在“大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新”的大趨勢推動下勺阐,創(chuàng)客教育在國內(nèi)異尘碇校火熱,這里介紹幾款全球主流的開源硬件平臺渊抽,相對于純軟件平臺蟆豫,開源硬件平臺更能鍛煉動手實踐能力,創(chuàng)客們需要動手搭建實物硬件懒闷,并結(jié)合程序編程或圖形化模塊編程十减,使硬件運作栈幸,實現(xiàn)對應(yīng)的功能。
一帮辟、Arduino
Arduino是一套便捷速址、靈活、容易上手的硬件開發(fā)平臺由驹,它包括多種型號的Arduino控制電路板芍锚,和專用編程開發(fā)軟件IDE。Arduino省略了很多繁瑣的底層開發(fā)蔓榄,讓人們可以專注在功能實現(xiàn)并炮,快速的開發(fā)出智能硬件原型。Arduino的硬件價格也相對便宜甥郑,所以逃魄,Arduino可以說是適合每個人的硬件開發(fā)平臺。
因為Arduino的種種優(yōu)勢澜搅,越來越多的專業(yè)硬件開發(fā)者已經(jīng)或開始使用Arduino來開發(fā)他們的項目伍俘、產(chǎn)品;越來越多的軟件開發(fā)者使用Arduino進入硬件店展、物聯(lián)網(wǎng)等開發(fā)領(lǐng)域养篓;大學里,自動化赂蕴、軟件柳弄,甚至藝術(shù)專業(yè),也紛紛開展了Arduino相關(guān)課程概说。
1碧注、主要參數(shù)
處理器:?ATmega328P(8位,主頻16 MHz)
尺寸:?53*69mm
內(nèi)存容量:
SRAM:2KB
Flash:32 KB
支持語言:
C/C++語言
Mind+(圖形化編程)
Linkboy(可視化仿真編程)
Scratch?3.0(圖形化編程)等
I/O口:? ? ?
數(shù)字I/O引腳:?14個
模擬輸入引腳:?6個
PWM引腳:?6個
通信功能:?無板載功能?(需外接擴展板實現(xiàn))
板載功能:?LED燈(Pin13)
2糖赔、主要特點
(1)跨平臺
Arduino IDE可以在Windows萍丐、Macintosh OS X、Linux三大主流操作系統(tǒng)上運行放典,而其他的大多數(shù)控制器只能在Windows上開發(fā)逝变。
(2)簡單清晰易掌握
對于初學者來說,極易掌握奋构,同時有著足夠的靈活性壳影。不需要太多的單片機基礎(chǔ)、編程基礎(chǔ)弥臼,簡單學習后宴咧,可以快速的進行開發(fā)。
(3)開放性
Arduino的硬件原理圖径缅、電路圖掺栅、IDE軟件及核心庫文件都是開源的烙肺,在開源協(xié)議范圍內(nèi)里可以任意修改原始設(shè)計及相應(yīng)代碼。
(4)生態(tài)豐富
? ? ? ?十多年來氧卧,全球的Arduino開源社區(qū)已經(jīng)非常豐富, 并沉淀了大量的第三方庫桃笙、周邊內(nèi)容及硬件生態(tài)。Arduino廣泛兼容上百種傳感器假抄、執(zhí)行器及擴展板等周邊配件, 常被應(yīng)用于各種行業(yè)內(nèi)實際開發(fā)運用中怎栽。
(5)發(fā)展迅速
Arduino不僅僅是全球最流行的開源硬件,也是一個優(yōu)秀的硬件開發(fā)平臺宿饱,更是電子制作與硬件開發(fā)的主流趨勢熏瞄。Arduino簡單的開發(fā)方式使得開發(fā)者更關(guān)注創(chuàng)意與實現(xiàn),更快的完成自己的項目開發(fā)谬以,大大節(jié)約了學習的成本强饮,縮短了開發(fā)的周期。
3为黎、五星評估
?入門性:????
?實用性:?????
?拓展性:????
?社區(qū)生態(tài):?????
