حالة المجالس: قواعد الأجهزة البسيطة والصغيرة - 💡 Fix My Ideas

حالة المجالس: قواعد الأجهزة البسيطة والصغيرة

حالة المجالس: قواعد الأجهزة البسيطة والصغيرة


مؤلف: Ethan Holmes, 2019

قراءة مقالات من المجلة هنا على يصنع:. ليس لديك اشتراك حتى الآن؟ احصل على واحدة اليوم.

على مدار السنوات القليلة الماضية ، شهدنا زيادة هائلة في عدد وتنوع كل من لوحات المتحكم الدقيق وأجهزة الكمبيوتر ذات اللوحة الواحدة. تمامًا كما حدث في أوائل الثمانينيات ، عندما أدى وصول أجهزة الكمبيوتر المنزلية الرخيصة إلى حدوث تنوع في الخيارات والاختيار ، أدى النمو في عدد لوحات المتحكم الدقيق في سوق اليوم إلى أن المصنعين قد جربوا كل من الميزات وعوامل الشكل.

ومع ذلك ، فنحن نعيش في وقت مختلف ، وقد دفعتنا الاتجاهات التي تقود النمو في المتحكمات الدقيقة إلى مسار مختلف عما كانت عليه في المرة الأخيرة. في الثمانينيات ، نظرنا إلى أجهزة الكمبيوتر المنزلية الجديدة ولم نر فقط الشاشات المتوهجة ، ولكن الصناديق التي يمكن معالجتها بأي طريقة من الطرق. بدلاً من ذلك ، يُنظر إلى أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية اليوم على أنها وسيلة للتواصل. في أيامنا هذه ، متحكم - أو حتى كمبيوتر "حقيقي" - بدون اتصال بالإنترنت هو مجرد لبنة.

النظر إلى الخلف

بدأ سوق لوحات متحكم اليوم بلوحات التطوير. في الأساس ، كانت هذه لوحات افتتاحية لشرائح جديدة أراد المصنعون طرحها في السوق. لقد سمحوا للمهندسين المحترفين بالتجربة قبل أن يضعوا طلبات الآلاف ، أو ربما الملايين ، من الرقائق لوضعها داخل منتجاتهم.

من وجهة نظر الهاوي ، تم تصميم لوحات التطوير هذه للمحترفين وكانت مكلفة بشكل عام بحيث لا تكون مفيدة. بالنسبة للجزء الأكبر ، كان متحكم PIC الحالي الموقر هو العمود الفقري للبنيات الإلكترونية لحركة المُصنّع وجاء بواسطة الشريحة بدلاً من اللوحة.

مجموعة مختارة من PIC تحكم الجزئي. الصورة مجاملة رقاقة تكنولوجيا.

بدأ العصر الحديث ، الذي حددته ميكروكنترولر أصبح معبأ بشكل مريح على الألواح ، مع اردوينو. لقد غيّر "السبورة الزرقاء الصغيرة التي يمكن أن" الطريقة التي نمارس بها الإلكترونيات ، ليس فقط للهواة ، ولكن للمحترفين أيضًا. هذه المجالس المطورة باهظة الثمن والموثقة بشكل سيئ للسوق الاحترافية قد أفسحت المجال أمام لوحات متحكم أرخص يمكن الوصول إليها بسهولة أكبر. كان ذلك جيدًا للجميع ، بما في ذلك المحترفون ، ولدينا صناع نشكرهم على ذلك.

يتطلع

من الآمن أن نقول إن الشعبية المتزايدة للأجهزة الذكية المتصلة بالإنترنت ، أو ما يسمى بإنترنت الأشياء (IoT) ، قد غيرت وجه سوق لوحة المتحكم الدقيق.

يأتي الجيل الحالي من اللوحات الآن مع أجهزة راديو وأحيانًا الكثير من أجهزة الراديو. قبل إنترنت الأشياء ، كان يُنظر إلى أجهزة التحكم الدقيقة ، مثل أجهزة الكمبيوتر في الماضي ، على أنها وسيلة لأتمتة أو التحكم فيها. الآن ، أصبحوا أيضًا أدوات اتصال.

