מודולים אדירים: לוחות ניתנים לחיבור כדי לבנות את הפרויקט שלך

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


מגיע שלב במסע של מעצב חומרה מקצועי שבו פרויקט מבוסס לוח מפתחים צריך להפוך למשהו שניתן לייצר בצורה קיימא. גורם הצורה של לוח פיתוח טיפוסי של Arduino או Raspberry Pi יכול להציב אתגרים בהקשר זה. אבל עיצוב מעגלים מלאים ומותאמים אישית יכול להיות מרתיע מדי, במיוחד אם הוא זקוק לפונקציות עיבוד מובטחות. למרבה המזל, קיימת דרך ביניים: שימוש במודולים מיוצרים עם לוחות פריצה מותאמים אישית.

צרכי ה-IO והמחשוב של המוצר שלך הם רק אחד משיקולי העיצוב בעת שליחת מוצרים לטבע. כמה גדול זה יהיה? זה צריך קירור? האם איטום מזג אוויר חיוני? האם זה חייב לקבל שירות בשטח? מהן דרישות החשמל? כל אחד מאלה, ושלל דאגות אחרות, מניע את הבחירה היכן ליצור איזון בין מה שאתה בונה לבין מה שאתה קונה לשימוש במוצר. לוחות כמו Arduino Uno או Raspberry Pi Model B מובנים היטב, אך יכולים להיות מתסכלים לשימוש בעיצובים מופקים. הוספת Wi-Fi לרוב Arduinos דורשת בדרך כלל רכיבים חיצוניים, ומכאן השימוש הנפוץ ב-ESP8266 בעיצובים מסחריים. Raspberry Pis מסתמכים על כרטיסי SD שמוסיפים נקודות נוספות של כשל או משטחי תקיפה למערכת.

באופן אידיאלי, מעצב יפתח בהתאמה אישית רק את ההיבטים המייצגים את הצעת הערך הייחודית של המוצר שלו, וישלב את הלוח המותאם אישית שלו עם מוצרים מסחריים המספקים מספיק, אבל לא יותר מדי מהצרכים המינימליים שלהם. במקרים מסוימים, ה-PCB המותאם אישית קטן מספיק כדי שהוא יכול להיות לוח בת (למשל "כובע" או "מגן") למעבד; במקרים אחרים, המעבד עשוי להיות קטן בהרבה מה-PCB המותאם אישית ולהתחבר אליו כמודול. בקצה הגבוה של עיצוב הייצור, כוח העיבוד עשוי להיות שבב מסחרי המולחם על ה-PCB המותאם אישית.

לוח של צד שלישי יכול לטפל במגוון רחב של פונקציות סחורות: עיבוד, רשת, אחסון, שעון, ניהול צריכת חשמל, GPS וכו'. מעטים מהפונקציות הללו הגיוניות לפיתוח מותאם אישית. קביעת הצרכים של העיצוב שלך תניע את בחירת המוצר. מדוע לשלם עבור GPS על הסיפון אם המוצר שלך אינו זקוק לשירותי מיקום?

גורם צורה וצריכת חשמל הם גם גורמים מרכזיים בבחירת הרכיב הנכון. האם ה-PCB המותאם אישית יהיה גדול או קטן יותר מלוח המעבד – מי מחובר למי?
האם הפורמט של המוצר יכול לתמוך בלוחות מוערמים באמצעות פינים וכותרות GPIO, או שהוא צריך להישאר שטוח ודורש מחברי קצה או כבלי סרט?

בואו נסתכל על כמה הצעות של מערכת על מודול (SoM) שהצליחו בשוק: Raspberry Pi Compute Module, Sparkfun MicroMod, Particle SoM וסדרת Nvidia Jetson. קיימות אפשרויות רבות אחרות, אך לוחות אלו מייצגים ספקים גדולים, כולם מספקים גישות שונות לאינטגרציה של מוצרים.

מודולי מחשוב של RASPBERRY PI

ה פאי פטל סדרה של מחשבים עם לוח יחיד שינתה את נוף הפיתוח המשובץ על ידי מתן מערכת הפעלה מלאה ונפוצה (OS), Linux, על פלטפורמה בגודל של לוחות מיקרו-בקר רבים. עם יציאות USB, שפע של פיני GPIO לאינטראקציה עם העולם, HDMI ויכולת הרחבה באמצעות לוחות Hardware Attached on Top (HAT), מפתחים יכולים למנף עשרות שנים של יישומי לינוקס וערכות כלים כדי להביא כוח ברמת המחשב לבעיות משובצות.

