Design af et udvidelses -printkort (Intel® IoT): 20 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Denne instruks er blevet skrevet som et udgangspunkt for dem, der er ivrige efter at bruge Intel® Edison til sit fulde potentiale ved at indarbejde det i et fuldt udviklet integreret projekt. For at gøre dette skal du sandsynligvis lave-som Intel® kalder det i Edisons hardwarevejledning *-en brugerdefineret "brugerdesignet udvidelses-PCB".

[* Se introduktionen til hardwarevejledningen (PDF) for reference.]

Wut … on Earth er et "brugerdesignet udvidelses-printkort"?

Et glimrende spørgsmål! For at forstå, hvad et udvidelses -printkort til Edison er, skal vi virkelig først overveje, hvad selve Intel® Edison -modulet egentlig er, og hvad det er bedst egnet til.

Psst, ved du allerede:

1. hvad udvidelseskort til Intel Edison er (Arduino, Breakout osv.);
2. hvad Edison -modulet er / og hvornår du skal bruge det over alternative tilgængelige platforme; og ved du det
3. hvornår skal du tage dig tid og kræfter til at udvikle et komplet udvidelseskort i stedet for at bruge det eksisterende Arduino Expansion Board eller Breakout Board med et brugerdefineret skjold?

Hvis det er tilfældet, kan du springe forbi baggrundsoplysningerne herunder og springe videre til afsnittet Kom godt i gang i trin 2.

Intel® Edison er en lille computer på et modul (COM), der oprindeligt var beregnet til at blive brugt som en udviklingsplatform til bærbar teknologi. Selv på grund af den lille størrelse er den muligvis stadig for stor til mange brugbare applikationer - og Intel® har nu udviklet en ny platform kaldet Curie. Edison har dog stadig mange spændende applikationer og er moden til at skabe innovation inden for maker -samfundet.

Hvad Edison ikke er

Det er vigtigt at forstå, hvad Intel® Edison ikke er, såvel som hvad det er. Edison er et interessant stykke hardware, idet den findes i en ret ny niche. Det er let at prøve at sammenligne Edison med en Raspberry Pi® eller en Arduino®, især i betragtning af den nuværende standardmulighed for at forbinde Edison til et Arduino® -kompatibelt ekspansionskort. Selvom Edison er kompatibel med Arduino IDE, er Edison ikke en Arduino. Dens kompatibilitet med Arduino -platformen er bare en yderst smart marketingtaktik til at hjælpe Intel® med at genvinde markedsandele; en taktik, der også tilfældigvis også er yderst gavnlig for deres målmarked, hvilket jeg vil forklare i næste afsnit. High-five Intel®!

Edison er bestemt heller ikke en Raspberry Pi. Hvor Pi er en enkelt bordcomputer, komplet med grafikoutput, tastatur og musestøtte, og i stand til at erstatte en traditionel pc på mange måder - er Edison et modul, der er beregnet til at blive integreret i et andet produkt eller kort; og vigtigere uden en traditionel skærm, der er direkte forbundet til den. Det er mere nært beslægtet med Raspberry Pi Compute Module, et andet værktøj beregnet til at blive integreret i andre produkter.

I modsætning til RPi CM mangler Edison korrekt grafisk understøttelse, men er hurtigere til nogle beregningsopgaver, inkluderer WiFi og Bluetooth som standard og er * ekstremt * strøm- og pladsbesparende. Dette gør det utroligt nyttigt til udviklingen af Internet of Things (IoT) eller Machine to Machine (M2M). Det er faktisk her, Edison virkelig skinner! Denne Instructable er designet til at hjælpe dig med at planlægge og udvikle et printkort til dit helt eget integrerede systemprojekt ved hjælp af Edison.

Denne vejledning vil IKKE forklare den tekniske viden om, hvordan man designer et printkort eller endda et grundlæggende kredsløb specifikt, da det er mange fremragende instruktioner, der allerede findes og tjener dette formål bedre end jeg kunne. I stedet vil det lede dig gennem en generel proces, der skal tages ved design af et printkort, og vil relatere oplysningerne til opbygning af et udvidelseskort til Edison -modulet. Guiden vil også notere nogle af de vigtige overvejelser, der skal huskes i forhold til design til Edison -modulet.

Oversigt over Makability

Vanskelighed:	…………	Du skal være i stand til at forstå komplekse kredsløb.
Værktøjer:	…………	Du skal bare bruge en computer.
Koste:	…………	BONUS: Den nødvendige software kan fås gratis!

Advarsel: Forfatteren til denne instruktionsbog er IKKE professionel. Brug af oplysningerne fra denne vejledning sker på læsernes egen risiko. Forfatteren påtager sig intet ansvar for skader på læseren eller beskadigelse af læserudstyret baseret på disse instruktioner!