إنه فقط ، في معظم الأحيان ، يتحدثون مع بعضهم البعض ، بدلاً من التحدث إلينا.

هوائي الراديو على لوحة Adafruit Feather. الصورة من قبل هيب سفاجا.

رمي في بالوعة المطبخ

سوق لوحة متحكم يمر بمرحلة انتقالية. تمامًا كما تتغير طريقة استخدامنا لأجهزة الكمبيوتر ، فإن الطريقة التي نصنع بها الأجهزة تتغير مع ذلك. ولهذا السبب ، ليس المصنعون متأكدين تمامًا من الطريقة التي سيستخدم بها الناس منتجاتهم. كانت استجابة الكثيرين من الذعر ، وهم "يرمون راديوًا آخر عليه".

كان وصول ما أسميه ألواح "بالوعة المطبخ" ، والتي تحاول أن تكون كل شيء لجميع الناس ، أحد الاتجاهات الرئيسية خلال العام أو العامين الماضيين. يتضح هذا بشكل خاص في Kickstarter ، حيث يسعى الناس بشكل يائس إلى تمييز مجلسهم عن الآخرين.

يتم استخدام Microcontrollers في النهاية للتحكم في الأشياء ، وهذا يعني أنه لا توجد حالة للاستخدام مرة واحدة. لكن هذا لا يعني أنه من الجيد أن يكون هناك لوحة واحدة - مع كل القوة وجميع أجهزة الراديو اللازمة - للقيام بجميع الوظائف التي قد يُطلب من المتحكم الدقيق القيام بها. تأتي لوحة حوض المطبخ النموذجية مزودة بأجهزة راديو متعددة ، وسيحتاج عدد أكبر من وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي إلى ذاكرة أكثر من معظم الأجهزة المدمجة للقيام بمهامها. وهذا الجهاز مكلف. "لوحة واحدة للحكم عليهم جميعًا" لن تكون أبدًا اللوحة المناسبة للاستخدام. كما هو الحال مع سطر أوامر UNIX ، يجب على الناس محاولة التركيز على بناء أدوات صغيرة وبسيطة للأجهزة ، وليس وحدات متراصة عملاقة.

المسائل شكل

أصبحت إحدى الخسائر التي نشأت من نهاية أجهزة الكمبيوتر المنزلية المبكرة واضحة: العدد المتناقص والعوامل المتنوعة للعوامل التي ظهرت فيها تلك الأجهزة. نشهد الآن نفس الشيء بالنسبة لوحدات التحكم الدقيقة ، وإلى حد ما ، أجهزة الكمبيوتر ذات اللوحة الواحدة.

يجب أن يركز الناس على بناء أدوات صغيرة وبسيطة للأجهزة ، وليس متراصة عملاقة.

أصبح تصميم Arduino "الكلاسيكي" ، بما في ذلك الإزاحة المزعجة وغير المنتظمة بين السنين 7 و 8 ، معيارًا افتراضيًا تقريبًا. بالإضافة إلى الحيوانات المستنسخة والمقلدين ، فإن المجتمع الضخم المحيط باللوحة قد جلب معه دروعًا وأجهزة أخرى مصممة لتكوينه. هذا يعني أن الألواح التي قد لا تشبه Arduino لا تزال تشبهها جسديًا.

مجموعة مختارة من لوحات شكل عامل اردوينو مع إزاحة الدبابيس 7 و 8. صوربواسطة Hep Svadja.

بدأ صناع مجلس الإدارة الآخرون في رؤية تصميمهم أصبح موحدًا أيضًا. على سبيل المثال ، تتميز مجموعة لوحات Feather من Adafruit بتصميم قياسي ، وهو الشكل الذي بدأ المقلدون والمنافسون في التكرار.

