Τα STEM συχνά χρησιμοποιούν κυκλώματα, αλλά υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι προϊόντων και πολλά προϊόντα προκαλούν σύγχυση. Σε αυτό το τεύχος, εισάγουμε τρία κοινά προϊόντα και προσθέτουμε μερικές σχετικές έννοιες.
Οι πιο κόκκινες σανίδες δεν είναι Arduino και Raspberry Pi, και φέτος το micro: bit κερδίζει επίσης δημοτικότητα. Ποιες είναι οι συγκεκριμένες διαφορές μεταξύ των τριών;
Αναγνωρίστε τις δύο έννοιες
Πριν από τις τρεις παρατίθενται λεπτομερώς, οι δύο έννοιες εξηγούνται πρώτα, η μία είναι η Μονάδα Μικροεπεξεργασίας (MPU), και η άλλη είναι η Μονάδα Μικροελεγχο (MCU).
Μικροεπεξεργαστής
Η έννοια της MPU δεν είναι πολύ περίπλοκη. Το σύνολο του σχεδίου είναι πολύ παρόμοιο με τον υπολογιστή. Τα περισσότερα από τα τελικά προϊόντα έχουν ενσωματωμένο πλήρες λειτουργικό σύστημα, πλήρη διεπαφή λειτουργίας και η πρόταση είναι σαν ένας μικρός υπολογιστής, αλλά είναι μικρότερος και η συχνότητα λειτουργίας είναι χαμηλότερη, η λειτουργία είναι χαμηλότερη. Η λειτουργία είναι κακή, η περιοχή του τσιπ είναι μικρή, το κόστος είναι χαμηλό και η κατανάλωση ενέργειας είναι μικρή. Ωστόσο, με την πρόοδο της τεχνολογίας ημιαγωγών, η ανάπτυξη της σειράς MPU έχει γίνει όλο και πιο κοντά στους προσωπικούς υπολογιστές. Ένα από τα αντιπροσωπευτικά προϊόντα στον τομέα STEM είναι το Raspberry Pi. Αξίζει να σημειωθεί ότι ορισμένοι άνθρωποι ανέφεραν πρόσφατα το SoC (System on a Chip), το οποίο μπορεί να ενσωματώσει περισσότερες λειτουργίες, όπως Wi-Fi κ.λπ., αλλά λόγω της μεγάλης πολυπλοκότητάς του, είναι πιο κατάλληλο για προηγμένες συζητήσεις.
MPU, όπως οι μικροί υπολογιστές, το πρώτο πρόγραμμα εκμάθησης πολλών ανθρώπων είναι να τα σχεδιάσετε ως κονσόλες παιχνιδιών.
Μικροελεγκτής
Το MCU είναι ελαφρύτερο από το MPU και ο σχεδιασμός του είναι πιο μονός. Η ανωτέρω συχνότητα λειτουργίας, η υπολογιστική ισχύς, η περιοχή των τσιπ, το κόστος και η κατανάλωση ενέργειας μειώνονται περαιτέρω. Δεν μπορεί να λειτουργήσει σαν ένας υπολογιστής. Δεν υπάρχει ενσωματωμένο λειτουργικό σύστημα. Η ανάπτυξη του προγράμματος πρέπει να περάσει από άλλα συστήματα. Γράψτε και επανεισάγετε, αλλά ο απλός σχεδιασμός του κάνει τα πάντα ταχύτερα και πιο άμεσα. Μερικοί κατασκευαστές μπορούν ακόμη και να συνδεθούν απευθείας στον αισθητήρα, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε καθημερινά προϊόντα όπως ηλεκτρονικά ρολόγια, ηλεκτρικές οδοντόβουρτσες, σφυγμομανόμετρα, καπνό. Ανιχνευτής, κ.λπ. Αντιπροσωπευτικά προϊόντα στο πεδίο STEM είναι micro: Bit και Arduino.
Ο Arnav Sharmay σχεδιάζει το κιτ διαχείρισης άσθματος
Για να προσθέσετε ένα σημείο, η παραπάνω ταξινόμηση είναι μια έννοια. Στην πράξη, οι δύο μπορούν φυσικά να εφαρμοστούν ανεξάρτητα, ή μπορούν να συνδυαστούν για να κατανοήσουν σαφώς το σχέδιο που χρειάζονται. Στη συνέχεια, ανακαλύψτε τα πλεονεκτήματα και τα πλεονεκτήματα και των δύο, διευκολύνοντας την επιλογή του σωστού υλικού.
Τρεις εισαγωγές προϊόντων
Εκτός από την παραπάνω ταξινόμηση βασικών ιδεών, τα παρακάτω περιγράφουν τη βασική δομή και το ιστορικό των τριών προϊόντων, τα οποία θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε την κατάσταση.
