ต้นกำเนิดมักใช้แผงวงจร แต่มีผลิตภัณฑ์หลายประเภทและหลายผลิตภัณฑ์สับสน ในฉบับนี้เราแนะนำผลิตภัณฑ์ทั่วไปสามรายการและเพิ่มแนวคิดที่เกี่ยวข้อง
กระดานแดงส่วนใหญ่ไม่ใช่ Arduino และ Raspberry Pi และ micro ปีนี้: bit ก็กำลังได้รับความนิยมเช่นกัน ความแตกต่างที่เฉพาะเจาะจงระหว่างสามคืออะไร?
ตระหนักถึงแนวคิดทั้งสอง
ก่อนที่จะแสดงรายละเอียดทั้งสามแนวคิดทั้งสองจะถูกอธิบายก่อนหนึ่งคือหน่วยประมวลผลกลาง (MPU) และอีกอันคือหน่วยควบคุมไมโคร (MCU)
ไมโครโปรเซสเซอร์
แนวคิดของ MPU นั้นไม่ซับซ้อนเกินไป การออกแบบทั้งชุดมีความคล้ายคลึงกับคอมพิวเตอร์มาก ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปส่วนใหญ่มีระบบปฏิบัติการที่สมบูรณ์ในตัวอินเทอร์เฟซการดำเนินการที่สมบูรณ์และประโยคเป็นเหมือนคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก แต่เขามีขนาดเล็กลงและความถี่ในการทำงานต่ำกว่าการดำเนินการจะลดลง ฟังก์ชั่นไม่ดีพื้นที่ชิปมีขนาดเล็กค่าใช้จ่ายต่ำและการใช้พลังงานมีขนาดเล็ก อย่างไรก็ตามด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์การพัฒนาซีรีย์ MPU ได้ใกล้เคียงกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลมากขึ้น หนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่เป็นตัวแทนในด้านการศึกษา STEM คือ Raspberry Pi เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าบางคนเพิ่งพูดถึง SoC (ระบบบนชิป) ซึ่งสามารถรวมฟังก์ชั่นเพิ่มเติมเช่น Wi-Fi ฯลฯ แต่เนื่องจากความซับซ้อนสูงจึงเหมาะสำหรับการสนทนาขั้นสูง
MPU เช่นคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กโปรแกรมการเรียนรู้ครั้งแรกของหลายคนคือการออกแบบให้เป็นเกมคอนโซล
ไมโครคอนโทรลเลอร์
MCU นั้นเบากว่า MPU และจุดประสงค์ในการออกแบบนั้นมีความเดียวมากกว่า ความถี่ในการใช้งานข้างต้นกำลังประมวลผลพื้นที่ชิปค่าใช้จ่ายและการใช้พลังงานลดลง เขาไม่สามารถทำงานได้เหมือนคอมพิวเตอร์ ไม่มีระบบปฏิบัติการในตัว การพัฒนาโปรแกรมจำเป็นต้องผ่านระบบอื่น ๆ เขียนและป้อนใหม่ แต่การออกแบบที่เรียบง่ายทำให้ทุกอย่างรวดเร็วขึ้นและตรงขึ้น ผู้ผลิตบางรายสามารถเชื่อมต่อกับเซ็นเซอร์ได้โดยตรงดังนั้นจึงสามารถนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวันเช่นนาฬิกาอิเล็กทรอนิกส์แปรงสีฟันไฟฟ้า อุปกรณ์ตรวจจับ ฯลฯ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นตัวแทนในด้าน STEM ได้แก่ micro: Bit และ Arduino
Arnav Sharmay ออกแบบ Asthma Management Kit
เพื่อเพิ่มจุดการจำแนกประเภทข้างต้นเป็นแนวคิด ในทางปฏิบัติทั้งสองสามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้อย่างอิสระหรือสามารถรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้เข้าใจการออกแบบที่ต้องการได้อย่างชัดเจน จากนั้นค้นหาจุดแข็งและจุดแข็งของทั้งคู่ทำให้ง่ายต่อการเลือกฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสม
การแนะนำผลิตภัณฑ์สามแบบ
นอกเหนือจากการจำแนกแนวคิดพื้นฐานข้างต้นแล้วข้อมูลต่อไปนี้จะอธิบายโครงสร้างพื้นฐานและประวัติของผลิตภัณฑ์ทั้งสามซึ่งจะช่วยให้คุณเข้าใจสถานะ
ผลิตภัณฑ์สำหรับนักเรียนชาวอังกฤษ: micro: bit
รัฐบาลสหราชอาณาจักรเปิดตัวเมื่อประมาณปี 2555 จัดทำบอร์ดไมโครบิตฟรีสำหรับเด็ก ๆ ในพื้นที่อายุระหว่าง 11 ถึง 12 ปี backplane นี้มีแพ็คเกจที่หลากหลายและมีน้ำหนักเบาพร้อมชุดไฟ LED 5 x 5 รวม 25 ตัวปุ่มซ้ายและขวา คลิปจระเข้บนบอร์ดและสามารถใช้กับ JavaScript, Python และ Scratch ได้ รอการเขียนโปรแกรมข้อดีคือตรงและเรียบง่าย แต่การออกแบบไม่เอื้อต่อการเชื่อมต่อของหุ่นยนต์สั่งสูง แต่มันก็เหมาะที่สุดสำหรับการเข้าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักเรียนจากโรงเรียนมัธยมถึงโรงเรียนมัธยม หลังจากทั้งหมดวิธีการเดินสายสามารถลดความต้องการเพื่อรักษาเสถียรภาพของสายเชื่อมต่อ ปัญหาเช่นการเชื่อมหรือการเชื่อมต่อเขียงหั่นขนม
บรรพบุรุษของการออกแบบไมโครต้นทุนต่ำ: Arduino
Arduino เริ่มพัฒนาในปี 2003 จริงๆแล้วมันเป็นชื่อโปรแกรม แนวคิดดั้งเดิมคือการลดค่าใช้จ่ายในการเรียนรู้สำหรับนักเรียนระดับมัธยมศึกษาตอนต้น ดังนั้นโปรแกรมที่เกี่ยวข้องส่วนใหญ่จึงถูกพัฒนาขึ้นในโอเพ่นซอร์ส ผลิตภัณฑ์การออกแบบที่หลากหลายที่พัฒนาขึ้นหลังจากนั้นก็ได้รับความนิยมจากองค์กรต่างๆเช่น Maker Faire จนถึงขณะนี้มีการพัฒนาหลายรุ่นและระดับรายการยังเป็น UNO ที่พบมากที่สุดในการประชุมเชิงปฏิบัติการและ MEGA ที่มีอินเตอร์เฟสที่เชื่อมต่อมากขึ้นในแง่ของอินเทอร์เฟซโปรแกรม 3 การพัฒนาซึ่งสามารถติดตั้งในแต่ละแพลตฟอร์มปฏิบัติการ นอกจากนี้ยังมีสภาพแวดล้อมการพัฒนาที่คล้ายกับ Java และ C เหมาะสำหรับผู้ใหญ่ที่มีขนาดเล็กจนถึงสูงเพื่อเรียนรู้การใช้งาน
คอมพิวเตอร์ราคาไม่แพง: Raspberry Pi
Raspberry Pi เป็นผลิตภัณฑ์ของอังกฤษ แต่ได้รับการพัฒนาโดยมูลนิธิและเปิดตัวประมาณปี 2012 มันถูกออกแบบมาเพื่อส่งเสริมการศึกษาวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ขั้นพื้นฐาน ดังนั้นตามคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องแบ็คเพลนจึงมีเอาต์พุตเช่นโปรเซสเซอร์หน่วยความจำ USB, อีเธอร์เน็ต, HDMI, RCA ฯลฯ ปริมาณจะเป็นขนาดบัตรเครดิตและเป็น SD การ์ดนี้ใช้เป็นสื่อกลางในการจัดเก็บข้อมูลและระบบปฏิบัติการ Linux ยังถูกเก็บไว้ในการ์ด SD แต่ก็หมายความว่ามันมีเบราว์เซอร์ซอฟต์แวร์เอกสารและสิ่งอื่น ๆ ข้อดีคือมันไม่จำเป็นต้องเชื่อมต่อ ไปยังระบบปฏิบัติการอื่นและรองรับภาษาการเขียนโปรแกรมหลายภาษา อย่างไรก็ตามเนื่องจากการใช้งาน Linux มันเป็นผลิตภัณฑ์ระดับกลางถึงสูงและเหมาะสำหรับผู้ที่อยู่ในโรงเรียนมัธยมหรือสูงกว่าเท่านั้น
แนวคิดทั่วไปอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง
แผงวงจรด้านบนสามารถออกแบบโดยตรงเป็นหุ่นยนต์หรือผลิตภัณฑ์สมาร์ท อย่างไรก็ตามหลังจากหลายปีของการพัฒนาเพื่อตอบสนองความต้องการการออกแบบที่แตกต่างกันส่วนใหญ่มีอุปกรณ์เสริมเพิ่มเติม
เซนเซอร์
เซ็นเซอร์ได้รับการออกแบบทางอิเล็กทรอนิกส์ด้วยชิ้นส่วนที่มีฟังก์ชั่นเฉพาะซึ่งส่วนใหญ่ใช้เป็นเครื่องมือวัดอัลตราโซนิกสำหรับวัดระยะทางและไจโรสโคปสำหรับเก็บข้อมูลสามมิติ การตรวจจับ, การตรวจจับด้วยอินฟราเรด, การตรวจจับเสียงและการตรวจวัด CO2
โล่
เซ็นเซอร์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับบอร์ดขยาย วัตถุประสงค์ของคณะกรรมการการขยายตัวคือการขยายฟังก์ชั่นของคณะกรรมการในลักษณะที่เรียบง่าย บอร์ดเอ็กซ์แพนชันจะเพิ่มฟังก์ชั่นที่แตกต่างกันตามความต้องการเช่นการเชื่อมต่อเครือข่ายหรือเลนส์ถ่ายภาพและบอร์ดเอ็กซ์แพนชันจะรวมเซ็นเซอร์หลายตัวเข้าด้วยกัน