כיצד אוכל לדעת אם Raspberry PI, NVIDIA Jetson Nano או Intel NUC הם מחשבים מתאימים עבור היישום הרובוטי התעשייתי שלי?
מהנדסים בוחנים באופן קבוע שלוש אפשרויות כאשר הם מחפשים מחשבי לוח יחיד עבור יישומים רובוטיים: Raspberry Pi, NVIDIA Jetson Nano ו-Intel NUC. אבל איך לבחור בין כל אחת מהאפשרויות הללו לבין פתרון מותאם אישית? בפוסט בבלוג זה נספק מדריך בנוגע ליתרונות של כל אפשרות עבור רובוטים ניידים אוטונומיים (AMR) או רכבים מונחים אוטומטיים (AGV).
בואו נניח לרגע שאתם חובבי גולף המעוניינים לרכוש מחבטי גולף. עליכם לשקול מספר גורמים לפני רכישתם: מבנה גוף, גובה, ניסיון והשכלה קודמים, גמישות ואורך המוט, מגוון ראשי המחבטים, מגרשי הגולף הפופולריים ביותר והחבטה שלכם, בין היתר. במילים אחרות, המותג אינו חשוב כמו התדירות, היכן ומי ישתמש במחבטי הגולף. זה חל גם על מחבטי גולף SBC.
כשמפתחים ומתכננים רובוט, לעולם לא מתחילים לחקור SBCs על סמך מותגים. או לפחות, לא כדאי. עליכם להתחיל מהסוף: עם המשתמש ודרישות היישום. תוכלו לקרוא עוד על דרישות חומרה ייחודיות לרובוטיקה בפוסט בבלוג הזה. עליכם לשים לב במיוחד לגורמים הבאים בעת בחירת ה-SBC עבור היישום הרובוטי שלכם:
- יכולות עיבוד: מעבד וערכת שבבים
- זֵכֶר: כמה זיכרון RAM ו-ROM או כונן קשיח האפליקציה דורשת
- עָקֵב: הגודל והמשקל הפיזי של מחשב בעל לוח יחיד
- קלט/פלט: כמה פורטי קלט/פלט האפליקציה צריכה ומדוע
אם אתם רוצים לקרוא עוד על הגורמים המשפיעים על יכולות המחשוב לבחור עבור אפליקציה רובוטית ניידת, אתה יכול לקרוא את הבלוג הזה.
אף על פי כן, אם אתם עדיין צריכים לדעת אם מחשבי Raspberry Pi, NVIDIA Jetson Nano או Intel NUC הם אופציה לעסק שלכם, נעבור על כמה פרטים חשובים שעליכם לקחת בחשבון.
פטל פאי
זהו פרויקט קוד פתוח הכולל גם תוכנה וגם חומרה. השימוש הנרחב בו החל בזכות המיקוד החינוכי והיצרני שלו. למעשה, רוב לוחות Raspberry PI מתאימים לפרויקטים של רובוטיקה בבתי ספר ואוניברסיטאות. הקהילה היא גורם מכריע כאשר אנשים בוחרים בלוחות אלה מכיוון שניתן למנף את הניסיון של יצרנים, סטודנטים ומוסדות בכל רחבי העולם כדי לפתור בעיות או לשאול עיצובים/תכנות. לכן, כאשר מהנדסים מתחילים לעבוד, הם מחפשים את הלוחות שהם מכירים.
בהינתן הדרישות המחמירות בסביבות תעשייתיות מבחינת טמפרטורה, גודל, מים או אבק, Raspberry Pi השיקה לוח המיועד ליישומים מסחריים עבור אותם מהנדסים שניסו ליישם את ניסיונם הקודם עם לוחות אלו בסביבת העבודה החדשה שלהם. בנוסף, ניתן להוסיף תכונות עמידות ל-Raspberry Pi 4 כדי לעמוד בסביבות תעשייתיות קשות. למידע נוסף כאן.
נקודת המכירה העיקרית של לוחות Raspberry PI תעשייתיים היא גודלם (גודל כרטיס אשראי) והמחיר שלהם. עליכם להיות מודעים לכך שלמרות שתוכנה למטרות מחקר וייצור עשויה להיות בחינם, עבור יישומים מסחריים ייתכן שתצטרכו לשלם עבור רישיונות או להיות מסוגלים לשתף קוד (מה שעשוי להיות לא תואם עקב זכויות קניין רוחני מסחריות).
