Kurs Intel Edison – #2 – niezbędne informacje o sprzęcie

Kurs Intel Edison – #2 – niezbędne informacje o sprzęcie

Pierwsze, co przychodzi na myśl konstruktorom, to porównanie Intel Edisona do Raspberry Pi lub Arduino. Czy takie porównania są odpowiednie?

Aby odpowiedzieć sobie na to pytanie należy na początku poznać dobrze omawiany moduł od strony sprzętowej. Sprawdźmy zatem jak wiele można było zmieścić w tak małej obudowie!

Opis modułu Intel Edison

Pierwszą rzeczą, która zwraca uwagę zaraz po rozpakowaniu pudełka, to wręcz mikroskopijne rozmiary modułu. Najczęściej jest on porównywany z kartą SD, od której jest większy tylko o kilka milimetrów, co widać na poniższym zdjęciu:

Porównanie Intel Edison i karty SD.

Porównanie Intel Edison i karty SD.

Mimo niepozornych rozmiarów moduł kryje w sobie naprawdę sporo. Na płytce znajdziemy:

  • dwurdzeniowy procesor Intel Atom taktowany zegarem 500 MHz,
  • mikrokontroler Intel Quark taktowany 100 Mhz,
  • 1 GB pamięci RAM LPDDR3,
  • 4 GB nieulotnej pamięci eMMC,
  • dwuzakresowy moduł sieci WiFi (2.4 GHz i 5 GHz),
  • moduł Bluetooth Lowe Energy 4.0
  • wbudowaną antenę (możliwość podłączenia anteny zewnętrznej),
  • niezbędne stabilizatory napięć - moduł może być zasilany z zewnątrz napięciami od 3.15V do 4.5V (np. bezpośrednio z akumulatora Li-Pol),
  • gniazdo Hirose DF-40 do połączenia z płytką bazową.

Schematycznie całość wygląda następująco:

Diagram peryferiów Intel Edison. Źródło: dokumentacja techniczna.

Diagram peryferiów Intel Edison. Źródło: dokumentacja techniczna.

Zestaw elementów do kursu

 999+ pozytywnych opinii  Gwarancja pomocy  Wysyłka w 24h

Elementy konieczne do wykonania ćwiczeń zebrane zostały w gotowe zestawy, które można nabyć w Botlandzie. W kuferku znajdziecie ponad 180 elementów w tym moduł Intel Edison!

Zamów w Botland.com.pl »

Wnętrze Intel Edisona

Zastanawiające jest jak można było zmieścić tak wiele w stosunkowo mikroskopijnej obudowie. Moduł ten składa się z kilku połączonych ze sobą układów. Do tego nie zabrakło oczywiście dużej ilości elementów dyskretnych (kondensatory, rezystory itd).

Na jednej stronie płytki umieszczono:

  • moduł pamięci eMMC (4 GB),
  • układ będący modułem Wi-Fi oraz Bluetooth Low Energy (BTLE),
  • antenę dwuzakresową (2.4/5.0 GHz),
  • gniazdo dla anteny zewnętrznej,
  • układ odpowiedzialny za komunikację przez USB.

Całość wygląda następująco:

Wnętrze modułu Intel Edison. Źródło: dokumentacja techniczna.

Wnętrze modułu Intel Edison. Źródło: dokumentacja techniczna.

Druga strona płytki kryje pozostałe elementy, czyli:

  • procesor,
  • pamięć DDR,
  • układ PMIC (odpowiedzialny za zasilanie całego modułu),
  • Hirose DF-4.

Tym razem całość wygląda następująco:

Wnętrze modułu Intel Edison, druga strona. Źródło: dokumentacja techniczna.

Wnętrze modułu Intel Edison, druga strona. Źródło: dokumentacja techniczna.

Złącze Hirose DF-4

Warto zwrócić uwagę na bardzo małe złącze Hirose DF-4. Pozornie może wydawać się niezbyt trafionym wyborem dla produktu, który dedykowany jest m.in. hobbystom.

Złącze Hirose DF-40

Gniazdo Hirose DF-4.

Nie należy się tym jednak przejmować. Na początku i tak będziemy korzystać z gotowych płytek. Jednak nawet, jeśli dojdziemy do etapu samodzielnego projektowania PCB pod Edisona, to lutowanie takiego złącza będzie możliwe w domowych warunkach.

Warto mieć jednak na uwadze, że zastosowanie takiego złącza pozwoliło na wyprowadzenie z układu naprawdę sporej ilości peryferiów. Za pomocą gniazda Hirose DF-40 mamy dostęp do pinów procesora, które oferują m.in:

  • 20 linii GPIO (w tym 4 kanały PWM, 6 wejść analogowych),
  • 2x UART,
  • 2x I2C,
  • SPI,
  • I2S (do podłączenia kodeka audio),
  • interfejs kart SD,
  • interfejs USB 2.0 OTG.

