Есть 2 варианта модулей CPU на старте: - ESP32S3 - основной вариант, мощный и недорогой. - MicroMod с M.2 - был добавлен по просьбам трудящихся, позволяет выбрать из 10 разных платформ.
Помимо этого возможно появление (в том числе силами сообщества) модулей CPU с любыми другими процессорами от древних и дешевых МК до систем на чипе на linux. Лишь бы они обеспечивали работу межмодульного интерфейса и успешно компоновались в модуль (не обязательно 1х1)
Нет, нет. Размер выбран эмпирически после множества экспериментов с размером модуля и перепроектированием всей линейки модулей. С ограничениями производителей плат это не связано
Поэтому, мой добрый совет: никаких «переворотов платы на 180 градусов»
next.module широко использует боковые поверхности девайса для вывода разъёмов, индикаторов и кнопок. Представьте, что модули нельзя поворачивать. То есть модуль с разъёмом на боку будет всегда располагать свой разъём только с одной стороны девайса и никак иначе. Все девайсы будут иметь разъёмы с одной стороны) Либо придётся делать разные платы чтобы вывести разъём в ту или иную сторону. Все эти варианты плохие. Либо распишите вашу концепцию, возможно я не понял.
и никаких «маркировка и назначение GPIO совпадают только если вы правильно вставили модуль», даже если это несколько ограничит функционал
Маркировка пинов есть только на плате модуля DBG LED, на котором есть LED-индикаторы, которые хочется подписать. Его всегда без проблем можно повернуть, ориентируясь на стрелочки. На других модулях нет маркировки и нужно только обратить внимание на 1-3 перемычки снизу, ориентируясь на подсказки стрелками.
Наоборот, на платах должен быть ключ, однозначно определяющий правильную её установку.
При повороте модуля никогда ничего не сгорает. Да, модуль заработает, только если перемычки и ориентация модуля в девайсе согласуются. Да, это усложняет сборку, но даёт гибкость - разворот модуля позволяет выводить разъёмы туда, куда удобнее. Также это позволяет гибко распределять модули по шинам, балансируя нагрузку на шины.
На мой взгляд, в размерах плат экосистемы next.module 42х42 мм заложена бомба замедленного действия, которая уже сейчас является тормозом для развития и успешности проекта и грозит похоронить его в будущем.
42х42 это критически мало. Если посмотреть презентационное видео, то на нём хорошо видно, что автор (задумчиво) крутит на экране рендеры модулей и через раз говорит, что тут не уместилось то, а тут не уместилось это и так далее чуть ли не по каждому модулю.
На самом деле нет никакого идеального размера для модулей. Какой размер ни выбери - всегда что-нибудь не поместится. А если выберешь очень крупный формат, то будут полупустые платы модулей и громоздкий девайс в результате. Я много экспериментировал с форматами модулей от 40х40 до 50х50 и эмпирически выбрал 42х42 мм. На сегодня я считаю его идеальным балансом, хотя руки чешутся сделать чуть компактнее. В видео я всегда рассказываю про технические нюансы и сложности, видео с презентацией - не исключение. При любом другом формате модулей нюансы и сложности тоже были бы, но уже другие.
Отсюда вывод: если уж использовать 1х формат компоновки модулей, то это должно быть соединение максимум 3-4 модулей и никак не больше.
Верно, так и есть
Отсюда же и второй вывод: для всей системы базовыми должны быть горизонтальные компоновки 2х, 4х, 6х и так далее.
Так и есть, во многих случаях большие горизонтальные компоновки будут выгоднее. Модули вплоть до 3x3, 3x2, 4x1, 4x2 уже разработаны. Просто они не попали в первую партию прототипов, поэтому в видео о них ни слова.
Я автор проекта next.module. Хочу сразу сказать спасибо за публикацию. Это сигнал для меня, что я недостаточно понятно рассказываю о проекте, так что буду навёрстывать.
Если это система прототипирования, наподобие Arduino — это одно, если это модульная система для создания устройств в корпусе — это второе, если эта система предполагает практическое применение для реальной автоматизации — это третье.
Это всё вместе. И конструктор для настольного прототипирования (с этого всё начиналось), и платформа для сборки устройств в корпусе, и система для реальной автоматизации.
Модули жестко крепятся друг к другу стойками, а межмодульные разъёмы достаточно надёжны. Это даёт мне надежду на надежную работу всего в целом, даже если вы собрали из модулей систему автоматизации для более-менее ответственной задачи. Все разъёмы, элементы управления и индикации расположены так, чтобы их легко было вывести из корпуса, они выглядели эстетично и были удобны. Корпус предполагается печатаемый на 3D-принтере, я предложу решения и проекты корпуса когда они будут готовы, пока до этого далеко. Для автоматизации уже представлен ряд модулей с промышленными интерфейсами и входами-выходами, распространенными в автоматизации. Так что да, для реальной автоматизации next.module тоже подойдет.
next.module не идеально подходит для всего этого, он лишь балансирует между возможностями и ограничениями чтобы подойти для как можно более широкого круга задач.