בשנה שעברה 10% מהלוחות שנמכרו Raspberry Pi היו Raspberry Pi Compute Modules (CM), גרסה קטנה יותר של ה-Pi עם זיכרון מובנה במקום כרטיס SD, פינים אך ללא יציאות עבור ממשקים כמו Ethernet ו-HDMI (לעיל ), ופחות סיכות GPIO. החברה צופה ש-CMs יקפוץ עד 15% מהלוחות שנמכרו בשנת 2021. המשתמשים צפויים ליצור לוח ספק מותאם אישית כדי לחשוף יציאות נחוצות, או יצטרכו להשתמש באחד מלוחות ה-Pi IO. המיועדים למפתחים תעשייתיים ומסחריים, ה-CM3 וה-CM4 הוכחו כפופולאריות ביותר עבור יישומים "מוטבעים עמוקים".

מאפיינים חשובים עבור שווקים אלה לרוב אינם מוכרים ליצרנים. ה-CM4 מציע אתחול מאובטח א-סימטרי המאשר באופן קריפטוגרפי כל שלב בתהליך האתחול כהגנה מפני תוכנות זדוניות. זה אולי מעניין רק למשתמשי עשה זאת בעצמך, אבל זה קריטי לבסיס גדול שמותקן ב-IoT. בנוסף, Raspberry Pi השקיעה ביצירת תוכנית אינטגרטור המחברת את המשתמשים לצוות ייעודי ב-UL כדי לנווט בעולם המסובך של בדיקות וניירת הנדרשים כדי לעמוד בתקני תאימות בינלאומיים, דרישה חיונית למוצרים רבים.

כעת תמצאו לוחות CM בתוך מוצרי צריכה שונים, כגון תצוגות שילוט דיגיטלי של NEC, בקרות וצגים לתהליכים תעשייתיים של Sfera Labs וטאבלט CutiePi (cutiepi.io) .

טאבלט CutiePi

יש גם המון לוחות בסיס שאתה יכול לקנות, להכניס CMs משלך ולבנות לתוך פרויקטים חדשים לגמרי. ה Turing Pi 2 ו StereoPi אפשרויות הן שתי דוגמאות טובות.

סומי חלקיקים

חֶלְקִיק יצא לשוק עם יעד ברור מאוד להפוך לספקית IoT מובילה. ההצעה שלהם מספקת מערכת אקולוגית מקצה לקצה המורכבת מחומרה, מערכת הפעלה, קישוריות ותשתית ענן. ניתן לפתח ולפרוס במהירות יישומי מחשוב Edge עם חבילה מהקופסה של פרוטוקולי תקשורת (Wi-Fi, סלולר ו-BLE), כלי ניהול, דיווח ואבטחה, מבלי להרכיב חלקים וחלקים ממגוון של ספקים.

Particle השקיעה בערכות מפתחים ומספקת תוכניות חינמיות עבור עד 100 מכשירים, מה שהופך את נתיב הכניסה מתועד היטב ומרתק למפתחים. עם זאת, לשימוש ביישומים המסתמכים על מכשיר בודד, במיוחד עבור יצרני עשה זאת בעצמך, חלק ניכר מההשקעה של Particle בטיפול במספרים גדולים של מכשירים, מחשוב ענן מתקדם, אבטחת IoT והקשחה תעשייתית עשויים שלא לספק ערך רב. אבל אם אתם מעוניינים ללמוד איך לבנות פתרונות IoT מקצועיים או שאתם מתכננים סט של מכשירים שעומדים לחיות בטבע ולתקשר הביתה, כל התכונות הללו, והשילוב המחושב בין אותם, לזרוח.

Particle מציעה תמהיל רחב של הצעות חומרה המספקות תצורות שונות של רדיו, מעבד, זיכרון ופורמט. בחירת הלוח הנכון תלויה בצרכים הספציפיים של האפליקציה שלך. ערכת מפתחים של חלקיקים בשילוב עם תוכנית הנתונים החינמיים שלהם מציעה ערך מדהים להקדמה מקיפה עם מחשוב קצה.

חברות צרכניות רבות משתמשות כעת בבקרי חלקיקים כחלק מפתרונות ה-IoT שלהן, כולל ג'קוזי, Watsco (HVAC), Scientific Aviation (פליטת מתאן לנפט וגז), ודינמיס (עוקב אחר כוח אדם עבור המשמר הלאומי האווירי). אם אתם מחפשים לוח פריצה עבור חלקיקים SoMs, MikroElektronika יצרה אפשרות שמתחברת ל לוחות הקליקים שלהם.