二邮丰、micro:bit
Micro:bit 是一款由英國廣播電視公司(BBC)推出的專為青少年編程教育設(shè)計的微型電腦開發(fā)板,是BBC聯(lián)合29家公司和機構(gòu)共同打造铭乾,這其中包括微軟剪廉,三星等多家全球頂級科技公司。在STEM教育盛行全球的時代炕檩,BBC作為英國的國民支柱斗蒋,憑借其強大的媒體力量幫助整個英國推進STEM教育也是在情理之中。
BBC micro:bit 是一款袖珍計算機笛质,可供您進行編碼泉沾、自定義和控制,能夠?qū)⒛臄?shù)字思維妇押、游戲和應(yīng)用程序融入生活跷究。可以通過易于使用的軟件對每個元素進行完全編程敲霍,這類軟件可從 PC俊马、平板電腦或手機皆可訪問的專用網(wǎng)站 (www.microbit.org) 上進行下載。
2016年3月-6月肩杈,micro:bit在英國全線鋪開潭袱,BBC在線上線下配套了大量的項目教程資源和活動,每一位7年級的在校學生(11-12歲)都能免費獲取一塊micro:bit開發(fā)板用于編程學習锋恬,受益的學生數(shù)量約有百萬。BBC希望通過micro:bit驅(qū)動青少年參與到創(chuàng)造性的硬件制作和軟件編程中去编丘,而不是每天沉浸在各式的娛樂和消費中与学。從舞動的機器人到香蕉鍵盤彤悔,micro:bit擁有你需要的所有功能來編寫出不錯的作品。一切皆有可能哦索守!
1晕窑、主要參數(shù)
處理器:?ARM Cortex-M0(32位,主頻16 MHz)
尺寸:?43*52mm
內(nèi)存容量:
RAM:16 KB
Flash:256 KB
支持語言:
JavaScript
microPython
Mind+(圖形化編程)
Linkboy(可視化仿真編程)
Scratch 3.0(圖形化編程)等
I/O口:
數(shù)字I/O引腳: 19個
模擬輸入引腳: 6個
5個鱷魚夾接口卵佛,20個金手指接口
通信功能:
低功耗藍牙4.1(nRF51822芯片)
2.4GHz無線通信廣播
板載功能:
2路按鍵杨赤、3路觸摸輸入
光線傳感器、5*5 LED點陣肄方、溫度傳感器(on-core nRF51)
三軸加速度計陀螺儀(MMA8652)河爹、三軸磁力計電子羅盤指南針(MAG3110)
2乍丈、主要特點
(1)板載豐富
Micro:bit開發(fā)板尺寸雖小(5cm X 4cm)阳柔,卻能集成了種類豐富的傳感器電子模塊:包括可獨立編程的5x5 LED顯示屏,兩顆可編程按鍵蚓峦,加速度計舌剂,電子羅盤,溫度光線傳感器暑椰,藍牙低功耗等霍转。由于很小的尺寸,可以集成到諸多便攜的項目中一汽,實現(xiàn)任何酷炫的小發(fā)明避消,無論是機器人還是樂器,只有想不到角虫。
(2)編程便利
支持Windows沾谓、macOS、iOS戳鹅、安卓等多種操作系統(tǒng)均驶,電腦端通過USB燒寫、仿真程序枫虏;移動端通過藍牙無線燒寫妇穴、仿真程序。微軟MakeCode團隊專門為micro:bit開發(fā)了Blocks Editor在線圖形化編程平臺隶债,并結(jié)合設(shè)計思維編寫了這份14周的入門課程腾它。micro:bit 操作起來十分簡單,它可以在Blocks死讹,Javascript瞒滴,Python,Scratch等任何Web瀏覽器中編碼,無需下載本地編程工具也能編程妓忍。設(shè)計靈活虏两,非常適合編程學習。
(3)互動開發(fā)場景
micro:bit可以通過鱷魚夾或者擴展板與各種電子元件互動世剖,支持讀取傳感器數(shù)據(jù)定罢,控制舵機與RGB燈帶,因此能夠輕松勝任各種編程相關(guān)的教學與開發(fā)場景旁瘫,還可以用于編寫電子游戲祖凫,聲光互動,機器人控制酬凳,科學實驗惠况,可穿戴裝置開發(fā)等,其優(yōu)秀的性能為學習者的想象力提供了充足的展現(xiàn)空間粱年。
(4)支持Python語言
MicroPython就是運行在單片機上的Python售滤,它不需要任何工具和環(huán)境,只要有個文本工具和一塊開發(fā)板即可開發(fā)編譯台诗。Python在國外是一門非常熱門的編程語言完箩,近些年在國內(nèi)也被發(fā)掘與追捧, Python的開放拉队、簡潔弊知、黏合正符合了現(xiàn)發(fā)展階段對大數(shù)據(jù)分析、可視化粱快、各種平臺程序協(xié)作產(chǎn)生了快速的促進作用秩彤。
(5)操作簡單
開箱即用,下載軟件無需煩雜設(shè)置事哭,出錯概率小漫雷,并且代碼編輯器有多種語言可供選擇。具有無線擴展器和傳感器鳍咱,這意味著 micro:bit 可以在跨學科使用降盹,涉及專業(yè)包括科學、設(shè)計谤辜、數(shù)學蓄坏、音樂、藝術(shù)和計算機等丑念。
3涡戳、五星評估
入門性:?????