Если это продукт для профессионалов, способных работать в ESP32 SDK — это одно, если это продукт для массового рынка (а-ля Arduino) — это совсем другое.
Электрически next.module - это микроконтроллер и набор микросхем, с которыми МК взаимодействует. Программировать МК можно на чём угодно. Кто хочет - в Arduino IDE, кто хочет на bare metal. Тут конструктив не накладывает ограничений, а все принципиальные схемы модулей открыты.
Но, от меня для модуля CPU ESP32S3 точно будет разработан SDK на базе ESP-IDF с простым API доступа к ресурсам всех модулей. С синхронными и асинхронными способами обращения к модулям. С возможностью сконфигурировать девайс человекочитаемой конфигурацией. Он будет доступен в исходниках.
Наличие этого SDK вовсе не отрицает возможных альтернатив, включая Arduino. Более того, планируется адаптация прошивки IoT Manager под next.module, который сам по себе разработан в Arduino IDE.
Я просто не анонсирую и не обсуждаю варианты, которые пока не существуют и за разработку которых я сам на сегодня не берусь. Впрочем это тоже может измениться. Мы сейчас обсуждаем проект на стадии прототипа
После публикации этой статьи проект продолжает развиваться. Если вам понравилась идея проекта и вы хотите следить за новостями и участвовать в обсуждениях, подписывайтесь:
3D-визуализация сделана в Solidworks специально для этой статьи. Ведь в EasyEDA не получилось бы сделать сборки из нескольких модулей, а модели компонентов не всегда соответствуют размерам компонентов (высота электролитов, например).
Кастомное можно выполнить на крупной макетке, к которой хороший доступ. Если хочется сделать что-то кастомное в формате 40x40, то можно его разместить сверху или снизу крайним модулем или просто вынести куда удобно на 2 шлейфах.
Давайте ориентироваться на продукты, которые есть на рынке хотя бы с документацией. По анонсу ничего спроектировать невозможно) А архитектура не важна по сути. Всё, что написано на C/C++ скомпилируется и заработает и на RISC-V, и на RISC-VI, и на RISC-VII :)
Мелкие дисплеи (с шириной до 40 мм) планируется выводить на переднюю сторону. Спереди же на соседнем модуле - кнопки. Либо такие дисплеи можно вывести на верхнюю сторону с ёмкостным тачскрином и без кнопок. Для крупных экранов (до примерно 5") - будет просто готовый дисплейный разъем под гибкий шлейф на передней стороне модуля.
Модульный прототип - это промежуточное звено между кучей плат с проводами и законченным девайсом. Он нужен для отладки софта, впрочем его использование в конечном изделии не исключается.
Про ремонтопригодность я не совсем понял. По-моему наоборот. Во первых, модульный подход позволяет производить блочный ремонт и быструю диагностику заменой блока на заведомо исправный. Отремонтировать неисправных модуль, опять же, проще чем в большом девайсе. Вы сняли модуль и только с ним работаете. Если нужно ткнуться осциллографом в модуль, просто вынесите его на шлейфе. Предполагаю, что квалификация "ремонтника" это позволяет, если нет - то блочный ремонт.
Обозначения можно разместить на каждом модуле снизу (там не должно быть компонентов). Думаю, это будет вполне удобно.
Кнопки и USB на модуле CPU направлены вверх потому что планировалось всегда ставить этот модуль верхним, а переднюю сторону занять индикаторами. В целом, это можно пересмотреть.
ESP32-S3 потому что это более свежий и совершенный чип, чем ESP32. Ближайшие 5-6 лет он точно будет производиться, а некоторые модификации ESP32 потихоньку снимают с производства. Опять же, во время кризиса полупроводников чипы Espressif были широко доступны, в отличии от очень многих более простых микроконтролеров. Что касается поддержки софтом - S3 хорошо поддерживается в ESP-IDF, я сейчас плотно с ним работаю. Остальные среды и фреймворки допилят всё, что у них не работает, время на это есть, а они в этом заинтересованы.
