Как стать автором
Обновить

Открытый проект встраиваемого модуля для IoT

Уровень сложностиСложный
Время на прочтение5 мин
Количество просмотров8.7K
Всего голосов 20: ↑17 и ↓3+22
Комментарии39

Комментарии 39

0.075 мм во внутренних слоях

И сколько при этом себестоимость производства? Странное решение, неужели нельзя было сделать эту плату с нормальными тех. нормами? 0.075 не каждый завод возьмется делать.


Также видится несколько странным расположение DF12 с трех сторон. Это сразу подразумевает автоматическую расстановку ответок на материнке, куда втыкается такой модуль. Руками не криво запаять эти разъемы, чтобы всё хорошо сажалось будет несколько проблематично.


Чем обосновано расположение U.FL на нижней стороне? Ведь чтобы застегнуть туда антенну, придется демонтировать модуль, что тоже видится несколько неудобным.

Отвечу пока сам себе на свой же первый вопрос. Технологичностью в плате не пахнет от слова совсем, увы. После просмотра создалось впечатление, что делало плату несколько людей или же она делалась в несколько заходов с сильными перерывами. Никакого зазора в 0.075 на внутренних слоях я не увидел. Везде 0,1 и больше. Можно даже на нормальные 0,15 перейти, если немного поработать руками. Но это всё равно не поможет снизить стоимость производства, потому что вы умолчали про слепые переходные, которые используете.

Каждый раз убеждаюсь что много писать не нужно.
Вот вы даже не удосужились увидеть слепые переходные на рисунке.

Ну рисунок, да. В тексте-то ничего не сказано, только про какие-то 0.075. Неправильный, кстати. Не будет у вас внутри 18мкм меди, а снаружи 47мкм. Откуда такие цифры? Китайцы, которые её вам делали, прислали?

По остальным вопросам что-нибудь напишете? :)

Не воспринимайте, пожалуйста, мои вопросы как наезды. Мне всего лишь любопытно.

Кто изготавливал платы я не знаю. Я отдаю контрактному сборщику и получаю уже готовые собранные платы. 0.075 - это технологическое ограничение, а не обязательно величина зазора который я обязан делать. В конце трассировки я всегда увеличиваю все зазоры до максимально возможных. И так вышло что 0.075 зазоров не осталось. В стекапе может быть изменен только тип диэлектрика, на остальное я с производителем не подписывался.

 0.075 - это технологическое ограничение, а не обязательно величина зазора который я обязан делать

Тогда вот так писать совершенно некорректно:

Плата 6-слойная с минимальным зазором 0.1 мм и шириной дорожки 0.1 мм в верхних слоях и 0.075 мм во внутренних слоях.

Не находите? А то я тоже для своих плат вообще всех могу указать минимальные тех. нормы того же Резонита, например. Но это не будет корректное описание платы.

В стекапе может быть изменен только тип диэлектрика, на остальное я с производителем не подписывался.

Это как? А разный эпсилон у разных диэлектриков?

Вот, кстати, еще вопрос. В чем ваш умысел по удалению меди под РЧ-частью?

Медь удалена на inner4, а на inner3 она есть. Это чтобы дорожки при приемлемой ширине имели 50 Ом. Иначе будут слишком узкие.

Кроме эпсилона у диэлектрика есть ещё кучка параметров как Tg, Df и вот производитель начинает там торговаться что ему применить. Для дешёвого FR-4 кстати эпсилон указывают плюс-минус сапог.

Насчёт 0.075 не стоит обсуждений думаю. Ну может в следующий раз такие сделаю. Это же не показатель качества.

Все же в правилах в проекте записано 0.075 для ширины дорожек во внутренних слоях. С этим не поспорите.

Как-то это на 50 Ом не похоже. Мог, конечно, ошибиться, но что в калькулятор не вбивай, а 50 Ом ну никак. Это если ориентироваться на тот стэк, который в проекте задан и на панасониковский даташит с плюс-минус лаптем.

Да походу вы правы.
Нашли ошибку в трассировке. Должен сказать вам спасибо.
Накосячил в Altium с выбором референтного слоя.
К счастью там частота 868 МГц и такое отклонение почти не имеет значения для данного модуля.

"Очень удобно все свои разработки делать на одном и том же семействе
микроконтроллеров. А ещё удобнее их делать на одном и том же
встраиваемом модуле с микроконтроллером. Но тогда модуль должен быть
максимально универсальным. Здесь вариант такого модуля."

А в чем именно преимущество именно Вашей платформы/конфигурации?

