Merancang PCB Pengembangan (Intel® IoT): 20 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Instructable ini telah ditulis sebagai titik awal bagi mereka yang berminat untuk menggunakan Intel® Edison sepenuhnya, dengan memasukkannya ke dalam projek terbenam sepenuhnya. Untuk melakukan ini, anda mungkin perlu membuatnya - seperti yang disebut oleh Intel® dalam Panduan Perkakasan Edison * - "PCB pengembangan yang direka oleh pengguna" khas.

[* Lihat Pengenalan Panduan Perkakasan (PDF) untuk rujukan.]

Wut… on Earth adalah "PCB Pengembangan yang dirancang oleh pengguna"?

Soalan yang sangat baik! Untuk memahami apa itu pengembangan PCB untuk Edison, kita benar-benar perlu mempertimbangkan terlebih dahulu modul Intel® Edison itu sendiri, dan apakah yang paling sesuai untuknya.

Psst, adakah anda sudah tahu:

1. apakah papan pengembangan untuk Intel Edison (Arduino, Breakout, dll.);
2. apakah modul Edison / dan bila anda harus menggunakannya melalui platform alternatif yang ada; dan adakah anda tahu
3. bilakah anda harus meluangkan masa dan usaha untuk mengembangkan papan pengembangan yang lengkap dan bukannya menggunakan Papan Pengembangan atau Papan Pemecah Arduino yang ada dengan perisai khusus?

Sekiranya demikian, anda mungkin ingin melewati Maklumat Latar Belakang di bawah ini, dan melangkah ke bahagian Bermula di Langkah 2.

Intel® Edison adalah Komputer kecil pada Modul (COM) yang pada awalnya bertujuan untuk digunakan sebagai platform pengembangan untuk teknologi yang boleh dipakai. Walaupun untuk ukurannya yang kecil, ia masih terlalu besar untuk banyak aplikasi yang boleh dipakai - dan Intel® kini telah mengembangkan platform baru yang disebut Curie. Walau bagaimanapun, Edison masih mempunyai banyak aplikasi menarik dan sudah siap untuk mencipta inovasi dalam komuniti pembuat.

Yang Bukan Edison

Penting untuk memahami apa itu Intel® Edison, dan juga apa sebenarnya. Edison adalah bahagian perkakasan pembuat yang menarik, kerana ia terdapat dalam ceruk yang agak baru. Sangat mudah untuk mencuba dan membandingkan Edison dengan Raspberry Pi® atau Arduino®, terutamanya memandangkan pilihan lalai untuk menghubungkan Edison ke papan pengembangan yang serasi dengan Arduino®. Walaupun Edison serasi dengan Arduino IDE, Edison bukan Arduino. Keserasiannya dengan platform Arduino hanyalah taktik pemasaran yang sangat pintar untuk membantu Intel® mendapatkan semula bahagian pasaran; taktik yang kebetulan sangat bermanfaat bagi pasaran sasaran mereka juga, yang akan saya jelaskan di bahagian seterusnya. Lima Intel® yang tinggi!

Edison juga pastinya bukan Raspberry Pi. Di mana Pi adalah Komputer Papan Tunggal, lengkap dengan output grafik, sokongan papan kekunci dan tetikus, dan dapat mengganti PC tradisional dengan banyak cara - Edison adalah modul yang dimaksudkan untuk disertakan dalam produk atau papan lain; dan yang penting, tanpa paparan tradisional yang bersambung langsung dengannya. Ia lebih berkaitan dengan Modul Raspberry Pi Compute, alat lain yang bertujuan untuk disatukan ke dalam produk lain.

Berbeza dengan RPi CM, Edison tidak memiliki sokongan grafik yang tepat, tetapi lebih cepat pada beberapa tugas komputasi, termasuk WiFi dan Bluetooth sebagai standard, dan * sangat * kuasa dan efisien ruang. Ini menjadikannya sangat berguna untuk perkembangan jenis Internet of Things (IoT), atau Machine to Machine (M2M). Memang di sinilah Edison benar-benar bersinar! Instructable ini direka untuk membantu anda merancang dan mengembangkan PCB untuk projek sistem terbenam anda sendiri menggunakan Edison.