Идея в том, что на модулях 40x40 мм ничего ковырять не нужно, Вы их берёте готовыми, они уже отлажены аппаратно и хорошо работают. Вы набираете из них девайс и дальше: - отлаживаете межмодульный обмен (это отладка ПО по сути), подключившить логическим анализатором (напрямую, без переходников) или осциллографом к межмодульным разъемам. - если нужно, паяете свои произвольные схемы на макетке и остальной модульный девайс подключаете к этой макетке через межмодульные разъёмы. Когда нужен доступ к макетке, она легко и быстро отстёгивается-пристёгивается. PS: под макетной платой я понимаю макетную плату, не breadboard.
Есть 2 варианта модулей CPU на старте:
- ESP32S3 - основной вариант, мощный и недорогой.
- MicroMod с M.2 - был добавлен по просьбам трудящихся, позволяет выбрать из 10 разных платформ.
Помимо этого возможно появление (в том числе силами сообщества) модулей CPU с любыми другими процессорами от древних и дешевых МК до систем на чипе на linux. Лишь бы они обеспечивали работу межмодульного интерфейса и успешно компоновались в модуль (не обязательно 1х1)
Нет, нет. Размер выбран эмпирически после множества экспериментов с размером модуля и перепроектированием всей линейки модулей. С ограничениями производителей плат это не связано
next.module широко использует боковые поверхности девайса для вывода разъёмов, индикаторов и кнопок. Представьте, что модули нельзя поворачивать. То есть модуль с разъёмом на боку будет всегда располагать свой разъём только с одной стороны девайса и никак иначе. Все девайсы будут иметь разъёмы с одной стороны) Либо придётся делать разные платы чтобы вывести разъём в ту или иную сторону. Все эти варианты плохие. Либо распишите вашу концепцию, возможно я не понял.
Маркировка пинов есть только на плате модуля DBG LED, на котором есть LED-индикаторы, которые хочется подписать. Его всегда без проблем можно повернуть, ориентируясь на стрелочки. На других модулях нет маркировки и нужно только обратить внимание на 1-3 перемычки снизу, ориентируясь на подсказки стрелками.
При повороте модуля никогда ничего не сгорает. Да, модуль заработает, только если перемычки и ориентация модуля в девайсе согласуются. Да, это усложняет сборку, но даёт гибкость - разворот модуля позволяет выводить разъёмы туда, куда удобнее. Также это позволяет гибко распределять модули по шинам, балансируя нагрузку на шины.
На самом деле нет никакого идеального размера для модулей. Какой размер ни выбери - всегда что-нибудь не поместится. А если выберешь очень крупный формат, то будут полупустые платы модулей и громоздкий девайс в результате.
Я много экспериментировал с форматами модулей от 40х40 до 50х50 и эмпирически выбрал 42х42 мм. На сегодня я считаю его идеальным балансом, хотя руки чешутся сделать чуть компактнее.
В видео я всегда рассказываю про технические нюансы и сложности, видео с презентацией - не исключение. При любом другом формате модулей нюансы и сложности тоже были бы, но уже другие.
Верно, так и есть
Так и есть, во многих случаях большие горизонтальные компоновки будут выгоднее. Модули вплоть до 3x3, 3x2, 4x1, 4x2 уже разработаны. Просто они не попали в первую партию прототипов, поэтому в видео о них ни слова.
Я автор проекта next.module. Хочу сразу сказать спасибо за публикацию. Это сигнал для меня, что я недостаточно понятно рассказываю о проекте, так что буду навёрстывать.
Это всё вместе. И конструктор для настольного прототипирования (с этого всё начиналось), и платформа для сборки устройств в корпусе, и система для реальной автоматизации.
Модули жестко крепятся друг к другу стойками, а межмодульные разъёмы достаточно надёжны. Это даёт мне надежду на надежную работу всего в целом, даже если вы собрали из модулей систему автоматизации для более-менее ответственной задачи. Все разъёмы, элементы управления и индикации расположены так, чтобы их легко было вывести из корпуса, они выглядели эстетично и были удобны. Корпус предполагается печатаемый на 3D-принтере, я предложу решения и проекты корпуса когда они будут готовы, пока до этого далеко. Для автоматизации уже представлен ряд модулей с промышленными интерфейсами и входами-выходами, распространенными в автоматизации. Так что да, для реальной автоматизации next.module тоже подойдет.
next.module не идеально подходит для всего этого, он лишь балансирует между возможностями и ограничениями чтобы подойти для как можно более широкого круга задач.
Электрически next.module - это микроконтроллер и набор микросхем, с которыми МК взаимодействует. Программировать МК можно на чём угодно. Кто хочет - в Arduino IDE, кто хочет на bare metal. Тут конструктив не накладывает ограничений, а все принципиальные схемы модулей открыты.
Но, от меня для модуля CPU ESP32S3 точно будет разработан SDK на базе ESP-IDF с простым API доступа к ресурсам всех модулей. С синхронными и асинхронными способами обращения к модулям. С возможностью сконфигурировать девайс человекочитаемой конфигурацией. Он будет доступен в исходниках.
