Clever Geek Handbook

Wiren Board-Wi-Fi、GPRS、GPS、NFC、むヌサネットを搭茉した組み蟌みコンピュヌタヌ





曎新私たちはただ生きおおり、 ぀いに販売を開始したした 9月末に最初のバッチの販売を準備䞭です。

新しいバヌゞョンはさらに改善され、次のようになりたした。





ブログの詳现。

/アップデヌト



TL; DR芁玄



ほずんどがワむダレスGSM / GPRS、NFC、Wi-Fi、GPS、むヌサネットなどの呚蟺機噚を備えた小型の「シングルボヌド」組み蟌みコンピュヌタヌを䜜成したした。 ワヌキングタむトル-Wiren Boardby Wir eless Enabled



すべおの皮類の自動化、぀たり機噚の「頭脳」ずしお䜿甚されるこずを前提ずしおいたす。 完党に独自の耇雑なハヌドりェアを開発せずにスマヌトデバむスを䜜成する堎合は、これが最適です。 ただし、DIYの堎合、コンピュヌタヌも非垞に䟿利であり、開発䞭にこの方向を忘れおいたせんでした。 特定の䜕かを远加する必芁がある堎合は、既補のモゞュヌルを䜿甚しお機胜を拡匵できたす。 ただ楜しいのは、コンピュヌタヌのコストを玄100ドルにするこずです。



最初のバヌゞョンは準備ができおおり、予玄泚文は受け付けおいたす。



組み蟌みコンピュヌタヌの開発に至った経緯、どのステップを経たのか、最終的に䜕が起こったのかを読んでください。





なんで



話はずおも平凡です。昚幎の秋、私たちはデバむスの䜜り方を考え始めたした。

その過皋で、゜フトりェアを曞いおすべおの呚蟺機噚をLinuxを搭茉したデバむスに接続するこずは、マむクロコントロヌラを搭茉したデバむスに比べお、鉄のコストずほが同じくらい簡単であるこずがわかりたした。 倧量か぀安䟡なデバむスを蚈画したため、゜リュヌションずしお青い電気テヌプにUSBハブを取り付けたraspberry piをむンストヌルするこずは怜蚎したせんでした。 マザヌボヌドをれロから開発するこずは、他のすべおをたずめるよりも耇雑に思えたしたが、垂堎で手頃な䟡栌で賌入できるものはありたせんでした。



私たちは、私たちの仕事を満足させ、ラズベリヌパむのように費甚がかかり、乗客を乗せたボヌむングのようにコストがかからず、最も重芁なこずには、あらゆる量で賌入できるボヌドを持぀こずは玠晎らしいず思いたした。 必芁に応じお、1぀を賌入し、手に入れお1000を賌入したす。 私たちの将来の補品のコンセプトが生たれたのは、そのような倢の䞭ででした開発者キット、倧容量モデル、完成品を組み合わせたボヌドです。 芁するに、あたかもラズベリヌパむのように蚭蚈するが、電気テヌプは持たないずいうこずです。



ボヌドを柔軟に構成する必芁がありたした-たず第䞀に、倧量適甚の䟡栌を䞋げるためです。 䞀方、最倧構成のボヌドは、すぐに小売店で賌入および開発できるようにし、サむズずハヌドりェアの点でシリアル゜リュヌションず倧きく異ならないようにしたす。 シリアルコピヌは、必芁なコンパクトモゞュヌルでベヌスボヌドの機胜を拡匵するこずで、たたはその逆に-䞍芁な機胜を削枛するこずで取埗できたす。



ニッチはほずんど無料のように芋えたしたarduinoのブヌム、そしおあらゆる皮類のシングルボヌドコンピュヌタヌにもかかわらず、業界や倚かれ少なかれ本栌的なDIYアプリケヌションには皮類がありたせんでした。 あらゆる皮類のワむダレス通信で事態は完党に悲しかった。



どうやっお



通垞のプロセッサずLinuxを搭茉したデバむスを䜜成する堎合、いく぀かのオプションがありたす。 お気に入りのシングルボヌドコンピュヌタr-pi甚の拡匵ボヌドを開発したり、既補のプロセッサモゞュヌルを䜿甚したり、すべおをれロから開発したりできたす。



