Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Jak tworzyć systemy Embedded? Praktyczne wytyczne dla projektantów.

magic9 16 May 2022 08:09 2586 8
Optex
  • #1
    magic9
    Editor
    Systemy Embedded (innymi słowy: wbudowane) to systemy specjalnego przeznaczenia, stające się integralną częścią obsługiwanego przez niego osprzętu (hardware). Spełniają zazwyczaj dokładnie określone wymagania pod kątem zadań, jakie stawia im się do wykonania. Z założenia nie są wielofunkcyjne, ale powinny mieć możliwość autonomicznego funkcjonowania. Jako przykłady podać można kontrolery automatów vendingowych, komputery pokładowe, sprzęt pomiarowy, bankomaty, sterowniki PLC nadzorujące konkretne procesy, systemy alarmowe czy automatyki budynków.
    Jak wygodnie tworzyć tego typu urządzenia? Postaram się na konkretnym przykładzie podać kilka praktycznych wskazówek ułatwiających pracę projektantom urządzeń elektronicznych.

    Jak tworzyć systemy Embedded? Praktyczne wytyczne dla projektantów.


    Weźmy „na warsztat” na przykład automatyzację ogrzewania i wentylacji w budynku jednorodzinnym ogrzewanym kotłem kondensacyjnym z systemem grzejników naściennych. Koszty gazu rosną dramatycznie, warto więc stworzyć system, który pozwoli na dostarczanie ciepła we właściwe pomieszczenia o odpowiedniej porze dnia i w wymagane dni tygodnia.
    Załóżmy, że domownicy opuszczają budynek po godzinie 7:30 i wracają do niego po godzinie 16:00, a weekendy zazwyczaj spędzają całe w domu. Nie dość, że podczas ich nieobecności nie ma potrzeby utrzymywania stałej, wysokiej temperatury, to dodatkowo niektóre pomieszczenia (jak np. łazienka) dla komfortu ich użytkowania wymagają podwyższonego ciepła powietrza podczas porannego prysznica lub wieczornej kąpieli. Idealnie byłoby więc mieć możliwość pomiaru temperatury każdego pomieszczenia indywidualnie oraz sterowania głowicą zaworu grzejnikowego na podstawie pory dnia (godziny), dnia tygodnia oraz aktualnej temperatury danego miejsca.

    Do tego celu można wykorzystać dowolny komputer jednopłytkowy (jak na przykład powszechnie dostępny i tani Raspberry Pi) rozbudowany o odpowiednie moduły. Istnieją gotowe darmowe systemy programowe, które można wykorzystać do tego celu, ale nic nie stoi na przeszkodzie, aby stworzyć własny, komercyjny system.
    Jak to się odnosi do „systemu embedded”? Skoro mamy już komputer jednopłytkowy jako serce naszego systemu i wiemy, jakie dodatkowe elementy funkcjonalne powinna posiadać całość, możemy dokładać odpowiednie rozszerzenia. Można tu wymienić np. dodatkowy moduł zegara czasu rzeczywistego, pozwalający uniezależnić się od chwilowych zakłóceń w dostawach zasilania, moduły wejść-wyjść, jak np. komunikację przewodową (np. do termometrów One-Wire) i bezprzewodową (jeśli gdzieś nie możemy dociągnąć kabla), moduł przekaźnikowy do sterowania zaworami. Warto to wszystko zamknąć w stosownej obudowie, która nie tylko zabezpieczy nam elektronikę przed przypadkowymi uszkodzeniami, ale także nada profesjonalnego wyglądu całości.

    Jak tworzyć systemy Embedded? Praktyczne wytyczne dla projektantów.


    I tu dochodzimy do sedna tematu. Jaką obudowę wybrać, gdzie ją znaleźć, co oferuje? Jak połączyć projektowane moduły między sobą, jak oprzewodować całość, aby było to intuicyjne i wygodne w użyciu? Warto sięgnąć do oferty firmy Phoenix Contact, gdzie znajdziecie odpowiednie obudowy uniwersalne serii UCS oraz szeroką gamę złącz - zarówno płytka-płytka, jak i złącz wtykowych zasilających, sygnałowych czy transmisji danych.

    Jak tworzyć systemy Embedded? Praktyczne wytyczne dla projektantów.