Наличие этого SDK вовсе не отрицает возможных альтернатив, включая Arduino. Более того, планируется адаптация прошивки IoT Manager под next.module, который сам по себе разработан в Arduino IDE.
Я просто не анонсирую и не обсуждаю варианты, которые пока не существуют и за разработку которых я сам на сегодня не берусь. Впрочем это тоже может измениться. Мы сейчас обсуждаем проект на стадии прототипа
В новой ревизии конструктива я реализовал такую возможность установкой в модуль CPU платы SparkFun с ПЛИС:
https://hackaday.io/project/189481-nextmodule/log/227825-cpu-modules
https://www.sparkfun.com/products/18030
После публикации этой статьи проект продолжает развиваться. Если вам понравилась идея проекта и вы хотите следить за новостями и участвовать в обсуждениях, подписывайтесь:
Страница проекта на hackaday.io
Мой instagram
Мой telegram
Спасибо за статью! Было интересно узнать технические нюансы проекта, за которым давно слежу
3D-визуализация сделана в Solidworks специально для этой статьи. Ведь в EasyEDA не получилось бы сделать сборки из нескольких модулей, а модели компонентов не всегда соответствуют размерам компонентов (высота электролитов, например).
Я понял ваши хотелки, спасибо
Спасибо за наводку по разъёмам!
Кастомное можно выполнить на крупной макетке, к которой хороший доступ. Если хочется сделать что-то кастомное в формате 40x40, то можно его разместить сверху или снизу крайним модулем или просто вынести куда удобно на 2 шлейфах.
Говоря об отсутствии документации, я отвечал на ваш комментарий про ESP32-P4
Вы правы, спасибо!
Понял, спасибо. Думаю, все специфические крепления - вопрос следующих этапов
Давайте ориентироваться на продукты, которые есть на рынке хотя бы с документацией. По анонсу ничего спроектировать невозможно)
А архитектура не важна по сути. Всё, что написано на C/C++ скомпилируется и заработает и на RISC-V, и на RISC-VI, и на RISC-VII :)
Мелкие дисплеи (с шириной до 40 мм) планируется выводить на переднюю сторону. Спереди же на соседнем модуле - кнопки. Либо такие дисплеи можно вывести на верхнюю сторону с ёмкостным тачскрином и без кнопок.
Для крупных экранов (до примерно 5") - будет просто готовый дисплейный разъем под гибкий шлейф на передней стороне модуля.
Модульный прототип - это промежуточное звено между кучей плат с проводами и законченным девайсом. Он нужен для отладки софта, впрочем его использование в конечном изделии не исключается.
Про ремонтопригодность я не совсем понял. По-моему наоборот. Во первых, модульный подход позволяет производить блочный ремонт и быструю диагностику заменой блока на заведомо исправный. Отремонтировать неисправных модуль, опять же, проще чем в большом девайсе. Вы сняли модуль и только с ним работаете. Если нужно ткнуться осциллографом в модуль, просто вынесите его на шлейфе. Предполагаю, что квалификация "ремонтника" это позволяет, если нет - то блочный ремонт.
Обозначения можно разместить на каждом модуле снизу (там не должно быть компонентов). Думаю, это будет вполне удобно.
Кнопки и USB на модуле CPU направлены вверх потому что планировалось всегда ставить этот модуль верхним, а переднюю сторону занять индикаторами. В целом, это можно пересмотреть.
ESP32-S3 потому что это более свежий и совершенный чип, чем ESP32. Ближайшие 5-6 лет он точно будет производиться, а некоторые модификации ESP32 потихоньку снимают с производства. Опять же, во время кризиса полупроводников чипы Espressif были широко доступны, в отличии от очень многих более простых микроконтролеров.
Что касается поддержки софтом - S3 хорошо поддерживается в ESP-IDF, я сейчас плотно с ним работаю. Остальные среды и фреймворки допилят всё, что у них не работает, время на это есть, а они в этом заинтересованы.
Идея в том, что на модулях 40x40 мм ничего ковырять не нужно, Вы их берёте готовыми, они уже отлажены аппаратно и хорошо работают. Вы набираете из них девайс и дальше:
- отлаживаете межмодульный обмен (это отладка ПО по сути), подключившить логическим анализатором (напрямую, без переходников) или осциллографом к межмодульным разъемам.
- если нужно, паяете свои произвольные схемы на макетке и остальной модульный девайс подключаете к этой макетке через межмодульные разъёмы. Когда нужен доступ к макетке, она легко и быстро отстёгивается-пристёгивается.
PS: под макетной платой я понимаю макетную плату, не breadboard.