Die Engineering-Crash-Kurs (für Hersteller) (2 / 4 schritt)

Schritt 2: Wahl der richtigen Ausrüstung


In diesem Schritt werde ich wie die richtige Ausrüstung für Ihr Projekt, wählen Sie decken, aber ich den folgenden Haftungsausschluss für alle Hersteller da draußen vorstellen.

DISCLAIMER: Misch- und passende Produkte können nützlich sein für jedes Projekt, also bitte nicht wie diese Liste in der Regel für Projektbau ist das Gefühl. Viele Produkte haben mehrere Zwecke und es ist bis zu der Hersteller zu entscheiden, welche Funktionen für ihr Projekt am wichtigsten sind, und welche Geräte sie sich am wohlsten fühlen mit.

Wie in Schritt 1 dieses Instructable erwähnt, sind Mikrocontroller wahrscheinlich die wohl beliebtesten Produkt von der Maker-Community verwendet. Sie sind einfach zu bedienen und Entscheidungsträgern zur Verfügung stehenden Ressourcen sind endlos. Für erfahrene Entscheidungsträger gibt es andere Produktkategorien möchte ich zu decken, so dass jeder Anfänger versteht ihr Zukunftsprojekt Gebäude Potenzial.


Field Programmable Gate Arrays (FPGAs): Geräte, die sind flexibler (Programmierung Weise) als Mikrocontroller und bieten Leistungsfähigkeit erhöht.

Wie bereits erwähnt in Schritt 1 dieses Instructable sind FPGAs gebaut, um bieten enorme Projekt Funktionen und haben die Möglichkeit, komplett neu programmiert werden. Bei der Überprüfung von FPGAs online, sie unterscheiden sich häufig durch ihre Funktionen, darunter Begriffe wie: Logik Zellen, Speicher-Funktionen, DSP-Scheiben, Transceiver Geschwindigkeiten und i/o Pins. Eine kurze Erläuterung dieser Funktionen sind unten aufgeführt, um Ihnen helfen zu verstehen, was Produktseiten diskutieren.

Logik Zellen: Eine Art von Zelle, die für einen bestimmten Zweck umprogrammiert werden kann. Zu wissen, wie viele Zellen zur Verfügung stehen kann Ihnen ein Messgerät wie kompliziert Sie Ihr Projekt mit dem Stück verfügbar machen kann (d.h. besitzen größere Zahl von Legos können Sie ein größeres Projekt zu bauen, wo Legos im Besitz verschiedener Ihre Gebäude-Möglichkeiten Einflüsse).

Speicher: Bezieht sich auf die Prozesse, die Ihr Projekt auf einmal verarbeiten kann.

DSP-Slices: Speziell für Datenverarbeitung entwickelt. Ähnlich wie Logik Zellen aber spezielle für die Signalverarbeitung. Diese Komponenten bieten schnelle Berechnungen (d.h. analog-digital-Konvertierung, etc..).

Transceiver Geschwindigkeiten: Einrichten, Kommunikation entweder rasch helfen zwischen Geräten oder innerhalb der Karte selbst. Transceiver werden jedoch häufiger Board Kommunikation mit äußeren Geräten verwendet.

I/o-Pins: Kanäle für jede Art von Kommunikation Zweck, Unterstützung der Kommunikation mit dem Vorstand.

Diese Features informieren den Ingenieur des Board-Möglichkeiten in Bezug auf die Programmierbarkeit. Nach dem Gespräch mit einer anderen Mitarbeiterin, gesegnet im Bereich des Verstehens FPGAs, erfanden wir eine Analogie zu das Konzept eines FPGA-Boards besser zu erklären.

Wenn man über ein FPGA-Board, könnten Sie sich vorstellen, den menschlichen Körper. Alles in allem hat es eine enorme Menge an Möglichkeit, wobei jeder Teil eine Funktion, die abgebaut werden kann hat, bis es eine sehr kleine, aber funktionierende Zelle ähnelt. Diese Zellen sind ähnlich wie Logik Zellen, die für bestimmte Zwecke und Arbeit zusammen programmiert werden können, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen. Für jede gegebene Aktivität, die Sie während des Tages tun, erfordern Sie Körper die Verwendung mehrerer Zellen, die zusammen arbeiten (z. B. wie werfen einen Fußball Muskeln in Ihrem Arm, Finger und Koordination mit Ihrem Gehirn nutzt, um eine wünschenswerte Reaktion führen). Jedoch während dieser Tätigkeit werden Sie höchstwahrscheinlich nie jede einzelne Zelle benötigen, und diese verbleibenden Zellen bleibt inaktiv, bis eine andere Aktivität programmiert.

