एक विस्तार पीसीबी (Intel® IoT) डिजाइन करना: 20 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

यह निर्देशयोग्य उन लोगों के लिए एक शुरुआती बिंदु के रूप में लिखा गया है जो इंटेल® एडिसन को पूरी तरह से विकसित एम्बेडेड प्रोजेक्ट में शामिल करके इसकी पूरी क्षमता का उपयोग करने के इच्छुक हैं। ऐसा करने के लिए, आपको संभवतः बनाने की आवश्यकता होगी - जैसा कि Intel® इसे एडिसन के हार्डवेयर गाइड में कहता है * - एक कस्टम "उपयोगकर्ता द्वारा डिज़ाइन किया गया विस्तार पीसीबी"।

[* संदर्भ के लिए हार्डवेयर गाइड (पीडीएफ) का परिचय देखें।]

Wut… ऑन अर्थ एक "उपयोगकर्ता द्वारा डिज़ाइन किया गया विस्तार पीसीबी" है?

एक बेहतरीन सवाल! यह समझने के लिए कि एडिसन के लिए एक विस्तार पीसीबी क्या है, हमें वास्तव में पहले यह विचार करने की आवश्यकता है कि वास्तव में इंटेल® एडिसन मॉड्यूल क्या है, और यह किसके लिए सबसे उपयुक्त है।

Psst, क्या आप पहले से ही जानते हैं:

1. इंटेल एडिसन के लिए कौन से विस्तार बोर्ड हैं (Arduino, Breakout, आदि);
2. एडिसन मॉड्यूल क्या है / और आपको वैकल्पिक उपलब्ध प्लेटफॉर्म पर इसका उपयोग कब करना चाहिए; और क्या आप जानते हैं
3. आपको कस्टम शील्ड के साथ मौजूदा Arduino एक्सपेंशन बोर्ड या ब्रेकआउट बोर्ड का उपयोग करने के बजाय एक पूर्ण विस्तार बोर्ड विकसित करने के लिए समय और प्रयास कब लेना चाहिए?

यदि ऐसा है, तो हो सकता है कि आप नीचे दी गई पृष्ठभूमि की जानकारी को छोड़ना चाहें, और चरण 2 पर आरंभ करना अनुभाग पर आगे बढ़ें।

Intel® Edison एक मॉड्यूल (COM) पर एक छोटा कंप्यूटर है जिसे मूल रूप से पहनने योग्य तकनीक के विकास मंच के रूप में उपयोग करने का इरादा था। हालांकि अपने छोटे आकार के लिए भी, यह अभी भी कई पहनने योग्य अनुप्रयोगों के लिए संभवतः बहुत बड़ा है - और इंटेल® ने अब क्यूरी नामक एक नया मंच विकसित किया है। हालाँकि, एडिसन के पास अभी भी कई रोमांचक अनुप्रयोग हैं और निर्माता समुदाय के भीतर नवाचार बनाने के लिए परिपक्व है।

एडिसन क्या नहीं है

यह समझना महत्वपूर्ण है कि Intel® Edison क्या नहीं है, साथ ही यह क्या है। एडिसन निर्माता हार्डवेयर का एक दिलचस्प टुकड़ा है, जिसमें यह काफी नए स्थान पर मौजूद है। एडिसन की रास्पबेरी पाई® या एक अरुडिनो® से तुलना करना और तुलना करना आसान है, विशेष रूप से एडिसन को एक Arduino® संगत विस्तार बोर्ड से जोड़ने का वर्तमान में डिफ़ॉल्ट विकल्प दिया गया है। भले ही एडिसन Arduino IDE के साथ संगत है, एडिसन एक Arduino नहीं है। Arduino प्लेटफॉर्म के साथ इसकी संगतता इंटेल® को बाजार हिस्सेदारी हासिल करने में मदद करने के लिए एक अत्यंत चतुर विपणन रणनीति है; एक रणनीति जो उनके लक्षित बाजार के लिए भी बेहद फायदेमंद होती है, जिसे मैं अगले भाग में समझाऊंगा। हाई-फाइव इंटेल®!

