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      Linux培訓
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      8步助你開源硬件起步!

      • 發布:Linux培訓
      • 來源:Linux職場技巧分享
      • 時間:2017-07-03 14:53

      著名的計算機科學家Alan Kay曾經說過:“認真對待軟件的人應該制造他們自己的硬件。” 我認為如今就如 同 1982 年他所說的一樣。然而,現在和那時之間的不同是硬件變得越來越快、越來越小,最重要的是:更便宜。 現在可以用 5 美元購買一臺完整的電腦。

      隨著大公司降低自己產品的價格,能夠生產生產級硬件的制造業生態系統得以增長,這些硬件的成本足夠便宜,并且達到了普通人都可以接受的程度。這種可用性以及可負擔性正在幫助推動諸如眾籌和創客運動之類的事情,但同時它們也讓更多的個人能夠通過開源硬件參與到開源當中。

      開源硬件和非開源硬件有很多區別,但是開源硬件聯盟(OSHWA)定義了一個大多數人同意的定義,如果你熟悉開源軟件,這不會聽上去太奇怪:

      “開源硬件(OSHW)是一個指有形的造物:機器、設備或者其它物理東西的術語——其設計向公眾發布,任何人可以制造、修改、分發并使用那些造物。”

      我們身邊已經有很多開源硬件了。你可能沒有注意到你在使用的主板實際上可能是開源硬件。從低調而多能的 Arduino,一直到像 BeagleBone 系列和 C.H.I.P. 計算機這樣的完整功能的電腦,有很多開源硬件的例子,還有更多的在設計中。

      硬件可能很復雜,對初學者而言有時候不太理解為什么設計需要某些東西。但開源硬件使你不僅可以看到工作示例,還可以更改這些設計,或者在你自己的設計中剔除或復制所需的部分,就如復制和粘貼一樣簡單。

      我該如何開始?

      我們先要指出硬件很“硬”,它很復雜甚至很深奧,你可能用到的工具并不總是最人性化的。任何一個玩微處理器的時間足夠長的人都可以向你證實:你會燒壞一些東西,看到神奇的煙霧在某個時刻冒出來。沒關系,我們都遇到過,有些人還會反復遭遇,因為我們在做一件事情的前 100 次時都不會得到教訓,但不要讓這些阻礙你:當做錯事情時,你會學到教訓,而且你將來還可以將有趣的故事告訴別人。

      建模

      首先要做的是使用現有的電路板、跳線、面包板以及你要連接的任何設備來建模你想要做的事情。在許多情況下,最簡單的事情就是在板上添加更多的 LED,并以新穎的方式讓它們閃爍起來。這是一個很好的做出原型的方式,也是一個常見的做法。它看上去并不漂亮,你可能會發現你的線接錯了,但這些都是原型 - 你只是想證明硬件可以工作。當硬件不工作時,一定要仔細檢查一切,不要害怕尋求幫助 - 有時第二雙眼睛會發現你奇怪的接地短路。

      設計

      當你弄清楚你想要構建的硬件,現在是時候把你的想法從跳線和面包板變成實際的設計了。這時事情會變得讓人氣餒,但是從小處開始,事情上,可以從熟悉加工和處理這樣非常小的地方開始,所以為什么不從制作一塊帶有 LED 和電池的印刷電路板開始?認真地說,這可能聽起來過于簡單,但在這里有很多新的基礎要了解。

      找到一個電子設計自動化(EDA)工具來使用。 有很多好的開源軟件可以選擇,但是它們并不總是用戶友好的。Fritzing、gEDA 還有 KiCad 都是開源的,并且其可用性一個比一個好。如果你想要嘗試更多的商業軟件,那么還有一些其他的選擇。Eagle 有個受限的免費版本可供使用,有許多的開源硬件是用它設計的。

      在 EDA 工具中設計你的電路板。 依據你選擇的工具,這可能會非常快,或者可能是學習如何設計的很好的練習。這是我建議從小的硬件開始的原因之一。一個帶 LED 的電路可以如一塊電池、一個電阻、一個 LED 一樣簡單。電路圖非常簡單,并且板子也會非常小、非常簡單。

      為打樣而導出設計。 這與列表中的下一件事情緊密相連,但如果你以前沒有這樣做過,這也可能是一個令人困惑的過程。當你在導出時,你會有很多細節需要調整,并且需要以某種方式導出以便電路板工廠能確切知道你要做的。

      找到一個電路板工廠。 有許多電路板工廠可以制作你的設計,并且一些比其他更加友好及有幫助。一個特別棒的地方是 OSH Park,這些人非常友好并支持開源硬件。他們也有一個非常扎實的流程來確認你發送給它的就是會被制造的,所以他們值得一試。還有很多其他選擇;看看 PCB Shopper,它可以讓你比較不同實體 PCB 商家的價格、周轉時間等等。

      等待。 這或許是在制造你自己的電路板中最難的一部分了,因為它會花費時間將數字部分變成物理產品。計劃好兩周時間來拿到你的電路板。這是你繼續下個項目的絕好時間,買到或確保你當前制造的所有部分都有了,或者隨便試試而不要擔心。你的第一塊電路板是艱難的 - 你現在非常想要,但是保持耐心。

      修補并提升。 一旦拿到你的板子,是時候上電測試了。如果你是以 LED 電路開始,那么它很容易調試,并且你會得到一些可以工作起來的東西。如果你有更復雜的電路,那么需要有條理并且有耐心。有時候電路不工作,并且你需要用你的調試技能來追蹤問題。

      最后,如果你做的是開源硬件,那就發布它。* 我們談論的是開源硬件,因此確保它包含了一個許可,發布它、共享它,把它放在人們可以看見你所做的地方。你或許會想寫一篇博客并提交到如 Hackaday 上面。

      最重要的是,玩得開心。 坦白說,如果你在做一些事但是你不開心,你應該停止這樣做。開源硬件可以很有趣,雖然有時是困難而且復雜的。但是不是一切都工作:見鬼,我已經設計了一半的電路不工作;或者我(意外地)在電源和接地之間造成了 12 次短路;這些電路板是雙層板:是的。我在這個過程中學到了一些東西:非常多,并且我不會再犯同樣的錯誤。我會做出新的板子,但不是這些。(我會支持并盯著這些板子和它們的錯誤,悲傷的是,它們不會在我盯著它們時感到良心會痛)。

      現在有許多的開源硬件,有許多好的例子從中可以查看、復制、衍生,并且有很多信息使制造硬件變得簡單。這就是開源硬件:一個人們制造它們、共享它們的社區,每個人可以制作他們自己的東西并構建他們想要的硬件——而不是他們可以得到的硬件。

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