang Edison! Ang Instructable na ito ay dinisenyo upang matulungan kang magplano at bumuo ng isang PCB para sa iyong sariling proyekto ng naka-embed na mga sistema gamit ang Edison.

Ang patnubay na ito ay HINDI ipaliwanag ang teknikal na alam kung paano kung paano mag-disenyo ng isang PCB, o kahit na isang pangunahing circuit na partikular, dahil ang mga ito ay maraming mahusay na Mga Instruction na mayroon na at naglilingkod sa hangaring iyon nang mas mahusay kaysa sa magagawa ko. Sa halip, dadalhin ka nito sa isang pangkalahatang proseso na gagawin kapag nagdidisenyo ng isang PCB, at maiuugnay ang impormasyon sa pagbuo ng isang board ng pagpapalawak para sa modyong Edison. Mapapansin din ng patnubay ang ilang mahahalagang pagsasaalang-alang na kailangang tandaan na may kaugnayan sa pagdidisenyo para sa modyong Edison.

Pangkalahatang-ideya ng Kakayahan

Pinagkakahirapan:	…………	Kailangan mong maunawaan ang mga kumplikadong circuit.
Mga tool:	…………	Kakailanganin mo lang ng computer talaga.
Gastos:	…………	BONUS: Ang kinakailangang software ay maaaring magkaroon ng libre!

Babala: Ang may-akda ng Instructable na ito ay HINDI isang propesyonal. Ang paggamit ng impormasyon mula sa tutorial na ito ay ginagawa sa sariling panganib ng mga mambabasa. Ang may-akda ay hindi tumatanggap ng pananagutan mula sa anumang mga pinsala ng mambabasa, o pinsala sa kagamitan ng mga mambabasa batay sa mga tagubiling ito!

Hakbang 1: Impormasyon sa Background

Personal, napagpasyahan ko na ang Intel® Edison ay isang perpektong tool para sa dalawa sa tatlong pangunahing yugto sa isang paglalakbay ng mga gumagawa mula sa mag-aaral hanggang sa pro-maker, o kahit na ang paglalakbay sa pagiging isang negosyante na nakatuon sa hardware (proyekto ng Kickstarter ang sinuman?):

Isang katugmang developer ng Arduino para sa mga mag-aaral, gamit ang Arduino Breakout Board; ??? (Ipapaliwanag ko sa ibaba); at Isang pangkalahatang layunin na compute platform para sa mga negosyante at pro-gumagawa.

Ang Edison at Arduino Breakout Board ay ganap na perpekto upang ibigay sa mga mag-aaral at mga nagsisimula na libangan upang makabuo ng kanilang sariling mga cool na eksperimento at widget, sa pamamagitan ng paggamit ng isang napaka-kakayahang umangkop at malakas na platform. Napaka intel ng Intel®..pagkasalukuyan (ipinapangako ko, hindi ko na gagawin iyon muli.. haha) mula sa pananaw sa marketing sa pakikipagsosyo sa Arduino…

Bilang isang Mag-aaral sa Maagang Yugto:

Sa esensya, nagsisimula ka sa isang napakataas na Arduino na maaari mong gamitin upang mai-code ang iyong puso, nang hindi nag-aalala tungkol sa isang kakulangan ng lakas ng computing o memorya ng pag-iimbak (lubhang kapaki-pakinabang bilang isang nagsisimula na mag-aaral). Pagkatapos, sa sandaling natutunan mo kung paano gamitin ang Arduino IDE at nais ang isang bagay na medyo mas mahirap, lumipat ka sa paggamit ng Yocto Linux at ang iyong napili ng isang "pangunahing" wika ng pangkalahatang layunin sa pagprograma, tulad ng C, Python o Node.js. Ngayon, nakabuo ka ng mga kasanayan na mananatiling kapaki-pakinabang sa natitirang bahagi ng iyong buhay; natutunan mo ang mga pangunahing kaalaman sa pagprograma (ibig sabihin, ang aktwal na mga kasanayan sa lohika) at simpleng mga kasanayan sa pagsasama ng hardware sa Arduino IDE, at pagkatapos ay nagawa mong ilipat ang mga kasanayang iyon sa pangkalahatang layunin, mga cross-platform na wika. Ang kakayahang maglipat ng kaalaman ng mga programmer sa mga konsepto mula sa Arduino C / C ++ tulad ng wika sa pagprograma sa ibang mga wika ay isang kinakailangang kasanayan para sa namumula na mga programmer at taga-disenyo.