एडिसन भी निश्चित रूप से रास्पबेरी पाई नहीं है। जहां Pi एक सिंगल बोर्ड कंप्यूटर है, जो ग्राफिक्स आउटपुट, कीबोर्ड और माउस सपोर्ट के साथ पूर्ण है, और पारंपरिक पीसी को कई तरीकों से बदलने में सक्षम है - एडिसन एक ऐसा मॉड्यूल है जिसे किसी अन्य उत्पाद या बोर्ड में एम्बेड करने का इरादा है; और महत्वपूर्ण रूप से, बिना पारंपरिक प्रदर्शन के सीधे इससे जुड़ा। यह रास्पबेरी पाई कंप्यूट मॉड्यूल से अधिक निकटता से संबंधित है, एक अन्य उपकरण जिसे अन्य उत्पादों में एकीकृत करने का इरादा है।

आरपीआई सीएम के विपरीत, एडिसन में उचित ग्राफिक्स समर्थन का अभाव है, लेकिन कुछ कम्प्यूटेशनल कार्यों में तेज है, इसमें वाईफाई और ब्लूटूथ मानक के रूप में शामिल हैं, और यह *अत्यंत* शक्ति और अंतरिक्ष कुशल है। यह इसे इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IoT), या मशीन टू मशीन (M2M) प्रकार के विकास के लिए अविश्वसनीय रूप से उपयोगी बनाता है। वास्तव में, यह वह जगह है जहाँ एडिसन वास्तव में चमकता है! यह निर्देशयोग्य आपको एडिसन का उपयोग करके अपने स्वयं के एम्बेडेड सिस्टम प्रोजेक्ट के लिए एक पीसीबी की योजना बनाने और विकसित करने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह मार्गदर्शिका तकनीकी जानकारी की व्याख्या नहीं करने जा रही है कि कैसे एक पीसीबी, या यहां तक कि एक बुनियादी सर्किट को विशेष रूप से डिजाइन किया जाए, क्योंकि उनके कई उत्कृष्ट निर्देश हैं जो पहले से मौजूद हैं और उस उद्देश्य को मुझसे बेहतर तरीके से पूरा कर सकते हैं। इसके बजाय, यह आपको एक पीसीबी डिजाइन करते समय लेने के लिए एक सामान्य प्रक्रिया के माध्यम से चलेगा, और एडिसन मॉड्यूल के लिए एक विस्तार बोर्ड के निर्माण के लिए जानकारी से संबंधित होगा। गाइड कुछ महत्वपूर्ण विचारों को भी नोट करेगा जिन्हें एडिसन मॉड्यूल के लिए डिजाइनिंग के संबंध में याद रखने की आवश्यकता है।

मैकेबिलिटी का अवलोकन

कठिनाई:	…………	आपको जटिल सर्किट को समझने में सक्षम होना चाहिए।
उपकरण:	…………	आपको वास्तव में बस एक कंप्यूटर की आवश्यकता होगी।
लागत:	…………	बोनस: आवश्यक सॉफ्टवेयर मुफ्त में प्राप्त किया जा सकता है!

चेतावनी: इस निर्देश के लेखक पेशेवर नहीं हैं। इस ट्यूटोरियल की जानकारी का उपयोग पाठकों के अपने जोखिम पर किया जाता है। लेखक इन निर्देशों के आधार पर पाठक की किसी भी चोट, या पाठक उपकरण को नुकसान के लिए कोई दायित्व स्वीकार नहीं करता है!