هناك أيضًا حركة تحدث في الطرف الأصغر من السوق حيث بدأ المصنعون في إنتاج وحدات متكاملة على لوحة واحدة. غالبًا ما يتم تركيبها على لوحات دوائر أخرى ، فإن الوحدة المعيارية هي الآن طريقة افتراضية لتوصيل أجزاء صغيرة من السطح اليوم إلى أيدي مجتمع أوسع لا تتوفر له في الغالب الأدوات أو المهارات اللازمة للاستفادة من لهم مباشرة. أصبح هذا واضحًا بشكل خاص مع وصول ESP8266 ، مما أدى إلى أن يصبح شكل ESP-12 مثل الافتراضي. يأتي المنافسون مثل RTL8710 الآن في تكوينات مشابهة جدًا. بعضها متوافق حتى دبوس.

وبالمثل ، تم تقليد تخطيط Raspberry Pi ، مع تكرار العديد من اللوحات الجديدة تمامًا. واحدة من هؤلاء ، Asus 'Tinker ، تقوم بنحت مكانة سريعة كمركز إعلامي غير مكلف. كما أن شعبية Raspberry Pi Zero ، إلى جانب وصول متغير لاسلكي آخر مما جعل اللوحة أكثر فائدة بكثير ، قد تبدأ في محاكاة المقلدين. لكننا لا نشهد توحيد عامل الشكل الكامل لأجهزة الكمبيوتر ذات اللوحة المفردة - على الأقل حتى الآن. مثل رؤوس دبوس Arduino ، أصبحت كتلة رأس Raspberry Pi قياسية افتراضيًا ، وبالنسبة لسوق SBC ، ربما هذا يكفي.

الحوسبة التي هي رخيصة بما يكفي لرمي بعيدا

يمكن الآن العثور على لوحات متحكم الاستخدام العام المزودة بخدمة Wi-Fi على متن الطائرة بأقل من دولارين ، في حين يمكن الحصول على كمبيوتر أحادي اللوحة مقابل بضعة دولارات فقط. حتى بالنسبة لأولئك منا الذين نشأوا مع قانون مور ، يبدو ذلك غير وارد. ومع ذلك ، فإننا نصل إلى مكان لا تكون فيه الحوسبة رخيصة فحسب ، بل إنها مجانية بشكل أساسي.

A Raspberry Pi Zero و ESP8266 و CHIP. الصورة من قبل هيب سفاجا.

أن يغير كيف يستخدم الناس ميكروكنترولر. حقق ESP8266 نجاحًا بعيد المنال ، وفي نواح كثيرة هو عكس لوحات "مغسلة المطبخ" التي يدفعها المصنعون - غير متأكدين من أسواقهم - كحل لإنترنت الأشياء.

"جيد بما فيه الكفاية" هو في بعض الأحيان كل ما هو مطلوب.

ESP8266 أيضًا ناجح بسبب المجتمع الذي نما بسرعة حوله. تجمّع هذا المجتمع ليس بسبب الميزات التي عرضتها اللوحة - كانت هناك لوحات لاسلكية صغيرة الحجم أخرى - ولكن بسبب ميزة واحدة لم تقدمها اللوحات الأخرى ، وهي نقطة السعر. نتيجة لذلك ، أصبحت ESP8266 "المجتمع الثالث" لعالم صناعة الإلكترونيات إلى جانب Arduino و Raspberry Pi. على الرغم من أن بعض هذا النجاح يمكن أن يُعزى إلى توافق ESP8266 / Arduino ، إلا أن بيئة تطوير لوا المبنية على أساس المجتمع من الرقاقة مستخدمة على نطاق واسع في الواقع ، مما يشير إلى أن نقطة السعر هي في الحقيقة الشيء الذي أدى إلى تبني المجتمع. يبدو أن "الخير بما فيه الكفاية" هو في بعض الأحيان كل ما هو مطلوب.

وصول FPGA

صفائف البوابة القابلة للبرمجة في الحقل (FPGAs) هي نوع مختلف تمامًا عن الوحش عن المتحكم الدقيق. مع المتحكمات الدقيقة ، ما تتحكم فيه هو البرنامج ، الكود الحي على الرقاقة. مع FPGA ، تبدأ مع قائمة فارغة. أنت تصميم الدائرة. لا يوجد معالج لتشغيل البرنامج حتى تقوم بتصميمه.