Mula sa Mag-aaral hanggang sa Gumagawa … Hindi masyadong Mabilis:

Gayunpaman, mula roon, ang inilaan na paggamit ng Edison sa "mapa ng paglalakbay ng gumagamit" mula sa mag-aaral hanggang sa pro-maker ay nagsisimulang maging hindi malinaw. Maraming mga mag-aaral ang nagsisimulang nais na bumuo ng mas kumpletong mga proyekto sa oras na pinagkadalubhasaan nila ang mga pangunahing konseptong ito - ibig sabihin, ang mga uri ng mga bagay na maaari mong maiuwi sa iyo at ipakita ang mga miyembro ng pamilya, at mga proyekto na karapat-dapat sa kanilang pakunwari. Habang ang isang kumikislap na LED ay cool sa amin ng mga gumagawa ng geeks, karamihan sa mga muggles ay hindi nasasabik dito. Ang mga Muggle (magulang, malalayong kamag-anak, kaibigan, dumadaan sa lansangan, atbp.) * Ay madalas na interesado at humanga sa pagtatrabaho ng mga prototype bagaman, na nagpapakita kung ano ang may kakayahang gumawa. At sa kasamaang palad, tila ito ang pinakamahina na punto ni Edison sa ngayon.

Kadalasan, tila ang Edison ay hindi partikular na angkop para sa permanenteng pag-embed sa mga "libangan" na proyekto o prototypes nang hindi bumubuo ng isang pasadyang pagpapalawak ng PCB. Bakit? Dahil sa gastos.

Sinusubukan ng Breakout board na punan ang puwang na ito, ngunit sa totoo lang, ito ay uri ng mga flop para sa ilang mga kaso ng paggamit.

Mula sa Maker hanggang sa Pro (Pagbubuo ng Pangwakas na Mga Disenyo)

Kung makalampas ka sa entablado (umuunlad pa rin …)

Kaya, "Ano ang Gagawin Mo" kasama ang "Intel® Edison Inside ™"?

Gumagawa ako ng isang pang-edukasyon na robotics platform para sa mga mag-aaral. Ang aking unang bersyon ay isasama ang isang Intel® Edison sa disenyo, at tatawagin nang unoriginally na isang Edibot.

[…]

Kaya't ngayong alam na natin kung ano ang ginagawa nating PCB, Magsimula tayo! (syempre, maaari mong gamitin ang mga konsepto sa tutorial at ilapat ang mga ito sa iyong sariling disenyo o produkto)

Hakbang 2: Pagsisimula… Pagsunud-sunurin Ng

Una sa mga unang bagay, kailangan mong Basahin ang Manu-manong * Manu-manong, dumaan sa ilang iba pang mga paunang yugto at pagkatapos ay tipunin ang iyong mga bagay. Ito ay dapat na sapat na simple …

(* o magpasok ng isang expletive kung gusto mo ang mga ganitong bagay)

Okay, bago mo pa buksan ang iyong PCB routing software, kakailanganin mong gawin ang mga sumusunod na bagay:

Basahin ang Manu-manong Flipping Kumpletuhin ang Pangunahing Kaunlaran ng Iyong Project Kasamang: Pagbubuo ng isang Gumaganang Prototype para sa Iyong naka-embed na proyekto; Pagbuo ng isang Konsepto para sa Pangwakas na Produkto (lokasyon ng port, atbp.); at Planuhin ang Mga Dimensyon ng Pangwakas na Enclosure para sa Iyong Disenyo Alamin Kung Paano Gamitin ang Iyong Piniling PCB Routing Software Ipunin ang Iyong Mga Bagay (Mga Materyales)

Ang mga item 2 at 3 ay ganap na wala sa saklaw para sa itinuro na ito sapagkat ito ay isang mahaba at detalyadong pagsulat. Nagsama ako ng ilang mga tala sa mga item sa ibaba upang matulungan kang makapagsimula. Kung mayroong sapat na tunay na interes sa akin na nagsusulat ng ilang mga itinuturo para sa tatlong mga item at iugnay ang mga ito sa pagsulat na ito, mas magiging masaya ako na gawin ito. Ipaalam lang sa akin sa mga komento.

Sige, magsimula na tayo!

Basahin Ang Manu-manong Flipping

Pumunta at i-download ang dokumentong "Intel® Edison Compute Module - Gabay sa Hardware" mula sa website ng Intel's® at basahin ito.

Seryoso, ito ay mahaba at panteknikal at nakakainip at patuloy lamang … ngunit magkagulo ka sa iyong disenyo ng PCB kung hindi mo ito binabasa, at maaaring mailabas ang mahika na usok. Sa isip, gagawin mo ito sa lalong madaling magpasya ka na gagawa ka ng paglalakbay mula sa mag-aaral hanggang sa pro-maker, dahil may mga pagkakaiba sa mga sangkap na gumagana sa mga breakout board, at mga sangkap na maaari mong gamitin nang direkta sa Edison module.

Karamihan sa dokumento ay hindi kumplikado sa mga tuntunin ng pag-unawa sa kung ano ang ibig sabihin nito at kung paano ito nauugnay sa disenyo ng PCB. Ang Intel ay nagawa ng isang mahusay na trabaho sa paggawa ng isang medyo friendly na teknikal na dokumento ng paggawa na karaniwang nakasulat para sa mga uri ng OEM / engineering. Kakailanganin mo lamang balewalain ang katotohanang mukhang mahaba ito at maraming nakakatakot na pagtingin sa mga diagram para sa hindi pa nababatid.