לבסוף, קהילת היצרנים העולמית אולי תוכל לעזור לך להתמודד עם חלק מהאתגרים המסחריים, אך ייתכן שלא תוכל להתמודד עם כולם. כתוצאה מכך, ייתכן שזה לא יהיה אותו יתרון שאתה מקבל כסטודנט.
NVIDIA ג'טסון ננו
NVIDIA מגיעה מרקע שונה. הם בעצם יצרו את ה-GPU בשנת 1999.לוחות הגרפיקה שלהם נועדו להתמודד עם משחקים, עיצוב וגרפיקה מקצועית. כתוצאה מכך, לוחות הגרפיקה של NVIDIA Jetson Nano מצוידים טוב יותר להתמודד עם יישומים רובוטיים עתירי נתונים הקשורים ללמידה עמוקה, למידת מכונה, זיהוי תבניות ובינה מלאכותית. זה אפשרי הודות ליכולת העיבוד המקבילי של המעבד הגרפי.
במקרה זה, ייתכן שלא תסתמכו על אותה קהילה עולמית גדולה של יצרנים כמו ב-Raspberry Pi, אך יש לכם תמיכה מחברה חדשנית וחזקה שעוסקת בעיצוב לוחות SBC ליישומים מסחריים מאז המאה הקודמת. ההיצע של NVIDIA כולל תוכנות שכבר נבדקו עם הלוחות. זה יכול להיות מועיל מבחינת תאימות ועלות.
לאחד מלוחות ה-NVIDIA Jetson Nano יש GPU של Maxwell בעל 128 ליבות במהירות 921 מגה-הרץ, שהוא חזק יותר מ-GPU של Raspberry PI 4. ניתן לראות את ההיצע של Jetson Nano כאן.
אינטל NUC
התגובה של אינטל לשוק ה-SBCs, הן עבור יישומים ביתיים והן עבור יישומים מסחריים, היא ה-NUC. ניתן לרכוש מחשבים אלה ככרטיסי אשראי או עם שלדה, בהתאם לשימוש המיועד. נקודת המכירה היא מגוון רחב של מעבדים: Pentium, Celeron, Core i3 או Core i5. כתוצאה מכך, תבחרו במעבד שיכול להתמודד עם עומס העבודה של היישומים. למעשה, המעבדים החדשים ביותר פועלים בצורה חלקה ביישומים עתירי נתונים, כמו בינה מלאכותית. לכן, אינטל מציעה להשתמש ב-NUC עבור משחקים סוחפים, שילוט דיגיטלי, פגישות מרחוק ובידור ביתי תוסס.
הגודל דומה לזה של ג'טסון ננו ומתאים את עצמו לטביעת הרגל המוגבלת של יישומים רובוטיים. עם זאת, מבחינת מחיר, יחידות SBC אלו יכולות להיות יקרות יותר משתי האפשרויות הראשונות בבלוג זה.
יתר על כן, Intel NUC תואם ל-Windows 10 Pro. אם אתם מתכננים לעבוד עם Windows, זוהי הפלטפורמה שתספק את התאימות הטובה ביותר, שכן Raspberry Pi ו-NVIDIA יעבדו בצורה הטובה ביותר עם לינוקס.
ב-AMR/AGV, צריכת החשמל היא גורם חיוני. אם לרובוט יש תחנת טעינה בקרבת מקום, סוללות ענקיות או שהוא מחובר ישירות למקור החשמל, המתכנן יכול לבחור את המעבד החזק ביותר ולהבטיח פעולה חלקה. עם זאת, ל-AMR/AGV יש בדרך כלל מקורות חשמל מוגבלים, מה שמאלץ את המפתחים לבחור מעבדים פחות חזקים ולבצע ניתוחים מסוימים במוח מרוחק (שרת). מבין שלוש האפשרויות שאנו מנתחים, Raspberry PI ו-Jetson Nano דורשים פחות חשמל מאשר Intel NUC.
התכונה המעניינת האחרונה של Intel NUC היא שהוא מאפשר קישוריות של שני מסכים ומשולשים. Raspberry Pi מאפשר רק שני מסכים ו-NVIDIA Jetson Nano, רק אחד. ניתן לבדוק את היצע ה-NUC של אינטל כאן.