Während diese Analogie sicherlich nicht jeden Aspekt eines FPGA-Boards abdeckt, es etwas Licht auf wie Ingenieure dieses Gerät verwenden können, um komplizierte Projekte zu realisieren. In einem Versuch, nützliche Boards für engineering-Aktivitäten zu konstruieren versuchen Hersteller, logische Komponenten jedes Board Zellen als Allzweck wie möglich zu kombinieren. Dies stellt jedes Board mit der Fähigkeit, umprogrammiert werden, um mit einer Vielzahl von Aktivitäten zu unterstützen. Ohne weitere Ingenieurausbildung, ist es schwer zu erklären, dass die Möglichkeiten-FPGA-Boards bieten können. Aber mit den verfügbaren Ressourcen online (einige hilfreich sind hier zu finden: 1, 2, 3, 4, 5), auch meinesgleichen können beginnen zu verstehen, wie mithilfe von FPGAs für kleinere Projekte (wie diese hier: 1, 2, 3).


Pmod (periphere Modul): Eine kleine i/o-Gerät, die zusätzliche Funktionen für die programmierbare Logik (z. B. FPGAs) und embedded-Control (z. B. Mikrocontroller) Bretter bietet.

Im Gegensatz zu FPGAs können Pmods ein unerfahrener Maker bester Freund aufgrund der zusätzlichen Funktionalität sein, bieten sie für dein Board. Da Pmods mit Brettern mit einem bestimmten Protokoll (SPI, I2C, UART, oder GPIO) und Pinout kommunizieren (d.h. die Mittel, mit denen Ihre Pmod deine Pinnwand verbindet), sie sind häufiger mit embedded Processing Boards von Entscheidungsträgern eingesetzt. Ohne Programmierkenntnisse, Pmods sind einfach zu bedienen (und schreiben Code) in Verbindung mit einem Mikrocontroller zur Verfügung gestellt zusammenpassen sie mit definiertes Signal-Kommunikation (z. B. PmodJSTK und WF32 in dieser Instructable beide kommunizieren über SPI).

Mit einem Pmod bieten einzigartiges Projektfunktionen in Verbindung mit dem Mikrocontroller Board. Beispiele für diese Projekt-Änderungen: ein OLED-Display (Instructable 1) hinzufügen, mit Schiebeschalter (Instructable 2), Objektabständen (Instructable 3) messen, Messung von Beschleunigung und DC Motoren (Instructable 4). Mit dem Zusatz von relativ kostengünstig Projektkomponenten Sie können Code mehr Funktionalität in Ihr Projekt, so dass Ihr Projekt viel einzigartigeren mit einfachen Änderungen aus vergangenen Projekten online gefunden (siehe Abschnitt Codierung).

Lesen, wie man jede Pmod zu verwenden ist auch relativ einfach für nicht-Techniker durch die Online-Referenz-Handbücher, die beschriftete Diagramme zur Verfügung zu stellen. Diese Diagramme werden neue Benutzer angezeigt, wofür jedes Teil das Pmod verwendet wird; präsentiert einem umfassenden Überblick über die Möglichkeiten jedes Pmod kann zum Projekt beitragen.


Mikrocontroller: A einfache Vorrichtung, die von den meisten Entscheidungsträgern mit Programmierung eingesetzt Fähigkeiten, die leicht zu erlernen sind.

Obwohl vieles davon im Schritt 1 erklärt wurde, verwenden Hersteller häufig Mikrocontroller aufgrund ihrer Einfachheit, Kostengünstigkeit und einfach zu bedienende Benutzeroberfläche. Diese Geräte passen in der Regel mit einem USB-Anschluss, mit dem PC-Anschluss, so dass den Hersteller das Gerät mit Software wie MPIDEleicht zu programmieren zu können. Jeder Mikrocontroller Board ist von dem tatsächlichen Mikrocontroller definiert, die in den meisten Fällen irgendwo in der Mitte des Brettes befindet. Dieser Mikrocontroller ist welche Hersteller programmieren können mit MPIDE, und die umliegenden Teile sind was Zusatzplatine Funktionalität bereitstellen.