    Seria UCS składa się z wielu wariantów wielkościowych. Ich rozmiar nie jest dobrany przypadkowo – są tak zaprojektowane, aby pomieścić wewnątrz najpopularniejsze komputery jednopłytkowe, stanowiące bazę np. dla systemów embedded. Ich mocowanie we wnętrzu jest bardzo proste –wykorzystujecie elementy narożnikowe posiadające odpowiednie otwory na wkręty albo korzystacie z akcesoryjnych, dowolnie wklejanych wsporników. Wysokość obudowy można zwiększać dokładając poszczególne poziomy, a ścianki boczne wyfrezować pod stosowne gniazda. Same obudowy można postawić na blacie, powiesić na szynie DIN lub przykręcić wprost do ściany – wszystko dzięki szerokiemu programowi dostępnych akcesoriów. Co więcej – górna powierzchnia może być użyta jako ramka wyświetlacza lub baza klawiatury membranowej, aby tworzony system można było obsługiwać bezpośrednio na urządzeniu.

    Jak tworzyć systemy Embedded? Praktyczne wytyczne dla projektantów.


    Złącza to od lat domena Phoenix Contact – warto wspomnieć, że w 2022 roku minie 50 lat od opracowania pierwszych złącz do PCB przez tą markę. Zarówno pół wieku doświadczeń i stałej obecności w branży, jak i ogromne zaufanie, jakim obdarzyli te złącza wiodący producenci urządzeń pozwala na potwierdzenie słuszności dokonywania wyboru z najlepszej oferty na rynku. Warto także wspomnieć, że portfolio niemieckiego producenta Phoenix Contact okazało się najczęściej kopiowane, zwłaszcza przez azjatyckie firmy. Pojawiło się dużo alternatywnych produktów, do złudzenia wyglądających jak markowe komponenty, wręcz wzajemnie kompatybilne. Niemniej jednak diabeł zawsze tkwi w szczegółach – niektóre detale są trudne lub niemożliwe do podrobienia. Warto odpowiedzieć sobie na pytanie, czy lepiej postawić na długofalowe doświadczenie poparte odpowiednimi inwestycjami w badania, czy użyć w ważnej aplikacji taniej kopii, która po czasie może zawieść.

    Jak tworzyć systemy Embedded? Praktyczne wytyczne dla projektantów.


    W zakresie elementów do połączeń międzypłytkowych, polecane są serie w małych rastrach – FQ 2,54; FQ 1,27; FP 1,27; FP 0,8 czy najnowsza seria FS 0,635. Łączenie prostopadłe, równoległe (w szerokim zakresie odstępów między laminatami), niektóre w wersjach ekranowanych czy o wysokiej odporności na wibracje - tak szerokie portfolio zaspokoi wszelkie potrzeby konstruktorów.
    Dla przyłączy zewnętrznych (np. w celu podpięcia zasilania, modułów I/O, portów komunikacyjnych) także znajdziecie odpowiednie elementy. Różne ilości biegunów, techniki przyłączania przewodów, sposoby ryglowania wtyków na gniazdach, kolorystyka, opisy bezpośrednio na złączach – wszystko, aby finalne urządzenie było jak najbardziej funkcjonalne i intuicyjne w obsłudze.

    Zapraszam na Strefę Elektronika - www.strefaelektronika.com– znajdziecie tam kompletne portfolio złącz i obudów do Waszej elektroniki.

    [Artykuł sponsorowany]
    Do you have a problem with Raspberry? Ask question. Visit our forum Raspberry.
  • Optex
  • #2
    Marek_Skalski
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Tytuł tego artykułu brzmi: Komponujemy Systemy Embedded
    W treści mamy:
    magic9 wrote:
    Systemy Embedded (innymi słowy: wbudowane) to systemy specjalnego przeznaczenia...
    Jak wygodnie tworzyć tego typu urządzenia?

    A później:
    magic9 wrote:
    I tu dochodzimy do sedna tematu. Jaką obudowę wybrać, gdzie ją znaleźć, co oferuje? Jak połączyć projektowane moduły między sobą...

    I ani słowa o tym jak tworzymy systemy, czyli cele oraz zadania, jak dobieramy elementy na poziomie systemu, funkcji, sprzętu, oprogramowania, interakcji z użytkownikiem i środowiskiem. Ot, krótka wzmianka o nowych obudowach i niektórych złączach.

    A na koniec link do sklepu z błędami w tłumaczeniach (akceptacja ciasteczek i niektóre filtry) i brakiem dostępnych produktów. Być może za 5 dni będą dostępne, a może nie.
    Jak tworzyć systemy Embedded? Praktyczne wytyczne dla projektantów.