Trin 1: Baggrundsinformation

Personligt er jeg kommet til den konklusion, at Intel® Edison er et perfekt værktøj til to af tre hovedfaser i en beslutningstagerrejse fra studerende til pro-maker, eller endda rejsen til at blive en hardwarefokuseret iværksætter (Kickstarter projekterer nogen?):

Et Arduino -kompatibelt udviklersæt til studerende ved hjælp af Arduino Breakout Board; ??? (Jeg vil forklare nedenfor); og En almindelig beregningsplatform til iværksættere og pro-makers.

Edison og Arduino Breakout Board er helt perfekt at give til studerende og nybegynder hobbyfolk til at udvikle deres egne seje eksperimenter og widgets ved hjælp af en meget fleksibel og kraftfuld platform. Intel® var meget intellektuel..ligent (jeg lover, jeg vil ikke lave det ordspil igen.. haha) fra et marketingperspektiv i samarbejde med Arduino …

Som studerende i de tidlige faser:

I det væsentlige starter du med en superladet Arduino, som du kan bruge til at kode dit hjerte uden at bekymre dig om mangel på computerkraft eller lagringshukommelse (meget nyttig som begyndende studerende). Når du så har lært, hvordan du bruger Arduino IDE og ønsker noget lidt mere udfordrende, går du videre til at bruge Yocto Linux og dit valg af et "almindeligt" programmeringssprog til almindelige formål, såsom C, Python eller Node.js. Nu har du udviklet færdigheder, der vil forblive nyttige resten af dit liv; du har lært det grundlæggende i programmering (dvs. de faktiske logiske færdigheder) og enkle hardwareintegrationsevner med Arduino IDE, og så har du været i stand til at overføre disse færdigheder til generelle formål på tværs af platforme. Denne evne til at overføre en programmørs viden om koncepter fra Arduino C/C ++ som programmeringssprog til andre sprog er en tiltrængt færdighed for spirende programmører og designere.

Fra studerende til skaber … Ikke så hurtigt:

Derfra begynder den påtænkte brug af Edison på "brugerrejse-kortet" fra studerende til pro-maker at blive lidt uklar. Mange studerende begynder at ville udvikle mere komplette projekter, når de har mestret disse grundlæggende begreber - dvs. de typer ting, du kan tage med hjem og vise familiemedlemmer, og er projekter, der er værdig til deres skæve interesse. Mens en blinkende LED er cool for os maker nørder, vil de fleste muggler ikke blive begejstrede for det. Muggler (forældre, fjerne slægtninge, venner, forbipasserende på gaden osv.) * Er * ofte * interesseret og imponeret over arbejdende prototyper, der viser, hvad skaberen er i stand til. Og desværre synes dette at være Edisons svageste punkt i øjeblikket.

For det meste ser det ud til, at Edison ikke er særlig velegnet til permanent indlejring i "hobby" -projekter eller prototyper uden at udvikle et brugerdefineret udvidelses -printkort. Hvorfor? På grund af omkostningerne.

Breakout -bordet forsøger at udfylde dette hul, men i sandhed flopper det i nogle tilfælde.

Fra Maker til Pro (Udvikling af endelige designs)

Hvis du kan komme forbi scenen (stadig udvikler …)

Så "Hvad vil du lave" med "Intel® Edison Inside ™"?

Jeg laver en uddannelsesmæssig robotplatform for studerende. Min første version vil inkorporere en Intel® Edison i designet og vil uden oprindelse blive kaldt en Edibot.

[…]

Så nu hvor vi ved, hvad vi bygger et PCB til, lad os komme i gang! (selvfølgelig kan du bruge begreberne i selvstudiet og anvende dem på dit eget design eller produkt)

Trin 2: Kom godt i gang… Sort Of

Første ting først, du skal læse The Flipping* Manual, gennemgå et par andre indledende faser og derefter samle dine ting. Dette burde være simpelt nok …

(*eller indsæt en eksplosiv, hvis du foretrækker sådanne ting)

Okay, før du overhovedet åbner din PCB -routingsoftware, skal du gøre følgende ting:

Læs vejledningen til at vende Gennemfør den grundlæggende udvikling af dit projekt, herunder: Udvikling af en fungerende prototype til dit integrerede projekt; Udvikling af et koncept for det endelige produkt (havneplacering osv.); og planlæg dimensionerne af den endelige kabinet til dit design Lær, hvordan du bruger din valgte PCB -routingsoftware Saml dine ting (materialer)

Punkt 2 og 3 er helt uden for anvendelsesområdet for dette instruerbare, da det allerede er en lang og detaljeret opskrivning. Jeg har dog inkluderet nogle noter om emnerne herunder for at hjælpe dig i gang. Hvis der er tilstrækkelig ægte interesse i, at jeg skriver nogle instruktioner til de tre emner og forbinder dem med dette opslag, gør jeg det mere end gerne. Lad mig bare vide det i kommentarerne.

Okay, lad os komme i gang!

Læs Flipping Manual

Gå og download dokumentet "Intel® Edison Compute Module - Hardware Guide" fra Intels® websted, og læs det.