चरण 1: पृष्ठभूमि की जानकारी

व्यक्तिगत रूप से, मैं इस निष्कर्ष पर पहुंचा हूं कि इंटेल एडिसन एक निर्माता से छात्र से प्रो-मेकर तक की यात्रा में तीन मुख्य चरणों में से दो के लिए एक आदर्श उपकरण है, या यहां तक कि एक हार्डवेयर केंद्रित उद्यमी बनने की यात्रा (किकस्टार्टर किसी को भी प्रोजेक्ट करता है?):

Arduino ब्रेकआउट बोर्ड का उपयोग करके छात्रों के लिए एक Arduino संगत डेवलपर्स किट; ??? (मैं नीचे समझाऊंगा); और उद्यमियों और प्रो-मेकर्स के लिए एक सामान्य प्रयोजन कंप्यूट प्लेटफॉर्म।

एडिसन और अरुडिनो ब्रेकआउट बोर्ड छात्रों और शुरुआती शौकियों को एक बहुत ही लचीले और शक्तिशाली मंच का उपयोग करके अपने स्वयं के अच्छे प्रयोग और विजेट विकसित करने के लिए देने के लिए बिल्कुल सही है। Intel® बहुत ही इंटेलिजेंट था..लिजेंट (मैं वादा करता हूं, मैं उस वाक्य को फिर से नहीं बनाऊंगा.. हाहा) Arduino के साथ साझेदारी में मार्केटिंग के नजरिए से…

प्रारंभिक अवस्था में एक छात्र के रूप में:

संक्षेप में, आप एक सुपरचार्ज्ड Arduino के साथ शुरू करते हैं जिसका उपयोग आप कंप्यूटिंग शक्ति या स्टोरेज मेमोरी (शुरुआती छात्र के रूप में बहुत उपयोगी) की कमी के बारे में चिंता किए बिना अपने दिल को कोड करने के लिए कर सकते हैं। फिर, एक बार जब आप Arduino IDE का उपयोग करना सीख जाते हैं और कुछ अधिक चुनौतीपूर्ण चाहते हैं, तो आप Yocto Linux और अपनी पसंद की "मुख्यधारा" सामान्य प्रयोजन प्रोग्रामिंग भाषा, जैसे C, Python या Node.js का उपयोग करना शुरू कर देते हैं। अब, आपने ऐसे कौशल विकसित कर लिए हैं जो आपके शेष जीवन के लिए उपयोगी बने रहेंगे; आपने Arduino IDE के साथ प्रोग्रामिंग की मूल बातें (यानी, वास्तविक तर्क कौशल) और सरल हार्डवेयर एकीकरण कौशल सीखे हैं, और फिर आप उन कौशल को सामान्य उद्देश्य, क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म भाषाओं में स्थानांतरित करने में सक्षम हैं। प्रोग्रामिंग भाषा की तरह Arduino C/C++ से अवधारणाओं के एक प्रोग्रामर ज्ञान को अन्य भाषाओं में स्थानांतरित करने की यह क्षमता नवोदित प्रोग्रामर और डिजाइनरों के लिए एक बहुत ही आवश्यक कौशल है।

विद्यार्थी से निर्माता तक… इतनी जल्दी नहीं:

हालांकि वहां से, एडिसन का "उपयोगकर्ता यात्रा मानचित्र" पर छात्र से समर्थक निर्माता तक का इच्छित उपयोग थोड़ा अस्पष्ट होना शुरू हो जाता है। एक बार जब वे इन बुनियादी अवधारणाओं में महारत हासिल कर लेते हैं, तो कई छात्र और अधिक पूर्ण प्रोजेक्ट विकसित करना शुरू कर देते हैं - यानी, जिस प्रकार की चीजें आप अपने साथ घर ले जा सकते हैं और परिवार के सदस्यों को दिखा सकते हैं, और वे प्रोजेक्ट्स उनकी रुचि के योग्य हैं। जबकि एक ब्लिंकिंग एलईडी हमारे निर्माता गीक्स के लिए अच्छा है, अधिकांश मगल इससे उत्साहित नहीं होंगे। मगल्स (माता-पिता, दूर के रिश्तेदार, दोस्त, सड़क पर राहगीर, आदि) * अक्सर काम करने वाले प्रोटोटाइप से रुचि रखते हैं और प्रभावित होते हैं, जो दिखाते हैं कि निर्माता क्या करने में सक्षम है। और दुर्भाग्य से, यह इस समय एडिसन का सबसे कमजोर बिंदु प्रतीत होता है।