Panduan ini TIDAK akan menjelaskan pengetahuan teknikal bagaimana merancang PCB, atau bahkan litar asas secara khusus, kerana banyak instruksinya yang sangat baik yang sudah ada dan melayani tujuan itu lebih baik daripada yang saya dapat. Sebagai gantinya, ini akan memandu anda melalui proses umum yang perlu dilakukan semasa merancang PCB, dan akan menghubungkan maklumat tersebut dengan membina papan pengembangan untuk modul Edison. Panduan ini juga akan memperhatikan beberapa pertimbangan penting yang perlu diingat berkaitan dengan merancang modul Edison.

Gambaran Keseluruhan Kemampuan

Kesukaran:	…………	Anda harus dapat memahami litar kompleks.
Alat:	…………	Anda hanya memerlukan komputer.
Kos:	…………	BONUS: Perisian yang diperlukan dapat dimiliki secara percuma!

Amaran: Pengarang Instruksional ini BUKAN profesional. Menggunakan maklumat dari tutorial ini dilakukan dengan risiko pembaca sendiri. Penulis tidak bertanggungjawab terhadap kecederaan pembaca, atau kerosakan peralatan pembaca berdasarkan arahan ini!

Langkah 1: Maklumat Latar Belakang

Secara peribadi, saya sampai pada kesimpulan bahawa Intel® Edison adalah alat yang sempurna untuk dua dari tiga peringkat utama dalam perjalanan pembuat dari pelajar ke pembuat pro, atau bahkan perjalanan untuk menjadi usahawan yang berfokus pada perkakasan (Kickstarter memproyeksikan sesiapa?):

Kit pemaju yang serasi dengan Arduino untuk pelajar, menggunakan Arduino Breakout Board; ??? (Saya akan jelaskan di bawah); dan Platform pengiraan tujuan umum untuk usahawan dan pembuat pro.

Edison dan Arduino Breakout Board sangat sesuai untuk diberikan kepada pelajar dan penggemar pemula untuk mengembangkan eksperimen dan widget mereka sendiri, dengan menggunakan platform yang sangat fleksibel dan hebat. Intel® sangat intelektual..lentur (saya berjanji, saya tidak akan melakukannya lagi.. haha) dari perspektif pemasaran dalam bekerjasama dengan Arduino…

Sebagai Pelajar di Peringkat Awal:

Pada hakikatnya, anda memulakan dengan Arduino supercharged yang boleh anda gunakan untuk menguatkan hati anda, tanpa perlu risau akan kekurangan daya pengkomputeran atau memori simpanan (sangat berguna sebagai pelajar permulaan). Kemudian, setelah anda mengetahui cara menggunakan Arduino IDE dan menginginkan sesuatu yang lebih mencabar, anda terus menggunakan Yocto Linux dan pilihan anda untuk "pengaturcaraan" bahasa pengaturcaraan tujuan umum, seperti C, Python atau Node.js. Sekarang, anda telah mengembangkan kemahiran yang akan berguna sepanjang hayat anda; anda telah mempelajari asas-asas pengaturcaraan (iaitu, kemahiran logik sebenar) dan kemahiran integrasi perkakasan yang sederhana dengan Arduino IDE, dan kemudian anda dapat memindahkan kemahiran tersebut ke bahasa umum untuk tujuan umum. Keupayaan untuk memindahkan pengetahuan pengaturcara mengenai konsep dari Arduino C / C ++ seperti bahasa pengaturcaraan ke bahasa lain adalah kemahiran yang sangat diperlukan untuk pemula programmer dan pereka.

Dari Pelajar hingga Pembuat … Tidak Begitu Cepat:

Namun dari situ, penggunaan Edison yang dimaksudkan pada "peta perjalanan pengguna" dari pelajar hingga pembuat pro mula menjadi tidak jelas. Ramai pelajar mula ingin mengembangkan projek yang lebih lengkap setelah mereka menguasai konsep asas ini - iaitu, jenis perkara yang boleh anda bawa pulang dan menunjukkan kepada ahli keluarga, dan adakah projek yang sesuai dengan minat mereka. Walaupun LED yang berkedip keren bagi kami pembuat geeks, kebanyakan muggle tidak akan teruja dengannya. Muggle (ibu bapa, saudara jauh, rakan, orang yang lewat di jalan, dll.) * Sering tertarik dan terkesan dengan prototaip yang berfungsi, yang menunjukkan apa yang mampu dibuat oleh pembuatnya. Dan malangnya, ini nampaknya titik paling lemah Edison pada masa ini.