לחץ על Shield by Mikroe

NVIDIA JETSON

Nvidia היא אולי ידועה בעיקר בתור ספקית כרטיסים גרפיים מובילה, אבל מעבד ה-Tegra System on a Chip (SoC) שלהם היה קו עסקי חשוב עבורם. קו המוצרים של Jetson מציע מגוון לוחות מבוססי טגרה המיועדים לפיתוח AI משובץ. האחרון מבין הלוחות הללו, הננו, מתומחר במיוחד כדי לכוון לשוק התחביבים והחינוכיים, בעוד שהאפשרויות החזקות יותר (כגון Jetson TX2 ו-NX/AGX Xavier) עולות לא מעט יותר אך מביאות לביצועים רציניים ברמה מקצועית לשולחן.

ל-Jetson Nano יש הרבה מפרט משותף עם Raspberry Pi. מעבד, זיכרון, קלט/פלט ותצוגה כמעט זהים. שתי הפלטפורמות מרצות הפצת לינוקס; עבור Nano, זה Linux4Tegra מבוסס אובונטו של Nvidia. ההבדל היסודי הגדול ביותר הוא של-Nano יש יחידת עיבוד גרפית של Maxwell (GPU) בת 128 ליבות במהירות 921MHz שמתאימה להפליא להתמודדות עם AI, למידה עמוקה ויישומי ראיית מכונה.

כדי לרתום את המורכבות והעוצמה של לוחות Jetson, תצטרך לפתח עם JetPack SDK של Nvidia. אוסף זה של ספריות, ממשקי API, דוגמאות וכלי מפתחים הוא אותה חבילת רכיבים מבוססת לינוקס המשמשת את הלקוחות המקצועיים של Nvidia. בעוד שמפתחים שמגיעים מרקע של Arduino ולא מ-Linux עשויים למצוא את אוסף הרכיבים מרתיע בתחילה, Nvidia הכינה קבוצה חזקה של דוגמאות, מדריכים ופרויקטים שיעזרו להעלות את המפתחים למהירות.

Jetson ו-JetPack SDK מכניסים כמות מדהימה של כוח לפרויקטים של AI וראייה ממוחשבת בידיהם של יצרנים, ומאפשרים הכל מרובוטים שיכולים לזהות עשבים שוטים מיבולים, למכוניות שיכולות לבצע זיהוי בורות בזמן אמת, ועד מזל"טים שיכולים לזהות שריפות.

ערכת מפתחים של Nvidia Jetson

רוב היצרנים יתממשק תחילה עם אחת מערכות המפתחים של Nvidia, המורכבת ממודול Jetson ולוח נשא שמפרק את כל התכונות שלו ליציאות ופינים נגישים בקלות. ישנם עשרות לוחות ספקים של צד שלישי אם אתה מחפש ממשקים ספציפיים יותר.

Skydio

מכשירים רבים לצרכן משתמשים במודולים של Jetson, כמו מל"טים אוטונומיים של Skydio (Jetson TX2) ו-Coretronic (Jetson Nano ו-NX). מצלמת מגרש הכדורגל Staige K2 (soccerwatch.tv) מופעלת גם על ידי Jetson TX2. וזה רק לגרד את פני השטח; למצוא רשימה מקיפה באתר המפתחים שלהם.

מצלמת Nvidia Soccerwatch

SPARKFUN MICROMOD

SparkFun לוקח מטרה אחרת לשוק המסחרי והמשובץ. המערכת האקולוגית של ה-MicroMod שלהם מספקת ערכת שילוב והתאמה של לוחות שנועדו להאיץ את יצירת האב-טיפוס ועבודת הוכחת הרעיון. כאשר זמן יציאה לשוק הוא המניע החיוני לחברה, להיתקע או לעשות טעויות בשלב יצירת האב-טיפוס עלול להיות קטלני. MicroMod מספקת מעבדים וחיישנים מודולריים שניתן להשתמש בהם עם לוחות נשא שונים. המעבדים כולם משתמשים במחברי M.2 סטנדרטיים וניתן להחליף אותם בקלות כדי לאפשר השוואה מהירה בין ה…



קישור לכתבת המקור – 2022-05-24 18:00:00

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר