在2018年1月16日召開的教育部新聞發佈會上,介紹了《普通高中課程方案和語文等學科課程標準(2017年版)》的有關情況。在此次“新課標”改革中,正式將人工智能、物聯網、大數據處理、算法、開源硬件項目設計等正式劃入新課標。
今天耐撕BaBa就要給大家介紹一下開源硬件了,歡迎大家在留言裡補充和指正哦:
在進入正題前,先看幾個有趣的成品吧~
Arduino擅長功能實現,樂高長於結構搭建,下面這個作品實現了用Arduino控制樂高:
樂高版的PM2.5探測儀,當PM2.5高於120時,會猝不及防地蹦出一個防霾口罩:
再忙也要吃飯之“吃飯提醒機”:
先看一下“開源硬件”的官方解釋吧:
開源硬件是可以通過公開渠道獲得的硬件設計,任何人可以對已有的設計進行學習,修改,發佈,製作和銷售。硬件設計的源代碼的特定的格式可以為其他人獲得,以方便對其進行修改。
簡單來說就是一個硬件項目的原始設計文件是公開的,所有人都可以根據這些資料學習、修改、製作。
通過一個概念可以更容易理解開源硬件,那就是“開源軟件”:它產生在開源硬件之前,安卓就是開源軟件之一。開源硬件和開源軟件類似,就是在之前硬件的基礎之上進行二次創意。在複製成本上,開源軟件的成本也許是零,但是開源硬件不一樣,其複製成本較高。
本文對比了三款比較流行的,也是比較具代表意義的開源硬件平臺Arduino、BeagleBone和Raspberry Pi。
Arduino
Arduino項目產生的目的是為新手和專業人員提供一種低成本且簡單的方法,以創建使用傳感器與環境相互作用的設備執行器,適用於初學者 。此類設備的常見示例包括簡單機器人,恆溫器和運動檢測器。
Arduino的大小
Arduino的特點在於:
- 使用者可依據Arduino官方網站,獲取硬件的設計檔,加以調整電路板及組件,實現自己的設計需求;
- 開源簡單地與感測器,電子組件連接,如紅外線、超音波、熱敏電阻、光敏電阻、伺服馬達等;
- 支持多樣的交互程序,如Adobe Flash, Max/MSP, VVVV, Pure Data, C, Processing等。
- 使用低價格的微處理控制器(Atmel AVR)(ATMEGA 8,168,328等)。
- USB接口,不需外接電源。另外有提供直流(DC)電源輸入。
- Arduino IDE使用簡化版的C ++,使編程過程更容易。
Arduino硬件和軟件專為藝術家,設計師,黑客以及任何對創建交互式對象或環境感興趣的人設計的。Arduino可以與按鈕,LED,電機,揚聲器,GPS裝置,相機,互聯網甚至智能手機或電視進行交互。Arduino幾乎可以用作任何電子項目背後的大腦。
用Arduino處理的虛擬現實
Raspberry Pi
與Arduino相比,Raspberry Pi(樹莓派)是一個比較新的成員。它實際上是一個嵌入式電腦,也是一個並不昂貴的全功能桌面電腦。作為一個只要35美元的電腦,它在很多項目中都是一個很好的平臺。
Raspberry Pi做的Google Glass
Raspberry Pi自2012年推出以來全球銷量已達1250萬塊,穩坐世界第三。前兩名?當然是Windows、Mac。
樹莓派今年已經進化到第三代,搭載64位A53處理器,支持更多連接,還有更小巧的Pi Zero版本。
Raspberry Pi是一款基於Linux的單片機計算機。目的是以低價硬件及自由軟件促進學校的基本計算機科學教育。
Raspberry Pi只有信用卡大小,可以直接插入到電視中。許多傳統電腦上的功能,例如文字處理、電子表格和遊戲,都可以在Raspberry Pi中運行。
Raspberry Pi的大小
Raspberry Pi有一個HDMI輸出,即你可以將鍵盤鼠標接入到你的電視。這相當於你擁有了一臺功能全備的電腦,並且擁有用戶操作界面。這樣使得Raspberry Pi可以用於在需要與用戶交互的項目中,以低成本構建web瀏覽設備。
BeagleBone
價格低廉,硬件擴展性強,BeagleBone是為喜愛嵌入式Linux系統的玩家量身打造的產品。
Beaglebone 的特點可以說是融合了Arduino 與樹莓派的特點,它既有比Arduino 還多的GPIO 口,還有比樹莓派更高的性能。
Beaglebone上代碼的編寫編譯都可以在本地進行,而且可以使用的語言種類繁多。例如,常用的C 、C++ 、Python 、Perl。不像Arduino ,只是一個最基本的單片機,程序的編寫、編譯都是在計算機上進行。Beaglebone 自帶了基於Web 的Cloud9 編輯器,只要你有電腦和瀏覽器,就可以為Beaglebone 編程。
Beaglebone 分為Beaglebone 、Beaglebone Black 、Beaglebone Green 。BeagleBone有一個更大,性能更強的版本——BeagleBoard。如果你需要更強的擴展性,那麼BeagleBoard是一個不錯的選擇。
這是一條總結
Arduino是一個擴展性很好的平臺,便於與各種設備交互。對於初學者來說,在進行一些小型項目時,它是絕佳的選擇。
Raspberry Pi適合用於需要用戶界面和需要網絡支持的項目,性價較高。
BeagleBone擁有Arduino良好的可擴展性,兼具Raspberry Pi快速處理器和Linux靈活的開發環境。
如果你的項目需要接入外部感應設備 ,我們推薦Arduino和BeagleBone。
對於需要電池供電的項目,我們推薦Arduino。Arduino功耗是最低的。如果按照每瓦的性能來比較,BeagleBone的能耗是最高的。但是Arduino擁有更廣泛的空間,因為它可以和很多不同的輸入電壓的設備一起工作。
如果需要支持用戶界面,推薦使用Raspberry Pi。
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