Auf den meisten Boards können die Benutzer erwarten verschiedene Anschlüsse und andere Features, die Board-Funktionalität zu verbessern. Die gemeinsame Anschlüsse, die möglicherweise vorhanden sind das: PWM, Power, Analog, Digital, I/O, SPI oder I2C Anschlüsse. Diese werden im folgenden beschrieben, bieten mehr Details über die Funktionsweise jedes Feature auf den Mikrocontroller.

PWM: (Pulsweitenmodulation) Betrifft die Variable Spannungen und Dimmen von LEDs und Kontrolle der Verwendung der Klang der Motoren in einem Projekt verwendet werden. Für weitere detaillierte Informationen finden Sie in diesem Tutorial.

Macht: Diese Steckverbinder in der Regel dein Board mit Strom versorgen und deshalb Ihr Projekt zum Leben zu erwecken. Leistung mit einer Vielzahl von Quellen auf Ihre Mikrocontroller, wie z. B. zwischen den USB-Anschluss und dem Computer, wo Sie Programme testen bereitgestellt werden kann und schnell und zu ändern, was Korrekturen braucht. Sie können auch Strom mithilfe einer Stromquelle wie ein Akku-Pack mit Jumper Kabel oder durch den Anschluss alternative Stromversorgung über den geltenden Connector (d.h. Fass Stecker) anschließen.

Analog/Digital: Beziehen sich auf die Signale, die dein Board verstehen kann. Analoge Signale sind anders als digitale Signale, dass sie kontinuierlich über die Zeit variieren während digitale Signale zwischen verschiedenen "Ebenen" im Laufe der Zeit variieren. Schauen Sie sich dieses Tutorial für einen schnellen Überblick über jedes Signal mit visuellen Beispielen.

I/O: Input/Output-Pins helfen dein Board senden oder empfangen Signale von und zu anderen Geräten. Diese Stifte nur kommunizieren über entweder die Eingangs- oder Funktion (sie können nicht gleichzeitig verwendet werden), aber ähnlich wie Stadt-Autobahnen, die Richtung, auf halbem Weg durch den Tag wechseln, um den Verkehrsfluss zu unterstützen umgekehrt werden können.

SPI/I2C: Bereiche auf dem Brett, die auf SPI oder I2C Funktionen verweisen verweisen Kommunikationsprotokolle. Die wichtige Sache zu erinnern ist, dass wenn Sie zwei (oder mehr) Geräte kommunizieren machen möchten, müssen sie in der Lage, die gleiche Sprache sprechen (d.h. verstehen beide SPI).

Weitere Features, die auf Ihre Mikrocontroller gefunden werden können sind verschiedene interaktive Geräte, wie Taster, Reset-Taster und LEDs. Diese ermöglichen dem Benutzer, verschiedene Projektmanagement-Funktionen (d. h. Drucktasten) zu programmieren und wieder zu früheren Schritten in Ihrem Programm (d.h. Reset-Taste). Unterschiedliche Kopfzeilen können auch Funktionen mit der Möglichkeit zum Hinzufügen von Geräten wie Pmods hinzufügen.

Beginnend mit einer Projektidee und zu wissen, was Sie erstellen möchten werden wesentlich beeinflussen, welches Produkt das richtige für Ihr Projekt ist. Wenn Sie Gefühl überhaupt unsicher welches Board ist das richtige für Sie, versuchen Sie bei anderen Instructables, herauszufinden, wie andere Hersteller der Materialien kombiniert wählten sie verwenden. Diese Hilfe, die Sie sehen, was wichtig sein kann (oder auch nicht) für Ihre eigene Kreation, und hoffentlich werden Sie zu einem erfolgreichen Ergebnis führen. Für weitere Hilfe zu den oben aufgeführten Themen können Referenzseiten, verfügbar auf den meisten Websites überprüfen, um mehr über die spezifischen Produkteigenschaften.

Sobald Sie, welche Geräte wissen möchten Sie mithilfe der nächste Schritt ist herauszufinden, wie, können Sie Ihre Geräte einrichten. Im nächsten Schritt werde ich decken, wie die Wahl der richtigen Software für dein Board Ihr Projekt zum Erfolg zu verbessern.

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