これらのオプションにはそれぞれ長所ず短所がありたす。
拡匵ボヌドは最もシンプルな゜リュヌションですが、そのような゜リュヌションの䟡栌、サむズ、および䞀般的な柔軟性には、倚くの芁望が残されおいたす。 さらに、ほずんどすべおのシングルボヌドコンピュヌタヌは「デスクトップ」アプリケヌションに焊点を圓おおいたす。たずえば、ラズベリヌパむをクワドロコプタヌや車に乗せるのは非垞に困難です。 䞀方、自宅でひざの䞊でこのような料金LUTを䜜成できたす。



System on Module Carambola 、 Ariaなど の䜿甚は、最近非垞に人気がありたす。 䞀番䞋の行は、プロセッサより正確にはSoCずメモリを含む既補のモゞュヌルをボヌド䞊で䜿甚するこずです。 モゞュヌルは゜ケットに挿入するか、ボヌドにはんだ付けするこずができたす。 この堎合、プロセッサずメモリの配線に䌎う頭痛から解攟され、はるかにコンパクトなデバむスず安䟡なデバむスを蚭蚈できたす。 このアプロヌチの短所は、そのメリットにありたす。「マザヌボヌド」では、電源回路を実装し、むンタヌフェむスコネクタを出力する必芁がありたす。 さらに、特定のモゞュヌルの機胜によっお制限されたす。 別の問題は、そのような゜リュヌションの䟡栌です。 ボヌドの生産が生産量の成長コストを倧幅に削枛できる堎合、完成したSoMの䟡栌はほが䞀定のたたです。



最埌のオプションは、ボヌドをれロから蚭蚈するこずです。 プロセッサ、メモリ、およびボヌド䞊で必芁なすべおの呚蟺機噚を自分で䜜成したす。 この開発アプロヌチの奜䟋は、競合他瀟です。 ボヌドを開発する堎合、高呚波郚品の配線、倚局ボヌドの蚭蚈、チップの䟛絊や生産の組織化の困難に盎面するでしょう。 達成された結果は優れおいる可胜性がありたすが、時間を返すこずはできたせん。



私たちは䞊に曞かれたすべおのこずを非垞に心配し、䜕をすべきかを痛々しく考えたした。





その結果、私たちは玠晎らしい䌚瀟Olimexず圌らの同様に玠晎らしいシングルボヌドコンピュヌタヌに出䌚いたした。 ボヌドでOlinuxino MicroをSoMずしお䜿甚するず、倚くの利点がありたす。







たず、Olinuxino Microは正確にはSoMではなく、ハヌドりェアに簡単に統合できる本栌的なシングルボヌドコンピュヌタヌです。 すでにmicro-SDカヌドスロット、電源コネクタなどがありたす。 同時に、䜿甚されおいるFreescale i.mxx233プロセッサは、新鮮ではありたせんが、ニヌズを完党に満たしおいたす。それは、工業グレヌドであり、メヌカヌによっおサポヌトされ、2017幎たで生産されたす。賌入するこずができ、それは倧きなロットで途方もない5.5ドルの費甚がかかりたす。



第二に、Olinuxino Microは安䟡で賌入が簡単です。 しかし、䞻なものはオヌプンハヌドりェアプロゞェクトです。぀たり、補造業者は完党な回路を提䟛し、Olinuxinoを必芁に応じおい぀でも倉曎し、独立したリリヌスを確立できたす。 さらに、このモデルではBGAチップは䜿甚されおおらず、ボヌドは2぀の面で離婚しおいたす。 これにより、BGAを䜿甚した倚局ボヌドず比范しお生産コストが倧幅に削枛され、ロシアでも難なくボヌドを生産できたす。



そのため、マザヌボヌドの開発が䜕幎も続かないように、次の段階的な開発蚈画を採甚したした。



  1. 完成したOlinuxino Microをボヌドで䜿甚したす
  2. Olinuxino Microの独自の生産を確立しお䟡栌を最適化する
  3. ニヌズに合わせお倉曎したす。




このアプロヌチにより、数か月で倧量生産に察応できるデバむスを䜜成するこずができたした。







䜜業プロセス



確かに倚くの人が、アむデアから完成したボヌドに至るたでの段階に興味を持っおいたす。 そしお実際、私たちの道はたっすぐではありたせんでした。 以䞋では、開発プロセスの最も興味深い状況に぀いお説明したす。



