În ultimii zece ani s-a înregistrat o creștere semnificativă a numărului de produse electronice de consum care apar pe piață, iar ritmul nu dă semne de încetinire. Puteți găsi totul, de la o periuță de dinți conectată la IoT la o aplicație “petcam” care vă permite să urmăriți pisica sau câinele când sunt singuri acasă. Imaginația este totul, iar acest lucru pare să conducă la creșterea ritmului inovării de noi produse.
Figura 1: Raspberry Pi Zero W (imagine oferită prin amabilitatea Fundației Raspberry Pi)
Priviți un pic mai adânc în spatele fiecărui proiect și probabil veți observa că a fost dezvoltat folosind una sau mai multe dintre tehnicile disponibile acum, tuturor. Vorbim despre amploarea imprimantelor 3D, punând capabilitățile de redactare și imprimare 3D în mâinile multor utilizatori. Și nu este doar imprimanta 3D care face toate acestea posibil, acum sunt disponibile portaluri online gratuite, cum ar fi Tinkercad, unde nu numai că vă puteți dezvolta propria aplicație, dar puteți apoi să o împărtășiți cu alții din comunitate, sau poate utilizați sau modificați un proiect produs de altcineva. Există, de asemenea, comunități la fel de deschise și atractive în spatele calculatoarelor pe o singură placă (SBC), cum ar fi Raspberry Pi, Arduino și BeagleBone Black, unde ideile voastre se vor apropia foarte rapid de faza de producție!
Deci ați venit cu proiectul vostru de produs – poate că ați făcut câteva prototipuri pentru a le arăta familiei și prietenilor – dar acum v-ar plăcea să vă dezvoltați proiectul și să-l lansați pe piață. Efectuarea cercetărilor de piață și obținerea de finanțare au împiedicat întotdeauna pe cei cu idei bune, dar acum, există un alt traseu: crowdfunding. Site-urile Crowdfunding, cum ar fi Kickstarter și Indiegogo, oferă un forum pentru a structura ideile de proiectare ale unui produs, pentru a evalua interesul consumatorilor, precum și pentru a găsi soluții de finanțare. Dacă există suficienți utilizatori care cred că ideea voastră este una bună și planurile de producție sunt realizabile și bine gândite, atunci veți găsi rapid soluțiile de finanțare necesare pentru a vă începe afacerea. Există un alt aspect interesant pentru scenariul de mai sus și anume că mulți dintre inventatorii și inovatorii care lansează noi produse nu dispun de o pregătire academică adecvată. Desigur că o minte sclipitoare poate dobândi o mulțime de aptitudini și cunoștințe de bază prin experimentare, dar pasiunea și expertiza pe care inovatorii o au pentru noul lor produs, oferă într-adevăr impulsul de a transforma o idee într-un produs viabil. Mulți au venit cu idei de produse care aveau la origini plictiseala și oboseala generate de lucrurile repetitive pe care trebuiau să le facă sau de instrumentele pe care le folosesc în viața de zi cu zi, fie acasă, fie la locul de muncă. Nu este niciodată mai relevantă expresia “Necesitatea este mama invenției”.
Figura 2: Afișaj 4DPi-43T de generația a 4a, de 4.3 inch
Când vine vorba de alegerea unui SBC, sunt disponibile zeci de plăci diferite, multe dintre ele oferind o varietate de configurații. Luați, de exemplu, plăcile Raspberry Pi bazate pe Linux, care, de la lansarea lor în 2013 și până în martie 2018, au fost vândute peste 19 milioane de unități. Disponibile acum în patru variante de plăci cu factori de formă diferiți, calculatoarele mono-placă Raspberry Pi sunt considerate pe drept ca principalii factori ai renașterii electronicii din zona hobby-ului.
Raspberry Pi Zero W este una dintre variantele, care integrează conectivitate Wi-Fi, Bluetooth 4.1 și Bluetooth de joasă energie (BLE), un procesor ARM11 cu un singur nucleu la 1GHz și 512 MB RAM într-o amprentă compactă de 65 × 30 × 5 mm.