Βρετανικό μαθητικό προϊόν: micro: bit
Ξεκινώντας από το 2012, η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου παρέχει ένα δωρεάν microboard board για τοπικά παιδιά ηλικίας 11 έως 12 ετών. Αυτό το backplane διαθέτει ένα ευέλικτο και ελαφρύ πακέτο με σύνολο 5 x 5 συνολικά 25 LEDs, αριστερά και δεξιά προγραμματιζόμενα κουμπιά και clip clips στο board και μπορεί να χρησιμοποιηθεί με JavaScript, Python και Scratch. Περιμένετε για προγραμματισμό. Το πλεονέκτημα είναι άμεσο και απλό, αλλά ο σχεδιασμός του δεν ευνοεί τη σύνδεση ρομπότ υψηλής ευκρίνειας, αλλά είναι και ο πλέον κατάλληλος για είσοδο, ειδικά για μαθητές από το λύκειο έως το γυμνάσιο. Μετά από όλα, η μέθοδος καλωδίωσης μπορεί να μειώσει την ανάγκη σταθεροποίησης της γραμμής σύνδεσης. Προβλήματα όπως η συγκόλληση ή η σύνδεση πινάκων.
Ο πρόγονος του χαμηλού κόστους μικρο-σχεδιασμού: Arduino
Το Arduino άρχισε να αναπτύσσεται το 2003. Ήταν στην πραγματικότητα ένα όνομα προγράμματος. Η αρχική ιδέα ήταν να μειωθεί το κόστος της μάθησης για τους κατώτερους φοιτητές. Ως εκ τούτου, τα περισσότερα από τα σχετικά προγράμματα αναπτύχθηκαν σε open source. Τα διάφορα προϊόντα σχεδιασμού που αναπτύχθηκαν έκτοτε αγαπήθηκαν επίσης από οργανισμούς όπως ο Maker Faire. Μέχρι τώρα, υπήρξαν πολλές εκδόσεις της ανάπτυξης και το επίπεδο εισόδου είναι επίσης το πιο κοινό UNO στο εργαστήριο και το MEGA με πιο συνδεδεμένες διεπαφές. Από την άποψη της διασύνδεσης του προγράμματος, υπάρχει βασικά ένα αφιερωμένο ARDUINO 1.8. 3, η οποία μπορεί να εγκατασταθεί σε κάθε λειτουργική πλατφόρμα. υπάρχουν επίσης περιβάλλοντα ανάπτυξης παρόμοια με την Java και το C. Κατάλληλο για τους μεγάλους και τους μικρούς ενήλικες να μάθουν να χρησιμοποιούν.
Προσιτό υπολογιστή: Raspberry Pi
Το Raspberry Pi είναι επίσης ένα βρετανικό προϊόν, αλλά αναπτύχθηκε από το Ίδρυμα και ξεκίνησε γύρω στο 2012. Είναι σχεδιασμένο για την προώθηση της βασικής εκπαίδευσης των υπολογιστών. Ως εκ τούτου, με βάση όλους τους υπολογιστές, το backplane έχει έξοδο όπως επεξεργαστής, μνήμη, USB, Ethernet, HDMI, RCA κλπ. Η ένταση είναι περίπου μέγεθος πιστωτικής κάρτας και είναι SD. Η κάρτα χρησιμοποιείται ως μέσο αποθήκευσης και το λειτουργικό σύστημα συστήματος Linux αποθηκεύεται επίσης στην κάρτα SD, αλλά σημαίνει επίσης ότι διαθέτει πρόγραμμα περιήγησης, λογισμικό εγγράφων και τα παρόμοια. Το πλεονέκτημα είναι ότι δεν χρειάζεται να συνδεθεί σε άλλα λειτουργικά συστήματα και υποστηρίζει πολλές γλώσσες προγραμματισμού. Ωστόσο, λόγω της χρήσης του Linux, είναι ένα προϊόν μεσαίου έως υψηλού επιπέδου και είναι κατάλληλο μόνο για άτομα σε σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης ή παραπάνω.
Άλλες σχετικές κοινές έννοιες
Οι παραπάνω πίνακες κυκλωμάτων μπορούν να σχεδιαστούν απευθείας ως ρομπότ ή έξυπνα προϊόντα. Ωστόσο, μετά από χρόνια ανάπτυξης, προκειμένου να ικανοποιηθούν διαφορετικές απαιτήσεις σχεδίασης, οι περισσότεροι από αυτούς έχουν περισσότερους τύπους αξεσουάρ.
Αισθητήρα
Οι αισθητήρες είναι ηλεκτρονικά σχεδιασμένα μέρη με συγκεκριμένες λειτουργίες, τα οποία χρησιμοποιούνται συχνότερα ως όργανα μέτρησης υπερύθρων για μέτρηση αποστάσεων και γυροσκόπια για τη συλλογή τρισδιάστατων δεδομένων καθώς και ανίχνευση κίνησης, ανίχνευση κραδασμών, ανίχνευση πίεσης, βαρομετρική ανίχνευση και τοποθέτηση. Ανίχνευση, υπέρυθρη ανίχνευση, ανίχνευση ήχου και ανίχνευση CO2.
Ασπίδα
Ο αισθητήρας είναι στενά συνδεδεμένος με την πλακέτα επέκτασης. Ο σκοπός της πλακέτας επέκτασης είναι να επεκτείνει περαιτέρω τη λειτουργία του πίνακα με έναν απλό τρόπο. Η πλακέτα επέκτασης θα προσθέσει διαφορετικές λειτουργίες ανάλογα με τις ανάγκες, όπως η σύνδεση δικτύου ή ο φακός λήψης, ενώ η πλακέτα επέκτασης θα ενσωματώνει πολλούς αισθητήρες και η πλακέτα επέκτασης είναι μόνο για προβολή.