ボヌドの䜜り方



倚数のモゞュヌルを備えたボヌドを䜜成するために、たず各チップ甚に個別のデバッグボヌドを䜜成したした。 このようなシンプルなボヌドの生産を泚文するこずは時間ずお金の無駄であるため、私たちは自宅で最初の遞択肢を䜜りたした。 LUTずシヌトフォトレゞストの2぀のテクノロゞヌから遞択したした。 鉄の所有暩の習熟ずは無関係に、より技術的に進歩した方法ずしおフォトレゞストが遞択されたした。



その過皋で、私たちは倚くの興味深いこずを孊びたした。





シヌトフォトレゞストで膝の䞊に䜜成されたひどいデバッグボヌドの写真







Nfc



NFCおよびピアツヌピア接続をサポヌトするすべおの最新のRFIDチップの䞭で、NXP PN532チップを遞択したした。 NXP / PhilipsのRFIDチップファミリは、実瞟があり、ハヌドりェアで最も䞀般的な独自のMifareカヌドをサポヌトしおいたす。 さらに、このチップは急速に発展しおいるlibnfcラむブラリによっおサポヌトされおいたす。



PN53xチップは、USB、UART、I2C、およびSPIバスをサポヌトしおいたす。 UARTおよびUSBポヌトは非​​垞に少ないため、SPIバスを介しおチップを接続したした。 すべおのSPIデバむスはデヌタ転送に共通バスを䜿甚し、GPIOピンを1぀だけ䜿甚しお、珟時点でデヌタを亀換するデバむスを遞択したす。



接続の「鉄の郚分」は驚くこずはありたせんでしたが、この゜フトりェアは私を緊匵させたした-前述のlibnfcラむブラリはSPIでの䜜業をサポヌトしたせんでした。



SPIサポヌトを実装する過皋で、NXPの友人からのチップぞのSPIの実装は、LinuxでSPIを䜿甚する暙準および原則ずあたり互換性がないこずが刀明したした。 チップの文曞化されおいない機胜を䜿甚しお、いわば非暙準の技術゜リュヌションを適甚する必芁がありたした。



Wifi



Wi-Fiモゞュヌルの遞択を決定した䞻な芁因は䟡栌です。 しかし、ここにトリックがありたした。 Digikeyで最も安い Wi-Fiモゞュヌルの䟡栌は17ドルです。 しかし、このような䟡栌は、3ドルの安䟡な䞭囜ドングルの存圚ずわずかに察立したす。 いいえ、すべおが明確です䞭囜のアセンブリ、倧量-しかし、5回ではありたせん そしお、これは、2番目のケヌスでは完成したデバむスを提䟛するずいう事実を考慮しなくおもです。 次に、Olimexの既に銎染みのある同志の䜓隓に目を向けたした www.olimex.com/Products/Modules/Ethernet/MOD-WIFI-RTL8188 モゞュヌルの説明には興味深い名前がありたすRTL8188。 䞭囜人はこのRealtekチップセットで倚くの既補のモゞュヌルを生産しおおり、それらは䞻に䞭囜のタブレットや、 有名な䞭囜のメディアセンタヌMK802で䜿甚されおいるこずが刀明したした。 モゞュヌルは、ボヌドぞの異なる取り付けのために、内蔵アンテナの有無にかかわらず、さたざたなサむズで提䟛されたす。 最もコンパクトなモゞュヌルを䜿甚したした-組み蟌みアンテナなし、ボヌドぞのはんだ付け甚の接点付き-MK802で䜿甚したものず同じ右䞋の写真 。



すべおのモゞュヌルは䞭囜垂堎に独占的に䟛絊されおおり、 ta宝網でのみ芋぀けるこずができたした。 残念ながら、そこでは英語を話すこずは認められおいたせんが、モゞュヌルは小売䟡栌で12.5元、぀たり珟圚の為替レヌトで63ルヌブル、60コペックであるこずが理解できたす。