अधिकतर, ऐसा लगता है कि एडिसन कस्टम विस्तार पीसीबी विकसित किए बिना "शौक" परियोजनाओं या प्रोटोटाइप में स्थायी रूप से एम्बेड करने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त नहीं है। क्यों? लागत के कारण।

ब्रेकआउट बोर्ड इस अंतर को भरने का प्रयास करता है, लेकिन वास्तव में, यह कुछ उपयोग के मामलों में फ्लॉप हो जाता है।

मेकर से प्रो तक (अंतिम डिजाइन विकसित करना)

यदि आप मंच से आगे निकल सकते हैं (अभी भी विकसित हो रहे हैं …)

तो, "इंटेल® एडिसन इनसाइड™" के साथ "व्हाट विल यू मेक"?

मैं छात्रों के लिए एक शैक्षिक रोबोटिक्स मंच बना रहा हूं। मेरा पहला संस्करण इंटेल® एडिसन को डिजाइन में शामिल करेगा, और इसे मूल रूप से एडिबोट कहा जाएगा।

[…]

तो अब जब हम जानते हैं कि हम किस लिए पीसीबी बना रहे हैं, तो चलिए शुरू करते हैं! (बेशक, आप ट्यूटोरियल में अवधारणाओं का उपयोग कर सकते हैं और उन्हें अपने स्वयं के डिज़ाइन या उत्पाद पर लागू कर सकते हैं)

चरण 2: प्रारंभ करना… क्रमबद्ध करें

सबसे पहले चीज़ें, आपको फ़्लिपिंग* मैनुअल पढ़ना होगा, कुछ अन्य प्रारंभिक चरणों से गुज़रना होगा और फिर अपनी चीज़ों को इकट्ठा करना होगा। यह काफी सरल होना चाहिए …

(*या यदि आप ऐसी चीजों को पसंद करते हैं तो एक अपशब्द डालें)

ठीक है, इससे पहले कि आप अपना पीसीबी रूटिंग सॉफ़्टवेयर भी खोलें, आपको निम्न चीज़ें करने की आवश्यकता होगी:

फ़्लिपिंग मैनुअल पढ़ें अपनी परियोजना के बुनियादी विकास को पूरा करें जिसमें शामिल हैं: अपने एम्बेडेड प्रोजेक्ट के लिए एक कार्यशील प्रोटोटाइप विकसित करना; अंतिम उत्पाद (बंदरगाह स्थान, आदि) के लिए एक अवधारणा विकसित करना; और अपने डिजाइन के लिए अंतिम संलग्नक के आयामों की योजना बनाएं अपने चुने हुए पीसीबी रूटिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग करना सीखें अपनी चीजें इकट्ठा करें (सामग्री)

आइटम 2 और 3 इस निर्देश के दायरे से पूरी तरह से बाहर हैं क्योंकि यह पहले से ही एक लंबा और विस्तृत लेखन है। हालांकि शुरू करने में आपकी मदद करने के लिए मैंने नीचे दी गई वस्तुओं पर कुछ नोट्स शामिल किए हैं। यदि उन तीन वस्तुओं के लिए कुछ निर्देश लिखने और उन्हें इस लेखन से जोड़ने में मेरी पर्याप्त वास्तविक रुचि है, तो मुझे ऐसा करने में अधिक खुशी होगी। मुझे बस टिप्पणियों से बताएं।

ठीक है, चलिए शुरू करते हैं!