SOCS SiFive الخروج من خط التصنيع. الصورة مجاملة SiFive.

قد يبدو الأمر مجنونًا ، لكن ما يمنحك هذا هو المرونة ، وقد وصل عصر الشركة المصنعة FPGA دون ضجة كبيرة. يوجد الآن سلسلة أدوات مفتوحة المصدر لـ Lattice iCE40 FPGA ، وبدأت لوحات FPGA التي تستهدف سوق المُصنّعين على وجه التحديد - مثل Alorium’s XLR8 - في الظهور. توفر هذه اللوحات مرونة على مستوى الأجهزة ، مما يسمح لك بتكييف الأجهزة بدلاً من استبدالها مع تطور مشروعك - هناك ميل لشركات صنع الأشياء إلى القيام به بمرور الوقت.

من الممتع أيضًا رؤية ظهور رقائق تشبه FPGA داخل منتجات "حقيقية". على سبيل المثال ، تم تصميم AirPods الجديد من Apple حول شريحة Cypress PSoC.

دائرة الأشجار. يتضح من روب نانس.

تعلم آلة التغليف

واحدة من السمات الأكثر إثارة للاهتمام من لوحة اردوينو 101 عندما تم إصداره كانت الشبكة العصبية 128 عقدة مخبأة داخل إنتل كوري يقود اللوحة. لأشهر بعد إصدارها ، كان من المستحيل تقريبًا الحصول على أي معلومات حول الشبكة أو الوصول إليها ، حيث وعدت شركة Intel بأن الوثائق والمكتبة ستدعم "قريباً". لقد تغير هذا مع وصول مكتبة كورينيورز من الرؤية العامة. نسخة مجانية تمنح وصولاً محدوداً ؛ تقدم مكتبة "Pro" الدعم الكامل بتكلفة 19 دولارًا لكل مستخدم (أي ما يقرب من ثلثي تكلفة اللوحة نفسها) ، وسيكون ذلك غنيًا للغاية بالنسبة لمعظم الصانعين.

وهذا ما حدث لباقي عروض Intel لسوق الشركات المصنعة. لقد تم سحب لوحات Galileo و Joule و Edison في الآونة الأخيرة من السوق دون سابق إنذار. في السوق حيث يتم توسيع المجالس المنخفضة بشكل روتيني للقيام بأشياء اعتقد معظم الناس أنهم لا يستطيعون القيام بها ، فالأجهزة المكلفة والموثقة بشكل سيئ ، ستكون دائمًا عملية بيع صعبة.

ماذا يريد الناس حقا في المجلس؟

معظم الناس ، ومعظم صناع ، يريدون حل مشكلة. بينما بالنسبة للبعض ، فإن مواصفات اللوحة مهمة حقًا ، فإن هؤلاء الأشخاص هم الأقلية إلى حد بعيد. ما يفشل بعض المصنِّعين في فهمه ، بشكل متكرر في بعض الأحيان ، هو أن معظم الناس لا يحتاجون إلى أداء أكثر مما يحتاجون إليه ، ويفضلون أن يدفعوا أقل مقابل الأداة المناسبة بدلاً من أن يدفعوا مقابل شيء مفرط. في النهاية ، لا يهتم معظم الناس بحوض المطبخ ، إلا عندما يحتاجون إلى القيام بالغسيل.



قد تكون مهتمة

أحداث هاكرسبيس في 16 مارس

أحداث هاكرسبيس في 16 مارس


صانع دعوة نداء لصانعي الموسعة

صانع دعوة نداء لصانعي الموسعة


إلهام لمسابقة Raspberry Pi Design - اربح Printrbot Jr.!

إلهام لمسابقة Raspberry Pi Design - اربح Printrbot Jr.!


الطباعة ثلاثية الأبعاد سائدة

الطباعة ثلاثية الأبعاد سائدة