Familia de plăci Raspberry Pi a fost adoptată pe scară largă atât de inovatorii fără pregătire inginerească cât și de producătorii de automatizări industriale. Comunitățile și forumurile online oferă o gamă largă de sfaturi de programare și tehnici de interfațare hardware care ajută dezvoltatorii să-și facă produsele să funcționeze. Aceste plăci, folosite ca unități centrale de procesare, pot fi găsite în arhitectura multor produse industriale de serie mică, datorită reducerii costurilor de dezvoltare indispensabile în proiectarea un sistem embedded personalizat.
De asemenea, Raspberry Pi a dat naștere unei întregi industrii care furnizează o gamă largă de plăci de interfață periferice accesibile, “HAT-uri” (Hardware Attached on Top), cutii și module de afișare. Un inovator în devenire este capabil (și rapid în același timp) să asambleze toate părțile necesare pentru a crea un prototip al unui produs nou. Din perspectiva mediului de operare, Raspberry Pi folosește o distribuție populară Linux care este extrem de fiabilă, rezistentă în utilizare și bine susținută. Limbajele de programare disponibile includ cele mai populare limbaje de nivel înalt, cum ar fi Python și C/C++, precum și mai multe instrumente vizuale, cum ar fi Node-RED și Scratch.
Figura 3: Adaptor 4DPi din generația a 4a pentru Raspberry Pi
Figura 4: Raspberry Pi Zero W și display-ul 4DPi de generația a 4a conectate împreună
Un exemplu de display adecvat pentru utilizarea ca afișaj principal universal pentru întreaga familie Raspberry Pi este seria 4DPi din generația a 4a de la 4D Systems. Disponibilă în mai multe variante de dimensiuni ale ecranului, de 4.3, 5 sau 7 inch și incluzând opțiunea de control tactil rezistiv sau capacitiv, seria 4DPi este proiectată să funcționeze cu sistemul de operare standard Raspbian și să afișeze informația la fel cum ar fi afișată de un monitor conectat prin interfața HDMI.
Modulul 4DPi de 4.3 inch constă dintr-un ecran TFT de 480 × 272 pixeli (rezoluție de 800 × 480 pentru modelele de 5 și 7 inch) – vezi figura 2 – și un adaptor – vezi figura 3. Display-ul de 4.3 inch oferă o frecvență tipică de 20 de cadre pe secundă și este alimentat direct de la SBC-ul gazdă. Nu este necesară nicio sursă de alimentare suplimentară, rezultând astfel o combinație ideală atunci când sunt utilizate în produse cu spațiu limitat. Comunicarea cu Raspberry Pi se realizează printr-o conexiune SPI de mare viteză, de 48 MHz care utilizează o tehnologie de compresie pentru a îmbunătăți, în continuare, viteza de transfer a datelor. Pentru procesarea datelor SPI și transmiterea acestora către controlerul LCD este utilizat un modul Xilinx FPGA.
Presupunând că dispuneți de un Raspberry Pi Zero W, pur și simplu urmați instrucțiunile furnizate în fișa tehnică a modulului gen-4DPi (https://www.4dsystems.com.au/productpages/gen4-4DPi/downloads/gen4-4DPi_datasheet_R_1_0.pdf) pentru a conecta afișajul la SBC. Aceasta implică descărcarea și instalarea actualizărilor kernel-ului de pe site-ul companiei 4D Systems și schimbarea unor opțiuni de inițializare (boot). De asemenea, este recomandat să calibrați ecranul tactil pentru a vă asigura că funcționează corect cu aplicația voastră și, dacă este necesar, schimbați orientarea afișajului de la peisaj (landscape) la portret (portrait).
Figura 4 prezintă un Raspberry Pi Zero W conectat la un modul gen4-4DPi de 4.3 inch pe care este afișat familiarul mediu de operare Raspbian.
Cu SBC-uri gazdă, module și suport din partea comunităților online disponibil imediat, doar imaginația inovatoarilor poate limita ceea ce poate fi proiectat.
Autor: Markku Riihonen, Business Development Manager, 4D Systems
www.4dsystems.com.au