फ़्लिपिंग मैनुअल पढ़ें

जाओ और Intel's® वेबसाइट से "Intel® एडीसन कंप्यूट मॉड्यूल - हार्डवेयर गाइड" दस्तावेज़ डाउनलोड करें और इसे पढ़ें।

गंभीरता से, यह लंबा और तकनीकी और उबाऊ है और बस चलता रहता है … लेकिन यदि आप इसे नहीं पढ़ते हैं तो आप अपने पीसीबी डिज़ाइन में कुछ गड़बड़ कर रहे हैं, और जादू का धुआं निकल सकता है। आदर्श रूप से, जैसे ही आप निर्णय लेते हैं कि आप छात्र से निर्माता-समर्थक तक की यात्रा करने जा रहे हैं, वैसे ही आप ऐसा करेंगे, क्योंकि ब्रेकआउट बोर्ड के साथ काम करने वाले घटकों और उन घटकों में अंतर हैं जिनका आप सीधे उपयोग कर सकते हैं एडिसन मॉड्यूल।

अधिकांश दस्तावेज़ यह समझने के मामले में जटिल नहीं हैं कि इसका क्या अर्थ है और यह पीसीबी डिज़ाइन से कैसे संबंधित है। इंटेल ने काफी निर्माता अनुकूल तकनीकी दस्तावेज तैयार करने में बहुत अच्छा काम किया है जो आम तौर पर OEM/इंजीनियरिंग प्रकारों के लिए लिखा जाता है। आपको बस इस तथ्य को अनदेखा करने की आवश्यकता होगी कि यह लंबा दिखता है और इसमें बहुत सारे डरावने दिखने वाले आरेख हैं जो कि शुरुआत में नहीं हैं।

इसे खंड दर खंड विभाजित करें, और यह सुनिश्चित करने के लिए अपना समय लें कि आप दस्तावेज़ के प्रत्येक घटक को समझते हैं। आपको अपने पीसीबी पर एक निश्चित तरीके से कुछ बनाने की आवश्यकता के तकनीकी कारणों को समझने की आवश्यकता नहीं है, बस आपको क्या करना है और आपको अपने डिजाइन के साथ क्या ध्यान रखना है। आखिरकार, यह समग्र रूप से समझ में आएगा। जब आप किसी चीज़ पर अटक जाते हैं, तो आप उपलब्ध कई समुदायों में से किसी एक पर ऑनलाइन पोस्ट करते हैं, बताते हैं कि आप सीख रहे हैं और एम्बेडेड प्रोजेक्ट बनाने का तरीका जानने में रुचि रखते हैं, और फिर अपना प्रश्न पूछें। संभावना है कि कोई मदद करने में सक्षम होगा।

इंटेल एडिसन और संबंधित परियोजनाओं से संबंधित प्रश्नों के लिए, मैं स्टैक ओवरफ्लो (सब साइट डालें), इंटेल कम्युनिटी फोरम या इस वेबसाइट, इंस्ट्रक्शंस _ पर प्रश्न पूछने की सलाह दूंगा। आप निश्चित रूप से नीचे दी गई टिप्पणियों में अपने कोई भी प्रश्न पूछ सकते हैं, लेकिन कृपया यह पहचानें कि मैं किसी भी तरह से एक पेशेवर इलेक्ट्रिकल इंजीनियर नहीं हूं, इसलिए ऐसे प्रश्न होने वाले हैं जिनका उत्तर मुझे समझ में नहीं आता है। यह निर्देशयोग्य मूल रूप से हार्डवेयर गाइड दस्तावेज़ का मेरा अनुवाद है, जैसा कि मैं इसे समझता हूं, पिछले कुछ वर्षों में मैंने कुछ डिज़ाइन प्रक्रियाओं का सामना किया है जो विशेष रूप से एडिसन मॉड्यूल के लिए डिज़ाइनिंग से संबंधित हैं (और मैं स्पष्ट रूप से सही करने वाली किसी भी टिप्पणी का भी स्वागत करता हूं और मौत उत्प्रेरण गलतियाँ!) मूल रूप से, मैं विद्युत परिपथों के तकनीकी पहलुओं की गहरी समझ पर "इसे पूरा करें" दृष्टिकोण अपनाऊंगा।

