Zprávy

Inženýři se při hledání jednodeskových počítačů pro robotické aplikace pravidelně dívají na tři možnosti: Raspberry Pi, NVIDIA Jetson Nano a Intel NUC. Ale jak si vybrat mezi těmito dvěma možnostmi a řešením na míru? V tomto blogovém příspěvku vám poskytneme průvodce výhodami jednotlivých možností pro autonomní mobilní roboty (AMR) nebo automaticky naváděná vozidla (AGV).

Předpokládejme na chvíli, že jste golfový nadšenec, který si chce pořídit golfové hole. Před jejich koupí je třeba zvážit několik faktorů: typ postavy, výšku, předchozí zkušenosti a vzdělání, flexibilitu a délku shaftu, výběr hlav holí, nejnavštěvovanější golfová hřiště a váš švih a další. Jinými slovy, značka není tak důležitá jako to, jak často, kde a kdo bude golfové hole používat. To platí i pro SBC.

Při vývoji a návrhu robota nikdy nezačínáte s průzkumem SBC na základě značek. Nebo byste alespoň neměli. Musíte začít od konce: s uživatelem a požadavky aplikace. Více o jedinečných hardwarových požadavcích na robotiku si můžete přečíst v tomto blogovém příspěvku. Při rozhodování o SBC pro vaši robotickou aplikaci byste měli věnovat zvláštní pozornost následujícím faktorům:

• Možnosti zpracování: procesor a čipset
• Paměť: Kolik RAM a ROM nebo pevného disku aplikace vyžaduje
• Stopa: Fyzické rozměry a hmotnost jednodeskového počítače
• Vstupy/výstupy: Kolik I/O portů aplikace potřebuje a proč

Pokud se chcete dozvědět více o faktorech, které ovlivňují, jaké výpočetní schopnosti zvolit pro mobilní robotickou aplikaci, si můžete přečíst tento blog.

Pokud si nicméně stále přejete vědět, zda jsou počítače Raspberry Pi, NVIDIA Jetson Nano nebo Intel NUC vhodnou volbou pro vaši firmu, probereme s vámi několik důležitých detailů, které je třeba zvážit.

Raspberry Pi

Jedná se o open-source projekt, který zahrnuje software i hardware. Jeho široké využití začalo díky jeho zaměření na vzdělávání a výrobce. Většina desek Raspberry PI je ve skutečnosti vhodná pro školní a univerzitní robotické projekty. Komunita je rozhodujícím faktorem, když si lidé tyto desky vybírají, protože můžete využít zkušenosti výrobců, studentů a institucí z celého světa k řešení problémů nebo si vypůjčit návrhy/programování. Když tedy inženýři začnou pracovat, hledají desky, se kterými jsou obeznámeni.

Vzhledem k přísným požadavkům v průmyslovém prostředí, pokud jde o teplotu, velikost, vodu nebo prach, uvedla společnost Raspberry Pi na trh desku určenou pro komerční aplikace pro ty inženýry, kteří se snažili uplatnit své předchozí zkušenosti s těmito deskami v novém pracovním prostředí. Kromě toho můžete Raspberry Pi 4 přidat robustní prvky, aby odolal náročnému průmyslovému prostředí. Více se dozvíte zde.

Hlavním prodejním argumentem průmyslových desek Raspberry PI je jejich rozměr (velikost kreditní karty) a cena. Je třeba si uvědomit, že ačkoli software pro výzkumné a tvůrčí účely může být zdarma, pro komerční aplikace budete možná muset platit za licence nebo mít možnost sdílet kód (což může být neslučitelné kvůli komerčním právům duševního vlastnictví).

A konečně, celosvětová komunita tvůrců vám může pomoci vyřešit některé komerční problémy, ale nemusí být schopna se s nimi vypořádat všechny. V důsledku toho to nemusí být stejná výhoda, jakou získáte jako student.

NVIDIA Jetson Nano

NVIDIA pochází z jiného prostředí. V podstatě vytvořili grafické procesory již v roce 1999.Jejich grafické karty jsou navrženy pro hraní her, design a profesionální grafiku. Desky NVIDIA Jetson Nano jsou proto lépe vybaveny pro zpracování datově náročných robotických aplikací souvisejících s hlubokým učením, strojovým učením, rozpoznáváním vzorů a umělou inteligencí. To je možné díky paralelnímu zpracování GPU.