Sebilangan besarnya, nampaknya Edison tidak begitu sesuai untuk menyisipkan secara kekal dalam projek "hobi" atau prototaip tanpa mengembangkan PCB pengembangan khusus. Kenapa? Kerana kosnya.

Papan Breakout berusaha untuk mengisi jurang ini, tetapi sebenarnya, ia semacam gagal untuk beberapa kes penggunaan.

Dari Maker ke Pro (Membangunkan Reka Bentuk Akhir)

Sekiranya anda dapat melewati tahap (masih berkembang …)

Jadi, "Apa yang Akan Anda Buat" dengan "Intel® Edison Inside ™"?

Saya membuat platform robotik pendidikan untuk pelajar. Versi pertama saya akan memasukkan Intel® Edison ke dalam reka bentuk, dan akan dikenali sebagai Edibot.

[…]

Oleh itu, setelah kita mengetahui untuk apa kita membuat PCB, mari Bermula! (tentu saja, anda boleh menggunakan konsep dalam tutorial dan menerapkannya pada reka bentuk atau produk anda sendiri)

Langkah 2: Bermula … Sebilangan

Perkara pertama, anda perlu membaca Manual The Flipping *, melalui beberapa peringkat awal yang lain dan kemudian mengumpulkan barang anda. Ini mesti cukup sederhana …

(* atau masukkan penjelasan jika anda lebih suka perkara tersebut)

Baiklah, sebelum anda membuka perisian penghalaan PCB, anda perlu melakukan perkara berikut:

Baca The Flipping Manual Lengkapkan Pengembangan Asas Projek Anda Termasuk: Membangunkan Prototaip Berfungsi untuk Projek Terbenam Anda; Membangunkan Konsep untuk Produk Akhir (lokasi pelabuhan, dll.); dan Rancang Dimensi Lampiran Akhir untuk Reka Bentuk Anda Ketahui Cara Menggunakan Perisian Perutean PCB Terpilih Anda Kumpulkan Perkara Anda (Bahan)

Item 2 dan 3 benar-benar di luar ruang untuk arahan ini kerana ia sudah ditulis panjang dan terperinci. Saya telah memasukkan beberapa nota pada item di bawah untuk membantu anda memulakannya. Sekiranya saya cukup berminat untuk menulis beberapa arahan untuk ketiga-tiga item tersebut dan mengaitkannya dengan tulisan ini, saya akan lebih senang melakukannya. Beritahu saya dalam komen.

Baiklah, mari kita mulakan!

Baca The Flipping Manual

Pergi dan muat turun dokumen "Intel® Edison Compute Module - Hardware Guide" dari laman web Intel dan membacanya.

Serius, panjang dan teknikal dan membosankan dan terus berjalan … tetapi anda akan merosakkan sesuatu dalam reka bentuk PCB anda jika anda tidak membacanya, dan asap ajaib mungkin dikeluarkan. Sebaik-baiknya, anda akan melakukan ini sebaik sahaja anda memutuskan untuk membuat perjalanan dari pelajar ke pembuat pro, kerana terdapat perbezaan komponen yang berfungsi dengan papan pemecah, dan komponen yang boleh anda gunakan secara langsung dengan Modul Edison.

Sebilangan besar dokumen itu tidak rumit dari segi memahami maksudnya dan bagaimana ia berkaitan dengan reka bentuk PCB. Intel telah melakukan tugas yang hebat dalam menghasilkan dokumen teknikal mesra pembuat yang biasanya ditulis untuk jenis OEM / kejuruteraan. Anda hanya perlu mengabaikan fakta bahawa ia kelihatan panjang dan mempunyai banyak gambar rajah yang menakutkan bagi yang belum tahu.

