开源硬件Arduino前传

如同树莓派一样,每一块炙手可热的开发板背后都有一个有趣的小故事来作为开端,这其中自然也包含了 Arduino 。

说到Arduino的起源似乎有点令人感觉无心插柳柳成荫。2005 年在意大利 Ivrea 的一所高校里面,一个名叫 Massimo Banzi 的老师,Massimo Banzi是意大利米兰互动设计学院的教师,总是会听到他学生的一些抱怨——找不到便宜好用的微控制器。无巧不巧,在这之后没过多久,来自南美的一个硕士毕业生在他的项目上做了一块小板子,被 Banzi(以下简称)发现了,并且认为这是一个相当有意思的想法,于是他便邀请这个南美硕士毕业生来一起做项目。但这只是由一个想法而引起的开头。

同年冬天,一个西班牙籍的晶片工程师来到 Banzi 的学校做访问,在遇见并和 Banzi 做了一番交流讨论之后,两人决定要设计自己的电路板。

这时, Banzi 想起了自己的一个学生 David Mellis ,他非常擅长编程,果然,在 Banzi 将其引入该项目的两三天后, David Mellis 就为这个电路板写出了相关的程式码。又经过三天的努力,电路板设计完成,同时也意味着 Arduino 在这三个人的高效率的工作中诞生。

很快,这块板子受到了广大学生的欢迎。这些学生当中那些甚至完全不懂计算机编程的人,都用Arduino做出了“很炫”的东西:有人用它控制和处理传感器,有人用它控制灯闪烁,有人用它制作机器人……之后Banzi、Cuartielles和Mellis将设计图上传到网上,然后花了3000欧元加工出第一批板子。

Banzi等人当时加工了200块板子,卖给学校50块,起初还担心剩下的150块怎么卖出去,但是几个月后,他们的设计作品在网上得到了快速传播,接着他们收到了几个上百块板子的订单。这时他们明白Arduino是很有市场价值的,所以,他们决定开始Arduino的事业,但是有个原则—开源。他们规定任何人都可以复制、重设计甚至出售Arduino板子。人们不用花钱购买版权,连申请许可权都不用。但是,如果你加工出售Arduino原板,版权还是归Arduino团队所有。如果你是在基于Arduino的设计上修改,你的设计必须也和Arduino一样开源。

Arduino设计者们唯一所有的就是“Arduino”这个商标。如果你的设计也想用Arduino命名,那么你就得支付费用。这样做是为了保护“Arduino”这个商标不被低劣的作品损坏。

对于最初决定硬件开源,几位设计者也有不同的动机。Cuartielles认为自己是个“左倾学术主义者”,不喜欢因为赚钱而限制大家的创造力,从而导致自己的作品得不到广泛使用。“如果有人要复制它,没问题。复制只会让它更出名。”Cuartielles在某次演讲中甚至说:“请你们复制它吧!”Banzi则恰恰相反,他更像一个精明的商人。他现在已经退休了,不再教书,开了一家科技设计公司。他猜想,如果Arduino开源,相比那些不开源的作品,会激发更多人的兴趣,从而得到更广泛的使用。还有一点就是,一些电子疯狂爱好者会去寻找Arduino的设计缺陷,然后要求Arduino团队做出改进。利用这种免费的劳动力,他们可以开发出更好的新产品。

实际情况也正如他所料,在接下来的几个月内,很多人提出重新布线、改进编程语言等建议。后来曾有销售商要求代理Arduino产品。2006年,Arduino方案获得了Prix Art Electronica电子通信类方面的荣誉奖。那一年,他们销售了5000块板子。第二年,他们销售了30 000块。Arduino被电子疯狂爱好者用来设计机器人、调试汽车引擎、制作无人飞机模型等。

最初, Arduino 打算根据各类应用场景来进行细分,但到现在,关于它的市场却是相当拓展,就外界而言,其大概有 100 万块“官方”板子,而非官方设备也已达上千万台。

在单片机选型之前,工程师应该计算出系统的级别、方框图和流程图,然后才有足够的信息对单片机做出合理的选择。随后,可以遵循下面10个简单的步骤,以确保做出正确的选择。

既然 Arduino 这么火,那么将文章开头的树莓派作为竞争对手也该变成理所当然?相对于各类芯片原厂, Arduino 属于完全开源硬件,主要针对初学者、学生以及其他技术小白,尽管其适用人群跟树莓派也是相差无几,但从便捷性和上手速度而言, Arduino 和树莓派完全是两个方面的。

不仅如此,树莓派从某种意义上相当于一台没有 Wifi 的小型电脑,而 Arduino 则有着 Linux 嵌入式系统,主要针对物联网,因此说 Arduino 和树莓派是竞争关系并不妥。

反倒是在业务上,另一个同类平台 BeagleBone 却可以直接视为 Arduino 的直接竞争对手。由于两家关于开源硬件的理念非常接近,其在一次讨论中希望让更多不熟悉 Linux 的用户了解到嵌入式的好处,且这些用户并不局限于学生,包括设计师、艺术工作者、社会学家以及那些并不具备 CE/EE 背景的用户。

于是,他们合作开发了 Arduino Tre 开发板,和 BeagleBone Black 一样,两块开发板采用的都是1GHz的 ARM Cortex-A8 处理器。

由于知道 Arduino 的人越来越多,此时人群中有一家叫做 Atmel(爱特梅尔)的半导体公司决定通过 Arduino 来为自己找一条出路。自1984年成立以来, Atmel 一直是消费者眼中默默无闻的半导体公司之一。

Atmel

但后来的事实证明 Atmel 选择的这条路的确是一个明智的举措——当创客群体一直在推动着一场有关“一切设备接入互联网和智能化”的运动, Arduino 成了他们最受欢迎的工具,而 Atmel 的主营业务便是微控制器MCU,是每个物联网设备都离不开的模块。就这样, Atmel 将自己的未来与物联网绑在一起的同时,也从另外一个角度上,更好地成全了 Arduino 。

纵观以上,不得不说 Arduino 的成功也是离不开类似于 Atmel 这样的“背后助手”,况且,它从诞生以来,就不是一个“人”孤军奋战着。

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单片机在工业上的应用也相当广泛。流水线上装配各种产品,都离不开单片机的控制,各种数据采集、智能化控制、警报系统等,很多都是以单片机为核心的。

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