סיכום המפרט הטכני
| תכונות | פטל פאי 4 דגם B | ערכת פיתוח ננו של ג'טסון | לוח Intel® NUC 11 Pro NUC11TNBv7 |
| מעבד | Broadcom BCM2711, מעבד Cortex-A72 (ARM v8) מרובע ליבות, 64 סיביות, ב-1.5GHz | מעבד: ארבע ליבות ARM A57 @ 1.43 GHz כרטיס מסך: מקסוול בעל 128 ליבות | לוח Intel® NUC עם מעבדי Intel® Core™ מדור 11 |
| זֵכֶר | זיכרון LPDDR4-3200 SDRA בנפח 2GB, 4GB או 8GB microSD (לא כלול) | 4 ג'יגה-בייט LPDDR4 64-bit 25.6 ג'יגה-בייט/שנייה microSD (לא כלול) | 64 ג'יגה-בייט, DDR4-3200 1.רכיבי SO-DIMM של 2V |
| עָקֵב | 85 מ"מ × 56 מ"מ (3.3 אינץ' x 2.2 אינץ') | 69 מ"מ × 45 מ"מ (2.7 אינץ' x 1.77 אינץ') | 101 מ"מ × 101 מ"מ UCFF (4" איקס 4") |
| קלט/פלט | 2.4 GHz ו-5.0 GHz IEEE 802.11ac אלחוטי, Bluetooth 5.0, BLE ג'יגה-ביט אתרנט 2 יציאות USB 3.0; 2 יציאות USB 2.0. 2 × יציאות micro-HDMI (תואמות לצגים כפולים) חריץ לכרטיס Micro-SD לטעינת מערכת הפעלה ואחסון נתונים | 2x נתיבי MIPI CSI-2 DPHY ג'יגה-ביט אתרנט, מפתח M.2 E HDMI ופורט תצוגה 4x USB 3.0, USB 2.0 מיקרו-B | PCI Express, 4 יציאות USB, יציאת SATA אחת, LAN משולב, יציאת Thunderbolt™ 4 אחת, יציאת Thunderbolt™ 3 אחת תואם לצגים כפולים ומשולשים. |
| מַעֲרֶכֶת הַפעָלָה | מערכת ההפעלה המומלצת היא Raspberry Pi OS (שנקראה בעבר Raspbian). | לינוקס ערכת פיתוח תוכנה של NVIDIA JetPack
| Windows 10, 64 סיביות*, Windows 10 IoT Enterprise*, Red Hat Linux*, Ubuntu 20.04 LTS* |
| צריכת חשמל ב-100% שימוש | 6 וואט | 10 וואט | 49 וואט |
| מְחִיר | החל מ-35 דולר | החל מ-59 דולר | החל מ-877 דולר |
פתרון מותאם אישית
לבסוף, התכונה שחסרה בשלוש האפשרויות הקודמות היא אישורים והגנות תעשייתיות. כאשר AMR/AGV מיועד לעבוד במפעלים, מכרות או יישומים רפואיים, אישורים הם גורם מכריע. יצרן ציוד מקורי (OEM) מנוסה לחומרה יכול להדריך אותך בתהליך ולהציע SBC שיכול להסתגל לסביבה המחמירה.
בנוסף, יצרן ציוד מקורי (OEM) של חומרה יכול לוודא שכל המחברים הכלולים ב-SBC המותאם אישית יעמדו ברעידות וימנעו ניתוקים לא מכוונים. בנוסף, הם יכולים להתאים את דרישות היישום הספציפיות לערכות שבבים, קושחה, מעבד, זיכרון ושטח עבודה. אם יש לכם מספר מוצרים הדורשים את אותן יכולות, זהו יתרון אטרקטיבי. לכן, תוכלו ליישם עיצוב SBC אחד על כל המוצרים שלכם ולחסוך בעלויות ייצור ותיקון. זה מועיל במיוחד לאור המחסור העולמי ברכיבים אלקטרוניים שאנו חווים כיום. תוכלו לקרוא סיפור הצלחה עדכני כאן.
כפי שאתם יכולים לראות, בחירת לוח בקרה (SBC) עבור ה-AMR/AGV שלכם תלויה בדרישות היישום ובחוויית המשתמש הצפויה. ההחלטה צריכה להתקבל על סמך גודל, יכולות עיבוד ורמת ההגנה/הסמכה הנדרשת. ישנן מספר אפשרויות מוכנות טובות בשוק, אשר מועילות בשלבים הראשונים של התכנון והאב טיפוס. לאחר שה-AMR/AGV שלכם מוכן לייצור המוני, ייתכן שתצטרכו להיעזר ביצרן ציוד מקורי (OEM) מנוסה לחומרה כדי לפתח פתרון לוח מותאם אישית.
ניתן לקרוא עוד על דרישות ייחודיות לחומרה ב סדרת בלוגים על רובוטיקה או הירשם כמנוי כדי לקבל מידע נוסף בנושא זה או נושאים דומים.