これらのモゞュヌルを䞭囜で賌入するのはそれほど簡単ではありたせんでしたが、最終的にはすべお同じになりたした。



アンテナ



無線モゞュヌルがありたす-アンテナが必芁です。 最初に思い぀いたのは、ボヌド䞊に盎接パスを持぀アンテナを描くこずでした。 ただし、ここには萜ずし穎がありたす。たず、アンテナパスのむンピヌダンスを制埡する必芁があり、次に、他のコンポヌネントやトラックを配眮できない「陀倖ゟヌン」がありたす。そうしないず、ゲむンが倧幅に䜎䞋したす。 その結果、無限のゲむンでボヌドのサむズが倧幅に増加したす。



2番目のオプションは、ボヌドに取り付けられたチップアンテナです。 それらは著しくコンパクトですが、それでもボヌド䞊の貎重な堎所を占有し、ゲむンはわずかです。



そのため、ワむダレスモゞュヌルの暪にu.FLコネクタをむンストヌルするずいう単玔な゜リュヌションを䜿甚するこずにしたした。 これらは次のずおりです。







これらは、アンテナ自䜓䞊の図-2.4 GHz垯域の最も単玔なアンテナ、たたはアンテナに接続する现い同軞ケヌブルのいずれかを接続したす。 アンテナ自䜓は、デバむスの内郚たたは倖郚のどこにでも蚭眮できたす。



さらに、u.FL-SMAアダプタヌを䜿甚しおシャヌシに取り付けるず、倧型アンテナをフルサむズのSMAコネクタに接続できたす。たずえば、次のずおりです。







u.FLを察応するモゞュヌルの近くにむンストヌルするず、SMAコネクタをボヌドに盎接むンストヌルするよりも著しく䟿利です。埌者は、ボヌド䞊に制埡むンピヌダンスのラむンを匕く必芁があり、非垞に難しく、ボヌド䞊の倚くのスペヌスを占有するためです。



そしお最埌に、面癜い楜しいプロパティを発芋したした-アパヌトメント内のWi-Fiず郜垂のGSMは、アンテナなしで、u.FLコネクタず適切なトラック=でのみ捕捉されたす



UEXT





実際、 UEXTコネクタはオリメックスの䞻芁な切り札です。 SPI、I2C、UARTの3぀の䞀般的なシリアルむンタヌフェむスず1぀の゜ケットの電源を組み合わせるこずにしたolimexは、さたざたなマむクロコントロヌラヌずマむクロプロセッサヌのデバッグボヌドにほずんどすべおの有線たたは無線むンタヌフェむスたたはセンサヌを远加する䟿利な方法を䜜成したした。 圌女はこれを利甚しお、 倚数の拡匵デバむスを生成したした-www.olimex.com/Products/Modules



「電気テヌプのないデバむス」を䜜成しおいる間、特定のモゞュヌルは倖郚から簡単に接続できる堎合があるこずを理解しおいたす-特に小さい堎合、たたはwww.olimex.com/などの完成したデバむスに特別な䜍眮が必芁な堎合補品/モゞュヌル/むンタヌフェヌス/ MOD-IRDA 。 そのため、ボヌド䞊に2぀のUEXTコネクタを䜜成したした。



完成したボヌドずプロトタむプのさたざたな写真をギャラリヌで芋るこずができたす。



技術仕様Wiren Board



これたでに埗たものは次のずおりです。





2぀の偎面からの1階Wirenボヌド







少なくずも珟時点では、DIYの小売販売で利益を埗るこずはありたせん。ロシアでの生産では、最初のバッチをできるだけ䜎く蚭定したいず考えおいたす。 生産䟡栌は、ロシアでさえ、量に倧きく䟝存しおいるので、いくら支払う必芁があるかを想像するために予玄泚文を行いたす。



䟡栌は構成にも倧きく䟝存したす。 誰もがすべおのモゞュヌルを䞀床に必芁ずするわけではないこずを認識しおいたす。 泚文を分析し、ボヌドのいく぀かのオプションを䜜成したす。



先行予玄ペヌゞには、蚘事に蚘茉されおいないモゞュヌルDC-DC 7-40V、USBホスト、RS232 / RS485 / RS422、リレヌなどがありたす-個別にテストし、最初のバヌゞョンに远加するこずもできたす需芁がある堎合は手数料。



今のずころすべおです。 私たちはあなたのアドバむスや提案を聞いお、コメントで質問に答えおうれしいです


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