實用性:??
拓展性:??
社區(qū)生態(tài):???
三、掌控板
掌控板由中國創(chuàng)客教育專家委員會推出脯倚,是一款教學用開源硬件渔彰,為普及STEAM創(chuàng)客教育、人工智能教育和編程教育而生,反應(yīng)一線Python編程教學需求胳岂,迎接普通高中新課改编整。掌控板委托創(chuàng)客教育知名品牌Labplus盛思設(shè)計、制造與發(fā)行乳丰,歷經(jīng)十幾輪次研究討論,三次升級改版内贮,是國內(nèi)第一款專為STEAM教育及編程教育而設(shè)計的開源硬件产园!
2018年9月15日,掌控板在第六屆全國STEAM教育大會上正式發(fā)布夜郁。掌控板是一塊MicroPython微控制器板什燕,很好的支持mPythonX/MicroPython/Python軟件上功能。掌控板僅有信用卡的一半大小竞端,板載加速度計屎即,按鍵,觸摸引腳事富、聲光傳感器技俐、128*64的OLED屏幕等,主要用于青少年的編程教育统台。你可以利用掌控板實現(xiàn)任何酷炫的小發(fā)明雕擂,無論是機器人還是樂器,其樂無窮贱勃。
1井赌、主要參數(shù)
ESP-32主控(32位)
處理器:Tensilica LX6雙核處理器(一核處理高速連接;一核獨立應(yīng)用開發(fā))
主頻:高達240MHz的時鐘頻率
尺寸:?52*48mm
內(nèi)存容量:
SRAM:520KB
Flash:8MB?
支持語言:
microPython
Mind+(圖形化編程)
Scratch(互動圖形編程)
Linkboy(可視化仿真編程)
I/O口:? ? ?
數(shù)字I/O引腳:?20個
模擬輸入引腳:?5個
PWM引腳:?12個
1路的外部輸入鱷魚夾接口:EXT/GND
通信功能:
低功耗藍牙4.2
支持無線WiFi
支持I2C贵扰、UART仇穗、SPI通訊協(xié)議
板載功能:
2路按鍵、6路觸摸輸入戚绕、
3軸加速度計(MSA300)
光線傳感器纹坐、3顆RGB LED
1.3英寸OLED顯示屏(支持16*16字符顯示,分辨率128x64)
無源蜂鳴器列肢、微型麥克風
2恰画、主要特點
(1)性能強勁
?掌控板相較于micr:obit而言,性能上有很大的提升瓷马,在巴掌大的板子上集成了ESP32主控芯片及各種傳感器和執(zhí)行器同時使用金手指的方式引出了所有IO口拴还,性能強勁擴展性強大。
(2)契合時代發(fā)展需要
掌控板可以用于python語言教學并兼容各種圖形化編程界面欧聘,有交互媒體片林、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能和機器人等多個領(lǐng)域的應(yīng)用場景,非常契合時代發(fā)展需要费封。
(3)多種編程模式
掌控板使用esp32主控芯片焕妙,因此玩法模式多樣,支持圖形化及python代碼編程弓摘,掌控板支持盛思團隊開發(fā)的mPythonX在線圖形化編程工具焚鹊。編程環(huán)境基于Web服務(wù),無需下載本地編程工具韧献。不依賴網(wǎng)絡(luò)末患,可離線安裝使用;支持py锤窑、xml兩種代碼的讀寫璧针;支持“圖形編譯模式”/“代碼編譯模式”對應(yīng)切換。
(4)支持物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)
“掌控板”是一個可玩性渊啰、可拓展性超高的微型掌上電腦探橱,集多種傳感器、感應(yīng)器于一身绘证,配備一塊OLED屏幕隧膏,集成ESP-32高性能雙核芯片,支持WiFi和藍牙雙模通信迈窟,可作為物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點私植,實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
(5)應(yīng)用廣泛
利用掌控板上豐富的傳感器车酣,結(jié)合它小尺寸的特點還可以做很多智能穿戴曲稼、電子飾品等各種DIY作品『保可以實現(xiàn)智能家居贫悄、智能機器人、創(chuàng)客智造作品等智能控制類的應(yīng)用娘摔。
3窄坦、五星評估
? 入門性:?????
? 實用性:???
? 拓展性:???
?社區(qū)生態(tài):??