Seriøst, det er langt og teknisk og kedeligt og bliver bare ved og ved … men du kommer til at ødelægge noget i dit PCB -design, hvis du ikke læser det, og der kan blive frigivet magisk røg. Ideelt set vil du gøre dette, så snart du beslutter dig for, at du vil tage turen fra studerende til pro-maker, da der er forskelle i de komponenter, der arbejder med breakout boards, og de komponenter, som du kan bruge direkte med Edison modul.

Det meste af dokumentet er ikke så kompliceret med hensyn til at forstå, hvad det betyder, og hvordan det relaterer sig til PCB -designet. Intel har gjort et godt stykke arbejde med at producere et rimeligt makervenligt teknisk dokument, der normalt er skrevet til OEM/ingeniørtyper. Du skal bare ignorere det faktum, at det ser langt ud og har masser af skræmmende diagrammer for de uindviede.

Opdel det sektion for sektion, og tag dig god tid til at sikre, at du forstår hver komponent i dokumentet. Du behøver ikke nødvendigvis at forstå de tekniske grunde til, hvorfor du skal lave noget på dit PCB på en bestemt måde, bare hvad du skal gøre, og hvad du skal huske på med dit design. Til sidst vil det give mening som helhed. Når du sidder fast i noget, sender du derefter online til et af de mange tilgængelige fællesskaber, oplyser, at du er ved at lære og er interesseret i at finde ud af, hvordan du laver indlejrede projekter, og stiller derefter dit spørgsmål. Chancerne er store for at nogen vil være i stand til at hjælpe.

For spørgsmål relateret til Intel Edison og tilhørende projekter, vil jeg anbefale at stille spørgsmål om enten StackOverflow (indsæt understed), Intel Community Forum eller dette websted, Instructables _. Du kan naturligvis også stille alle de spørgsmål, du har i kommentarerne herunder, men erkend, at jeg på ingen måde er professionel elektriker, så der kommer spørgsmål, som jeg ikke forstår svarene på. Dette instruerbare er dybest set min oversættelse af hardware -vejledningsdokumentet, som jeg forstår det, blandet med et par designprocesser, jeg har stødt på i løbet af de sidste par år, der er relateret til design til Edison -modulet specifikt (og jeg glæder mig også over eventuelle kommentarer, der korrigerer indlysende og dødsfremkaldende fejl!). Grundlæggende vil jeg tage en "få det gjort" tilgang over en dyb forståelse af de tekniske aspekter ved elektriske kredsløb.

Lær, hvordan du bruger PCB -routingsoftware (aka Electronic Design Automation Software)

Der er mange muligheder for EDA -softwareløsninger at vælge imellem:

Allegro PCB Designer bruges af fagfolk, f.eks. Intel. Det er rigtigt, Edison er designet ved hjælp af denne særlige softwarepakke. Det er dog dyrt - sandsynligvis uden for dit budget. Den anden dyre EDA -softwarepakke, som jeg personligt er interesseret i, er af Altium. De er et australsk firma, og jeg er ivrig efter at lære mere om software fra mit hjemmefirma.

Sandt sagt, dog ved jeg ikke nok til at kommentere nogen af disse tilbud ud over deres pris. De ser interessante ud, og jeg tror, at Altium tilbyder nogle billigere muligheder for studerende og hobbyfolk, som jeg er meget interesseret i at udforske. Jeg vil opdatere dette afsnit, hvis jeg nogensinde får chancen for at spille med professionelle muligheder. Ud over de professionelle muligheder har du derefter de mere hobbymæssige muligheder at vælge imellem:

EAGLE by CadSoft er den absolutte defacto -standard, og jeg kan personligt ikke lide det. Ligesom de fleste EDA -softwarepakker er den grim. Kald mig overfladisk, men jeg mener, at software både skal se godt ud og være intuitiv at bruge. EAGLE gør heller ikke. Når det er sagt, vil hver større PCB -producent, der understøtter produktion på hobbyniveau, understøtte filer, der er genereret af EAGLE på en eller anden måde. Det er en meget sikker mulighed at arbejde med og er tilgængelig på Mac, Linux og Windoze. KiCAD Fritzing 123D -kredsløb fra Autodesk

Der er naturligvis flere muligheder. Det letteste sted at se de forskellige funktioner i de forskellige muligheder er at besøge denne EDA Software Comparison -artikel fra Wikipedia.

Materialer

Prototype (brødbrætskredsløb osv.)

Kritisk tænkning

Fysisk design

Computer med dit valg af EDA installeret

Okay, så det har været en lang proces, og vi er ikke engang begyndt at designe selve PCB'et endnu. Jeg sagde aldrig, at det trods alt ville være let, men det er et meget tilfredsstillende projekt at gennemføre. Det er en særlig god fornemmelse at designe et printkort til de mere komplekse projekter, Edison -modulet egner sig til.