Pecah bahagian demi bahagian, dan luangkan masa anda untuk memastikan anda memahami setiap komponen dokumen. Anda tidak semestinya perlu memahami sebab-sebab teknikal mengapa anda perlu membuat sesuatu pada PCB anda dengan cara tertentu, apa yang perlu anda lakukan dan apa yang perlu anda perhatikan dengan reka bentuk anda. Akhirnya, ia akan masuk akal secara keseluruhan. Apabila anda terjebak dengan sesuatu, anda kemudian menghantar secara dalam talian ke salah satu daripada banyak komuniti yang ada, nyatakan bahawa anda sedang belajar dan berminat untuk mengetahui cara membuat projek terbenam, dan kemudian ajukan soalan anda. Kemungkinan seseorang akan dapat menolong.

Untuk pertanyaan yang berkaitan dengan Intel Edison dan projek-projek yang berkaitan, saya mengesyorkan mengemukakan soalan sama ada di StackOverflow (masukkan sub laman web), Forum Komuniti Intel atau laman web ini, Instructables _. Anda mungkin juga mengemukakan sebarang pertanyaan yang ada dalam komen di bawah, tetapi harap maklum bahawa saya sama sekali bukan jurutera elektrik profesional, jadi akan ada soalan yang saya tidak faham jawapannya. Ini boleh dipelajari adalah pada dasarnya terjemahan saya dari dokumen panduan perkakasan kerana saya memahaminya, dicampur dengan beberapa proses reka bentuk yang saya hadapi sejak beberapa tahun kebelakangan ini yang berkaitan dengan merancang untuk modul Edison secara khusus (dan saya juga mengalu-alukan sebarang komen yang membetulkan jelas dan kematian yang menyebabkan kesilapan!). Pada asasnya, saya akan mengambil pendekatan "selesaikan" atas pemahaman mendalam mengenai aspek teknikal litar elektrik.

Pelajari Cara Menggunakan Perisian Perutean PCB (aka Perisian Automasi Reka Bentuk Elektronik)

Terdapat banyak pilihan penyelesaian perisian EDA untuk dipilih:

Allegro PCB Designer digunakan oleh profesional, seperti Intel. Betul, Edison dirancang menggunakan pakej perisian tertentu ini. Walau bagaimanapun, ia mahal - mungkin melebihi anggaran anda. Pakej perisian EDA mahal lain yang saya minati secara peribadi adalah oleh Altium. Mereka adalah syarikat Australia, dan saya berminat untuk mengetahui lebih lanjut mengenai perisian dari syarikat asal saya.

Sejujurnya, saya tidak cukup tahu untuk mengulas salah satu tawaran ini melebihi harganya. Mereka kelihatan menarik, dan saya percaya Altium menawarkan beberapa pilihan harga yang lebih rendah untuk pelajar dan penggemar yang saya sangat berminat untuk meneroka. Saya akan mengemas kini bahagian ini sekiranya saya berpeluang bermain dengan pilihan profesional. Di luar pilihan profesional, anda kemudian mempunyai lebih banyak pilihan tahap hobi untuk dipilih:

EAGLE by CadSoft adalah standard defacto mutlak, dan secara peribadi saya tidak menyukainya. Seperti kebanyakan pakej perisian EDA, ia jelek. Panggil saya dangkal, tetapi saya percaya perisian mesti kelihatan baik dan intuitif untuk digunakan. EAGLE tidak melakukan apa-apa. Kononnya, setiap pengeluar PCB utama yang menyokong pengeluaran tahap hobi akan menyokong fail yang telah dihasilkan oleh EAGLE dalam beberapa cara. Ini adalah pilihan yang sangat selamat untuk digunakan dan boleh didapati di Mac, Linux dan Windoze. Litar KiCAD Fritzing 123D oleh Autodesk

Terdapat jelas lebih banyak pilihan. Tempat paling mudah untuk melihat pelbagai ciri dari pelbagai pilihan adalah dengan mengunjungi artikel Perbandingan Perisian EDA ini dari Wikipedia.

Bahan

Prototaip (litar papan roti, dll.)

Pemikiran kritikal

Reka bentuk fizikal

Komputer dengan EDA pilihan anda terpasang

Baiklah, jadi ini adalah proses yang panjang dan kami belum mula merancang PCB sebenarnya sendiri. Saya tidak pernah mengatakan bahawa ia akan menjadi mudah, tetapi ia adalah projek yang sangat memuaskan untuk diselesaikan. Merupakan perasaan yang sangat baik untuk merancang PCB untuk projek yang lebih kompleks yang sesuai dengan modul Edison.