    Tytuł jest mylący i pewnie wiele osób zawiodło się po kliknięciu w ten temat. A przecież można było to uczciwie zatytułować: Obudowy i złącza Phoenix Contact - reklama.
  • Optex
  • #3
    Interval
    Level 27  
    Zgadzam się z powyższą opinią, tytuł zachęcający do przeczytania i tylko tytuł, szkoda.
  • #4
    khoam
    Level 41  
    Część tych produktów, włącznie z niektórymi obudowami równie dobrze można użyć do celów "elektrycznych". Po co się tak ograniczają? ;)
  • #5
    Interval
    Level 27  
    khoam wrote:

    ...
    Po co się tak ograniczają? ;)


    Myślę, żeby zainteresować więcej czytelników, bo raczej o obudowie mało kto by przeczytał.
  • #6
    Marek_Skalski
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Niekoniecznie. Jakiś czas temu mieliśmy temat dotyczący tego jak ważne są obudowy i jak trudno znaleźć na rynku atrakcyjne i funkcjonalne obudowy.
    https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic3744165.html
    Dyskusja była sensowna, ale pomimo deklaracji zabrakło odpowiedzi na potrzeby rynku, jeżeli można tak nazwać nasze opinie i uwagi. Prezentacja oferty w sposób rzeczowy i uczciwy zawsze zostanie doceniona. Prezentacja przez click-bite i brak produktów w ofercie, to słaby pomysł, który raczej zniechęca i moim zdaniem źle wpływa na postrzeganie marki.
  • #7
    jarek_lnx
    Level 43  
    Marek_Skalski wrote:
    I ani słowa o tym jak tworzymy systemy, czyli cele oraz zadania, jak dobieramy elementy na poziomie systemu, funkcji, sprzętu, oprogramowania, interakcji z użytkownikiem i środowiskiem. Ot, krótka wzmianka o nowych obudowach i niektórych złączach.

    Napiszę, dlaczego mnie tak napisany artykuł sponsorowany nastawia negatywnie, czytam, czytam i myślę - ktoś ma nas za idiotów, publikując materiał takiej jakości, jeśli autor ma nas za idiotów, to raczej marne szanse że ja potraktuję go poważnie. Obudów i złącz potrzebuję jak każdy elektronik ale po takiej "zachęcie" mam niesmak, że chyba zajrzę do konkurencji.

    Widać autor nie zna ani jednego inżyniera, konstruktora i nie wie że to jest fach który uczy zwracania uwagi na szczegóły, uważnego czytania i obiektywnej oceny faktów, jak ktoś nie umie to jego układy nie działają, dostaje po dupie, aż się nauczy. Taki tani marketing może jest dobry przy sprzedaży cudownych garnków starym babom, ale do rozmowy z elektronikiem trzeba się przygotować i nie "lać wody", nie gadać o czymś innym (systemach embedded zamiast o obudowach i złączach) bo się zorientuje.

    Cały wstęp o embedded jest słabo związany z resztą i w ogóle nie potrzebny, ten tekst ma udawać opis projektu i nic z tego nie wynika, to nie jest jest przykład projektu i dobierania do niego obudowy. Z tych rozważań coś powinno wynikać, jeśli już użyjemy nieszczęsnego RPi i garści modułów (to domena amatorów) to jaka obudowa będzie do niego najlepsza? czy jest w jakiś sposób przystosowana do rozszerzania?

    Jakie obudowy są najczęściej potrzebne w urządzeniach embedded? Jak sama nazwa wskazuje zamkniętych wewnątrz większego urządzenia. Co firma ma w tej dziedzinie do zaoferowania?

    Zanim napiszecie kolejny taki artykuł zapytajcie co mówią przedstawiciele handlowi jeżdżący po firmach i rozmawiający z inżynierami.
  • #8
    Marek_Skalski
    VIP Meritorious for electroda.pl
    Dodam jeszcze na marginesie, że na tej stronie można zobaczyć dużo więcej na temat projektowania systemów wbudowanych: https://mu.microchip.com/page/embedded-system-design
    Brakuje tam właśnie kwestii obudowania i złącz, a na dole strony jest miejsce na dodatkową kartę. Może warto skontaktować się z przedstawicielem Microchip i opracować materiał, który zostanie tam umieszczony? Wartość i zasięg takiego materiału będzie zauważalnie lepszy, a tutaj (na elektroda.pl) można umieścić link lub kopię materiału oraz dyskusję, która na pewno się pojawi w reakcji na interesujący materiał.

    @magic9, @gulson czy jest szansa, aby ta wiadomość dotarła do zlecającego reklamę w tym temacie? Zależy nam przecież na działaniach konstruktywnych - rozwoju forum i współpracy z innymi podmiotami.
  • #9
    Interval
    Level 27  
    Marek_Skalski wrote:
    Dodam jeszcze na marginesie, że na tej stronie można zobaczyć dużo więcej na temat projektowania systemów wbudowanych: https://mu.microchip.com/page/embedded-system-design
    ...


    Takie informacje powinny być zamieszczone pod tytułem tego posta. Dziękuję za ten link.