V tomto případě se možná nespoléháte na stejnou velkou celosvětovou komunitu výrobců jako Raspberry Pi, ale máte podporu od inovativní a robustní společnosti, která navrhuje SBC pro komerční aplikace již od minulého století. Nabídka společnosti NVIDIA zahrnuje software, který je již s deskami testován. To může být užitečné z hlediska kompatibility a ceny.

Jedna z desek NVIDIA Jetson Nano má 128jádrový grafický procesor Maxwell s frekvencí 921 MHz, který je výkonnější než grafický procesor Raspberry PI 4. Nabídku Jetson Nano si můžete prohlédnout zde.

Intel NUC

Reakcí společnosti Intel na trh s deskami SBC pro domácí i komerční aplikace je NUC. Tyto počítače lze pořídit jako základní desky nebo kompletní s šasi v závislosti na zamýšleném použití. Prodejním argumentem je široká škála procesorů: Pentium, Celeron, Core i3 nebo Core i5. Díky tomu si vyberete procesor, který zvládne danou pracovní zátěž. Nejnovější procesory ve skutečnosti hladce fungují v datově náročných aplikacích, jako je umělá inteligence. Intel proto doporučuje používat NUC pro pohlcující hraní her, digitální signage, vzdálené schůzky a živou domácí zábavu.

Velikost je srovnatelná s Jetson Nano a přizpůsobuje se omezenému prostoru robotických aplikací. Cenově však mohou být tyto SBC dražší než první dvě možnosti v tomto blogu.

Intel NUC je navíc kompatibilní s Windows 10 Pro. Pokud plánujete pracovat s Windows, je to platforma, která vám poskytne nejlepší kompatibilitu, protože Raspberry Pi a NVIDIA budou nejlépe fungovat s Linuxem.

U robotů AMR/AGV je spotřeba energie zásadním faktorem. Pokud má robot poblíž nabíjecí stanici, obrovské baterie nebo je přímo připojen ke zdroji napájení, může si konstruktér zvolit nejvýkonnější procesor a zaručit tak plynulý provoz. Roboty AMR/AGV však obvykle mívají omezené zdroje energie, což nutí vývojáře volit méně výkonné procesory a provádět některé analýzy ve vzdáleném mozku (serveru). Ze tří analyzovaných možností vyžadují Raspberry PI a Jetson Nano méně energie než Intel NUC.

Poslední zajímavou vlastností Intel NUC je, že umožňuje připojení dvou a tří monitorů. Raspberry Pi umožňuje pouze dva monitory a NVIDIA Jetson Nano pouze jeden. Nabídku Intel NUC si můžete prohlédnout zde.

Souhrn technických specifikací

Řešení na míru

A konečně, funkcí, která v předchozích třech možnostech chybí, jsou průmyslové certifikace a ochrany. Pokud je AMR/AGV určeno pro použití v továrnách, dolech nebo lékařských aplikacích, jsou certifikace klíčovým faktorem. Zkušený výrobce hardwaru OEM vás může provést celým procesem a nabídnout SBC, který se dokáže přizpůsobit přísnému prostředí.

Výrobce hardwaru OEM může také zajistit, aby všechny konektory obsažené v přizpůsobeném SBC odolaly vibracím a zabránily nechtěnému odpojení. Navíc mohou odpovídat specifickým požadavkům aplikace na čipové sady, firmware, procesor, paměť a rozměry. Pokud máte několik produktů, které vyžadují stejné funkce, je to atraktivní výhoda. Můžete tedy použít jeden návrh SBC na všechny své produkty a ušetřit náklady na výrobu a opravy. To je obzvláště užitečné s ohledem na celosvětový nedostatek elektronických součástek, který v dnešní době zažíváme. Nedávný úspěšný příběh si můžete přečíst zde.

Jak vidíte, výběr SBC pro váš AMR/AGV závisí na požadavcích aplikace a očekávané uživatelské zkušenosti. Rozhodnutí by mělo být učiněno na základě velikosti, možností zpracování a požadované úrovně ochrany/certifikace. Na trhu existuje několik dobrých běžně dostupných možností, které jsou užitečné v prvních fázích návrhu a prototypování. Jakmile bude váš AMR/AGV připraven k hromadné výrobě, možná budete muset využít zkušeného výrobce hardwaru, aby vyvinul řešení na míru.

Více o specifických požadavcích na hardware si můžete přečíst v našem Série blogů o robotice nebo upsat získat více informací o tomto nebo podobných tématech.