पीसीबी रूटिंग सॉफ्टवेयर (उर्फ इलेक्ट्रॉनिक डिजाइन ऑटोमेशन सॉफ्टवेयर) का उपयोग करना सीखें

चुनने के लिए कई EDA सॉफ़्टवेयर समाधान विकल्प हैं:

एलेग्रो पीसीबी डिज़ाइनर का उपयोग इंटेल जैसे पेशेवरों द्वारा किया जाता है। यह सही है, एडिसन को इस विशेष सॉफ्टवेयर पैकेज का उपयोग करके बनाया गया है। हालांकि, यह महंगा है - शायद आपके बजट से बाहर। अन्य महंगा ईडीए सॉफ्टवेयर पैकेज जिसमें मुझे व्यक्तिगत रूप से दिलचस्पी है, वह है Altium। वे ऑस्ट्रेलियाई कंपनी हैं, और मैं अपनी घरेलू कंपनी से सॉफ़्टवेयर के बारे में अधिक जानने का इच्छुक हूं।

सच कहा जाए तो, मैं इन पेशकशों में से किसी एक पर उनकी कीमत से अधिक टिप्पणी करने के लिए पर्याप्त नहीं जानता। वे दिलचस्प लगते हैं, और मेरा मानना है कि Altium छात्रों और शौक़ीन लोगों के लिए कुछ कम कीमत के विकल्प प्रदान करता है जिन्हें तलाशने में मेरी बहुत दिलचस्पी है। अगर मुझे कभी पेशेवर विकल्पों के साथ खेलने का मौका मिलता है तो मैं इस खंड को अपडेट कर दूंगा। पेशेवर विकल्पों के अलावा, आपके पास चुनने के लिए और अधिक हॉबीस्ट स्तर के विकल्प हैं:

CadSoft द्वारा EAGLE पूर्ण वास्तविक मानक है, और मुझे व्यक्तिगत रूप से यह पसंद नहीं है। अधिकांश ईडीए सॉफ्टवेयर पैकेजों की तरह, यह बदसूरत है। मुझे सतही कहें, लेकिन मेरा मानना है कि सॉफ्टवेयर अच्छा दिखना चाहिए और उपयोग में सहज होना चाहिए। ईगल न तो करता है। उस ने कहा, हर प्रमुख पीसीबी निर्माता जो हॉबी स्तर के उत्पादन का समर्थन करता है, वह उन फाइलों का समर्थन करेगा जो किसी न किसी तरह से ईएजीएलई द्वारा उत्पन्न की गई हैं। यह काम करने के लिए एक बहुत ही सुरक्षित विकल्प है और मैक, लिनक्स और विंडोज़ पर उपलब्ध है। ऑटोडेस्क द्वारा KiCAD फ्रिट्ज़िंग १२३डी सर्किट

जाहिर है और विकल्प हैं। विभिन्न विकल्पों की विभिन्न विशेषताओं को देखने का सबसे आसान स्थान विकिपीडिया के इस ईडीए सॉफ्टवेयर तुलना लेख पर जाना है।

सामग्री

प्रोटोटाइप (ब्रेडबोर्ड सर्किट, आदि)

महत्वपूर्ण सोच

भौतिक डिजाइन

ईडीए की अपनी पसंद के साथ कंप्यूटर स्थापित

ठीक है, इसलिए यह एक लंबी प्रक्रिया रही है और हमने अभी तक वास्तविक पीसीबी को डिजाइन करना भी शुरू नहीं किया है। मैंने कभी नहीं कहा कि यह सब के बाद आसान होने वाला था, लेकिन यह पूरा करने के लिए एक बहुत ही पूर्ण परियोजना है। अधिक जटिल परियोजनाओं के लिए पीसीबी डिजाइन करना विशेष रूप से अच्छी भावना है जो एडिसन मॉड्यूल के अनुकूल है।