Я еще только только начинаю это соревнование за преимущества. Знаете как в гонке?
Преимущества в основном таятся в софте.

Абсолютно не понял смысла этой штуки, пардон. Какое-то «я надену всё лучшее сразу». В каком проекте может потребоваться LoRa, BLE и Wi-Fi одновременно? Если ни в каком, а в реальной жизни и реальных проектах LoRa у нас оказывается на STM32L0, BLE на BlueNRG, а Wi-Fi на ESP32, то в чём польза этой платы?

P.S. Помимо варианта «я демонстрирую инвесторам, как мы поднимем все протоколы IoT, про которые они читали у Гартнера, на одной плате», но этот вариант неактуален год-два как.

Не, ну вы же взялись нам объяснять разницу между протоколами и интерфейсами. Жду ваших перлов про IoT. Там поспорим.

Насчет год два возможно соглашусь. Этот модуль не на века, время жизни пару лет. Потом просто такие чипы перестают делать и начинаются новые.

Ну то есть вместо ответа по сути — переход на личности. Ок.

Но вы хотите чтобы я вам рассказал бизнес идеи? Но делаете это путём такого лёгкого троллинга и неясной формулировки вопроса. Как тут отвечать?

Я хочу увидеть ответ на вопрос «зачем такая плата вообще нужна?», заданный мной очень прямо, ясно и без всякого троллинга. Будет этот ответ содержать ваши бизнес-идеи, регилиозные воззрения или что-то ещё — я понятия не имею, потому что этого ответа не знаю.

Для вас, повторюсь, этот ответ вполне может быть «в 2021 мы получили под эту плату и рассказ, как она заменит все остальные платы, лям баксов от венчура, так что всё окупилось».

Ответ в статье же есть! Чтобы заменить K66BLEZ, потому что (раскрою вам секрет) Kinetis K66 перестали делать.
Зачем нужен был K66BLEZ? Для нашего оборудования. Оно работает по всему миру. А ещё применялось в гимбалах для киностудий, в прототипах продвинутых вибраторов, в электроприводах для автоматических дверей, в охранных устройствах и системах контроля доступа, в многококанальных измерителях. Да тут на Хабре есть несколько проектов с ним.

С лорой, бле, вайфаем, SD-картой и USB-C на каждом устройстве одновременно?

Для меня это выглядит как бессмысленное удорожание и усложнение модуля. Примерно ни в одном реальном проекте не используется больше трети от напиханного на модуль, при этом а) материнская плата нужна всё равно и б) вкинуть на неё нужную периферию не представляет никакой существенной сложности в силу простоты всей этой периферии (а результат ещё и чаще будет лучше, потому что аналоговые цепи, антенны и разъёмы оказываются где надо, а не где получилось, etc).

Поэтому, собственно, примерно все успешно продаваемые вычислительные модули, начиная хотя бы с всем известного RPi Compute Module, несут на себе минимум периферии — как правило, только то, что встроено в процессор, плюс его необходимую обвязку, плюс иногда вещи, которые сложно спроектировать и произвести (т.е. они заметно усложнят материнскую плату).

Половину деталей можно не припаивать. В статье упомянут бюджетный вариант сборки. В нем нет ни LoRa, ни Wi-Fi. Т.е. думаю претензии к избыточности не обоснованы.

Далее про удобность периферии на материнке. Это не всегда верно.
Например АЦП лучше работают когда они на качественной плате с плэйнами. Материнки же могут быть двухслойными, заказываться на PCBway и созданы начинающими дизайнерами. Т.е. наличие АЦП сразу в модуле большой плюс, а стоит это удовольствие недорого. С USB HS или SDIO таже история.
При минимизации модулей уже нельзя поставить разъёмы где надо (а где надо? ), приходится делать компромиссы.

И наконец я не планировал конкурировать с RPi.
У моего модуля совершенно другой спектр применений. Так что сравнение неуместное.

Этот модуль не имеет большого смысла заказывать поштучно — банально будет очень дорого. Соответственно, мы говорим о производстве партиями в десятки, а лучше в сотни штук.

Что подразумевает либо что модуль производится со всем фаршем сразу (не вручную же его потом допаивать по потребности?), либо у нас проекты как минимум мелкосерийные, чтобы под каждый проект имело смысл заказывать свою версию модуля.

Но в мелкосерийном проекте трудозатраты на разработку материнской платы с периферией легко могут оказаться уже ниже, чем затраты на производство чрезмерно сложного вычислительного модуля.