Jak widać z powyższej specyfikacji, moduł chociaż bardzo mały, zawiera większość niezbędnych do działania peryferiów. Właściwie wystarczy podłączyć zasilanie i układ może już pracować.

Gdzie jest miejsce dla Intel Edisona?

Zacznijmy od stwierdzenia, do czego ten moduł może służyć oraz od wyjaśnienia, czym nie jest. Na pokładzie znajduje się dwurdzeniowy procesor Atom wykorzystujący znaną z komputerów stacjonarnych architekturę x86.

Niestety, chociaż moduł jest zgodny z procesorami komputerów stacjonarnych, nie uruchomimy na nim systemu Windows. Jednak bez problemu zainstalujemy tam Linux-a.

Możemy oczywiście zrezygnować z systemu operacyjnego i programować, podobnie jak w przypadku mikrokontrolerów, na gołym procesorze (ang. bare-metal), jednak obsługa takiego modułu jest znacznie łatwiejsza przy wykorzystaniu systemu operacyjnego oraz dostępnych wraz z nim bibliotek.

Intel Edison vs. Raspberry Pi

W przypadku płytek z systemem Linux niejako standardem stało się Raspberry Pi. Porównań między Intel Edison, a malinką nie sposób uniknąć. Warto jednak od początku zaznaczyć, że Edison to zupełnie inne rozwiązanie

Raspberry Pi powstało jako tani mini-komputer. Miało pozwolić na podłączenie monitora, myszki i klawiatury oraz pracę na nim jak na zwykłym komputerze. Edison powstał natomiast jako moduł dla internetu rzeczy (ang. Internet of Things).

Porównanie Intel Edison i Raspberry Pi.

Porównanie Intel Edison i Raspberry Pi.

Zadaniem dla Edisona jest praca na zasilaniu bateryjnym, w urządzeniu, które jest tak małe, że możemy nosić je cały czas ze sobą. Od wydajności ważniejsza jest więc energooszczędność oraz możliwości komunikacyjne.

Do pomiarów zapotrzebowania na prąd jeszcze wrócimy, jednak patrząc już teraz z tej strony produkt Intela okazuje się lepszy od Raspberry Pi - jest mniejszy, lżejszy, pobiera dużo mniej prądu. Może również komunikować się z innymi urządzeniami przez WiFi oraz Bluetooth LE.

Intel Edison vs. Arduino

Tutaj ciężko o konkretne porównanie. Ponieważ w porównaniu do Arduino Edison jest potężnym układem o znacznie większej mocy obliczeniowej. Oczywiście Intel zadbał o to, aby jego moduł mógł być programowany z Arduino IDE.

Przy prostych zadaniach korzystniej wypadnie np.: Arduino UNO, jednak przy bardziej złożonych projektach otrzymamy zdecydowanie więcej możliwości, gdy zdecydujemy się na Intel Edisona.

Arduino, Raspberry Pi oraz Intel Edison

Arduino, Raspberry Pi oraz Intel Edison.

Przykładowy projekt na Intel Edison

Przygotowując kurs szukaliśmy ciekawy projektów zrealizowanych na Edisonie. Jednym z nich jest poniższy robot balansujący z kamerą, które opis można znaleźć na Thingiverse:

Jak widać konstrukcja jest naprawdę bardzo mała. Mimo to, na pokładzie tego robota mamy do dyspozycji komputer z procesorem Intel Atom, kamerę i sterownik silników. Co więcej całość jest zasilana z małej baterii. Oczywiście można zbudować podobny projekt na Raspberry Pi. Będzie jednak znacznie większy, a do jego zasilenia konieczny będzie pojemniejszy akumulator.

Warto przejrzeć galerię projektów, które powstają w oparciu o Intel Edisona w innych krajach. Tutaj dobrym źródłem inspiracji może być odpowiednia podstrona serwisu Instructables. Jeśli znajdziecie jakiś ciekawy projekt, to podzielcie się z innymi w komentarzach!

Zestaw elementów do kursu

 999+ pozytywnych opinii  Gwarancja pomocy  Wysyłka w 24h

Elementy konieczne do wykonania ćwiczeń zebrane zostały w gotowe zestawy, które można nabyć w Botlandzie. W kuferku znajdziecie ponad 180 elementów w tym moduł Intel Edison!