Paghiwalayin ito ng seksyon ayon sa seksyon, at maglaan lamang ng iyong oras upang matiyak na nauunawaan mo ang bawat bahagi ng dokumento. Hindi mo kinakailangang maunawaan ang mga teknikal na kadahilanan kung bakit kailangan mong gumawa ng isang bagay sa iyong PCB sa isang tiyak na paraan, kung ano ang kailangan mong gawin at kung ano ang kailangan mong tandaan sa iyong disenyo. Sa paglaon, magkakaroon ng katuturan bilang isang buo. Kapag natigil ka sa isang bagay, nag-post ka online sa isa sa maraming mga magagamit na pamayanan, isinasaad na natututo ka at interesado kang malaman kung paano gumawa ng mga naka-embed na proyekto, at pagkatapos ay tanungin ang iyong katanungan. Ang mga pagkakataon ay may makakatulong.

Para sa mga katanungang nauugnay sa Intel Edison at mga nauugnay na proyekto, inirerekumenda kong magtanong ng alinman sa StackOverflow (ipasok ang sub site), ang Intel Community Forum o ang website na ito, Instructables _. Maaari ka ring magtanong ng anumang mga katanungan sa iyo sa mga komento sa ibaba syempre, ngunit mangyaring kilalanin na hindi ako isang propesyonal na inhinyero sa elektrisidad, kaya magkakaroon ng mga katanungan na hindi ko maintindihan ang mga sagot. Ang itinuturo na ito ay talaga ang aking pagsasalin ng dokumento ng gabay sa hardware na naiintindihan ko ito, na halo-halong sa ilang mga proseso ng disenyo na nakasalamuha ko sa nakaraang ilang taon na nauugnay sa pagdidisenyo para sa modyong Edison na partikular (at tinatanggap ko rin ang anumang mga puna na nagwawasto ng halata at pagkakamali na nagdudulot ng kamatayan!). Talaga, kukuha ako ng isang "tapos na" na diskarte sa isang malalim na pag-unawa sa mga teknikal na aspeto ng mga de-koryenteng circuit.

Alamin Kung Paano Gumamit ng PCB Routing Software (aka Electronic Design Automation Software)

Maraming mga pagpipilian sa solusyon sa EDA software na mapagpipilian:

Ang Allegro PCB Designer ay ginagamit ng mga propesyonal, tulad ng Intel. Tama iyan, ang Edison ay dinisenyo gamit ang partikular na package ng software. Gayunpaman, ito ay mahal - marahil ay wala sa iyong badyet. Ang iba pang mamahaling EDA software package na personal na interesado ako ay sa pamamagitan ng Altium. Ang mga ito ay kumpanya ng Australia, at masigasig akong matuto nang higit pa tungkol sa software mula sa aking kumpanya sa bahay.

Gayunpaman, sasabihin sa katotohanan, hindi ko alam ang sapat upang makapagkomento sa alinman sa mga handog na lampas sa kanilang presyo. Mukha silang kawili-wili, at naniniwala akong nag-aalok ang Altium ng ilang mga mas mababang presyo na pagpipilian para sa mga mag-aaral at libangan na interesado akong mag-explore. I-a-update ko ang seksyong ito kung magkakaroon ako ng pagkakataong maglaro kasama ang mga propesyonal na pagpipilian. Higit pa sa mga pagpipiliang pang-propesyonal, magkakaroon ka ng mas maraming pagpipilian sa antas ng hobbyist upang pumili mula sa:

Ang EAGLE ng CadSoft ay ang pamantayan ng ganap na defacto, at personal kong hindi ito gusto. Tulad ng karamihan sa mga EDA software packages, ito ay pangit. Tawagan ako sa mababaw, ngunit naniniwala ako na ang software ay dapat kapwa magmukhang maganda at maging intuitive na gamitin. Ang EAGLE ay hindi. Sinabi nito, ang bawat pangunahing tagagawa ng PCB na sumusuporta sa produksyon sa antas ng libangan ay susuportahan ang mga file na nabuo ng EAGLE sa ilang paraan o iba pa. Ito ay isang napaka-ligtas na pagpipilian upang gumana at avaialble sa Mac, Linux at Windoze. KiCAD Fritzing 123D Circuits ng Autodesk

Malinaw na mayroong higit pang mga pagpipilian. Ang pinakamadaling lugar upang makita ang iba't ibang mga tampok ng iba't ibang mga pagpipilian ay upang bisitahin ang artikulong Paghahambing ng EDA Software mula sa Wikipedia.

Mga Kagamitan

Prototype (circuitboard ng tinapay, atbp.)

Kritikal na pag-iisip

Disenyo ng pisikal

Computer gamit ang iyong pinili ng EDA na naka-install

Okay, kaya't ito ay isang mahabang proseso at hindi pa namin sinisimulan ang pagdidisenyo ng mismong PCB mismo. Hindi ko kailanman sinabi na magiging madali pagkatapos ng lahat, ngunit ito ay isang napaka-natutupad na proyekto upang makumpleto. Ito ay isang mahusay na pakiramdam na mag-disenyo ng isang PCB para sa mas kumplikadong mga proyekto na angkop sa modyul na Edison.