Что касается АЦП — лучше всего они работают, когда их параметры соответствуют задаче. ADS7028 — хороший АЦП, но — это АЦП общего назначения. В конкретной задаче запросто могут быть просто другие требования, в том числе более низкие — удовлетворяемые АЦП по $1 штука, а не по $5 (умножить на два, умножить на минимальный разумный размер партии).

Что касается спектра применений, то его бы и хотелось понять. Пока что для меня это выглядит как натягивание совы на глобус и «потому что можем».

Я уже было клюнул на эту манипуляцию и написал целый список. Но нет, мои планы это мои планы.

Манипуляция — это, вообще говоря, ваши заголовки «открытый проект», под которыми вы выкладываете на Хабр какую-то очередную разработанную вами чисто для ваших внутренних нужд железку, совершенно не собираясь вести это как открытый проект.

В смысле?

Я сделал проект модуля K66BLEZ. Потом сделал на нем пару совершенно рабочих утилитарных проектов и выложил их, описал их. Чего ещё не хватает? Что ещё не открыто?

Для текущего модуля тож будут проекты, только не всё сразу. Имейте терпение. Это ж работа по вдохновению.

Вы выкладываете схемотехнику модуля, который скорее всего никто не будет повторять — и уж точно никто не будет производить на продажу. Примерно все ваши дискуссии заканчиваются на тезисе «я исходники выложил, больше я ничем вам не обязан». Потом выложите «утилитарные проекты» с таким же уровнем поддержки и востребованности.

Это не «открытый проект». Это «файлы от закрытого проекта, который я делал для себя».

Я вот смотрю много апнотов у TI, у ST. И не один мне там не подходит. Ну чувствую нутром что их кто-то делал под себя и не сказал, а как там все в целом. Как деньги на этом заработать. Зачем это все делалось.

Ну у вас что-то похожее.

а хотя бы порядок (хотя бы) цены этой красавицы можно озвучить 10, 50, 100, 200? Сколько штук за раз можно купить?

Среда разработки скачивается после регистрации или платить надо?

Среда бесплатная. Раньше была очень дорогая. Но уж как год за неё перестали брать деньги.
Порядок цены в районе 100 евро если покупать детали у розничных продавцов.
Такая уж получилась.

control card в виде готовых модулей для мк с минимальной обвязкой полно у каждого производителя. мне видеца более удобными с краевыми разъемами или стандартными 2.54

https://eu.mouser.com/images/texasinstruments/images/ITP_595-TMDSCNCD28335_t.JPG

Краевые разъемы я рассматривал. Они сами по себе занимают много места.У меня была цель поместить в минимальные размеры. К тому же с краевыми разъемами я бы не смог обеспечить заменяемость предыдущего модуля K66BLEZ. Краевые разъемы я рассматривал. Они сами по себе занимают много места.У меня была цель поместить в минимальные размеры. К тому же с краевыми разъемами я бы не смог обеспечить заменяемость предыдущего модуля K66BLEZ.

Видов микроконтроллеров, периферии, подключаемых устройств, протоколов и интерфейсов настолько огромное количество, что создать что-то универсальное просто невозможно, но качество разработки у вас на высоте, могу заметить.

Что будет делать автор, после того как поставки этих микроконтроллеров закроют от слова совсем? Это первое. Второе: сколько заводов в РФ способно производить плату массово? И третье: Кто из производителей IoT в РФ сможет применять плату с учетом "импортозамещающих" ограничений при госзакупках, к примеру?

Как решение задачи впихнуть невпихуемое, тем не менее поставил плюсик. Т.к. впихнуть всё это в такой типоразмер - автор(ы) явно превзошли сами себя. Но, в целом - кмк, проект "мертворожденный" о чем тут уже отписалось несколько авторов.

Как пример такого же мертворожденного решения: https://vk.com/id484853030?z=photo484853030_456239018%2Fphotos484853030 - Atmel Mega 2560 во всем своем великолепии в типоразмере 56х88мм, со всеми ножками и сдвоенными контактами для стекирования и прямого использования. С БП до 5ампер на борту. С возможностью домашнего изготовления методом ЛУТ (шаг 0.25мм, 2 слоя) И? А кому сейчас нужна эта "мега"? :)

Я сожалею что многие воспринимают открытые проекты как исключительно возможность своего личного стартапа.

Очень удобно все свои разработки делать на одном и том же семействе микроконтроллеров. А ещё удобнее их делать на одном и том же встраиваемом модуле с микроконтроллером. Но тогда модуль должен быть максимально универсальным. Здесь вариант такого модуля.