Zamów w Botland.com.pl »

Płytka bazowa - Intel Kit for Arduino

Aby móc rozpocząć zabawę z modułem Intel Edison, potrzebujemy do niego płytki bazowej. Dostępne są różne moduły. Na potrzeby kursu wybraliśmy Intel Kit for Arduino, czyli płytkę która zamienia moduł Edison w układ zgodny z Arduino.

Moduł Intel Edison wraz z płytką rozszerzającą,

Moduł Intel Edison wraz z płytką rozszerzającą,

Niestety tracimy na tym podstawową zaletę, jaką jest mobilność, jednak do nauki duża płytka będzie plusem. Łatwiej jest do niej podłączyć własne układy i programować całość. Co więcej wbudowane układy buforujące zmniejszają ryzyko uszkodzenia cennego modułu.

Jak widać znajdziemy na niej wyprowadzenia dobrze znane Arduino - właściwie jedyna różnica to nieco mniejsza liczba kanałów PWM (4 kanały). Zworkami możemy zadecydować, na których pinach (zgodnych z Arduino UNO) sygnały te będą wyprowadzone.

Zasilanie płytki bazowej

Do zasilania możemy wykorzystać zewnętrzny zasilacz o napięciu od 7 V do 15 V i wydajności prądowej co najmniej 1 A. Istnieje możliwość również zasilania bezpośrednio z portu USB komputera lub akumulatora Li-Pol.

Stąd w zestawach elementów do naszego kursu znaleźć można odpowiednie zasilacze sieciowe.

Podłączenie modułu do komputera

Instalacja odpowiedniego oprogramowania oraz podłączenie modułu do komputera to tematyka następnej części kursu. Radzimy wstrzymać się z samodzielnym majstrowaniem! Można narobić sobie kilku kłopotów.

W tym momencie warto tylko wyjaśnić kwestię gniazd USB. Moduł Intel Edison obsługuje jeden interfejs USB 2.0 OTG, natomiast na płytce znajdziemy aż trzy gniazda USB.

Opis 3 gniazd USB.

Opis 3 gniazd USB.

1 - Gniazdo na samym dole to przejściówka UART-USB oparta na znanym chyba wszystkim układzie FT232R. Po podłączeniu do komputera (oraz instalacji sterowników), będzie ona widoczna jako port szeregowy. Za jej pomocą mamy dostęp do linii poleceń systemu Linux oraz, co najważniejsze, komunikatów systemowych i bootloader-a.

2 - Środkowe gniazdo służy do zasilania płytki oraz wgrywania programów. Aby było aktywne należy ustawić przełącznik SW1 w dolnej pozycji (znajduje się między górnym, a środkowym gniazdem) - jest to typowa konfiguracja podczas pisania i wgrywania programów z Arduino IDE.

3 - Gdybyśmy jednak chcieli wykorzystać interfejs USB-host, możemy przełączyć SW1 w górną pozycję. Musimy jednak zasilić wtedy płytkę z zewnętrznego źródła oraz nie będziemy mieli możliwości wgrywania programów z Arduino IDE.

Zasilanie Intel Edisona z akumulatora Li-Pol

Warto jeszcze wspomnieć o możliwości zasilania modułu z akumulatora Li-Pol. Na płytce znajdziemy ładowarkę opartą o układzie LTC4067. Podłączając akumulator do złącza J2 możemy wykorzystać go do zasilania płytki, a samą płytkę jako ładowarkę. Mamy więc praktycznie gotowe urządzenie mobilne (chociaż dość duże).

Intel Edison, złącze J2 do akumulatora.

Intel Edison, złącze J2 do akumulatora.

Dokładny opis płytki znajdziemy w dokumentacji udostępnionej przez producenta. Interesujące może być również przejrzenie jej schematu.

Podsumowanie

Intel Edison jest bardzo interesującym rozwiązaniem, pozwala na zbudowanie małego i mobilnego urządzenia, którego moc obliczeniowa będzie porównywalna z komputerami stacjonarnymi z początku XXI wieku (Pentium III 500MHz). Płytka Edison Arduino Kit daje możliwość łatwego rozpoczęcia przygody z programowaniem, a modułowa budowa pozwala na wykorzystanie tego samego "serca" w kolejnych konstrukcjach.

W kolejnej części kursu zajmiemy się instalacją niezbędnego oprogramowania na komputerze. Zaktualizujemy i skonfigurujemy również system operacyjny, który znajduje się domyślnie na Edisonie (Yocto Linux).

Nawigacja kursu

Autor kursu: Piotr (Elvis) Bugalski
Redakcja: Damian (Treker) Szymański

Edison, Intel, kurs, kursEdison, raspberry

Trwa ładowanie komentarzy...