Модуль можно использовать в самых разных устройствах, от программируемых логических контроллеров, роботов, станков, охранных систем, логгеров, домофонов до ёлочных гирлянд со спецэффектами и брелков ДУ.

Вам, вероятно, виднее что к чему, но хотел бы ответить со стороны своего опыта.
Да, действительно весьма удобно разрабатывать используя одно семейство микроконтроллеров и, тем более, на одном модуле. Для этого те же ST выпускают десятки модификаций контроллеров в каждом семействе. Разные размеры корпуса, разный объем памяти, разная периферия и разная цена.

В серийном изделии платить 20-40-60$ за плату или чип, если все прекрасно влазит в чип стоимостью 2$ - нонсенс.

На этапе разработки наличие всякой разной периферии, большого объема памяти и кучи выводов, безусловно, полезно. Но не надо в готовое устройство вставлять плату с SD разъемом если он там не используется.
Та же BluePill тем и хороша, что на ней ничего, по сути, нет: только чип и нужные разъемы. И она дешевая.

Внешние разъёмы не плохи (за исключением цены), но лучше бы тогда поставили один, а не 4: паять легче, перекос не страшен (а у вас - только автомонтаж, без вариантов), а развести вы их всяко смогли бы, столько слоев на плате!

В общем вы, конечно, молодцы, но штука очень нишевая. Прям сильно.

Ниша такого проекта даже не маркетинговая и не технологическая, а я бы сказал организационно-техническая.
Есть места где за всю электронику и софт в больших проектах отвечает всего один человек. Таких мест на самом деле немало. Их больше чем заводских КБ. Я сам поработал в десятке таких мест. Так работают фрилансеры от электроники. Это проект в помощь фрилансерам.

Тут не важно сколько копеек разработчик сэкономил на комплектации. Важно только как быстро разработчик переориентируется на новый продукт. Даже применять другие чипы одного семейства обременительно. Легче поставить всюду чип жирнее, но не возиться с коррекцией драйверов. Потому что софт здесь главный и самый сложный элемент.

С другой стороны я не раздеваю заказчика. Не нужен SD разъем, так не паяйте его. Altium даёт широкие возможности для версионирования продукта. У меня, как написано в статье, есть два варианта комплектации платы. Урезанный вариант в два раза дешевле полного варианта.

Насчёт двух разъёмов я бы поспорил. Опыт говорит, что с несколькими разнесёнными разъёмами материнские платы трассировать проще, а занимаемая площадь расходуется эффективней. Я уже три материнские платы разработал для этого модуля и очень доволен что сделал несколько разъёмов. И да, с позиционированием даже при ручной пайке особых сложностей не возникает, вы сами наверно можете догадаться как паять не сместив такие разъёмы.

Отлично написано!

Спасибо за статью! Есть мелкие недочеты, но видно, что на устройство затрачено много времени. По трассам, полигонам и компоновке платы видно, что многое продумано. Тут пишут про низкую технологичность, но я не соглашусь. Глухие переходные я стараюсь не использовать, но при разговоре с технологами не раз слышал, что это во многих случаях бывает оправдано, а увеличение стоимости платы около 20%. На мелких партиях (до 100шт) - это вообще не критично, так как наценка на компоненты и монтаж сожрут все. Повторюсь - ВСЕ! На больших партиях от 10к стоимость платы в любом случае снижается. Глухие переходные позволяют уменьшить габариты платы (либо увеличить плотность компонентов) и делать более качественные трассы и полигоны, что почти всегда с лихвой перекрывает увеличение цены. Особенно, когда приходит заказчик и говорит, что хочу размером с коробок, умело все, работало месяц без подзарядки и т.д. А вот компоновка элементов отличная, на мой взгляд. Все можно собрать на автомате. Вопрос только к пайке штырей на USB-C. Волной не получится. Но опять-таки, все зависит от партии. Цена точки ручной пайки до 5р/шт. Вот Вам парт MOLEX 1054500101 (есть в Элитане), тут только 4 штыря.

Спасибо. Вы прямо угадали мою боль.
Именно к разъёму USB-C изготовитель выдал претензию. Дескать смогли припаять только с третьего раза с помощь неких ухищрений. И просили больше так не делать.
И вот задвинул проблему в стол, пока с неба не свалились Вы и не дали готовый ответ.

Рад помочь. Ну держите, тогда, и вертикальный от JAE DX07S024WJ3R400 - есть в Компэле.

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Публикации

Истории