STEM thường sử dụng bảng mạch, nhưng có nhiều loại sản phẩm khác nhau, và nhiều sản phẩm gây nhầm lẫn. Trong vấn đề này, chúng tôi giới thiệu ba sản phẩm phổ biến và thêm một số khái niệm liên quan.
Các bảng đỏ nhất không phải là Arduino và Raspberry Pi, và năm nay micro: bit cũng đang trở nên phổ biến. Sự khác biệt cụ thể giữa ba là gì?
Nhận ra hai khái niệm
Trước khi ba danh sách được liệt kê chi tiết, hai khái niệm được giải thích trước tiên, một là Đơn vị xử lý vi mô (MPU) và hai là Đơn vị điều khiển vi mô (MCU).
Bộ vi xử lý
Khái niệm về MPU không quá phức tạp. Toàn bộ thiết kế rất giống với máy tính. Hầu hết các sản phẩm hoàn chỉnh đều có hệ điều hành hoàn chỉnh tích hợp, giao diện hoạt động hoàn chỉnh và câu giống như một chiếc máy tính nhỏ, nhưng anh ta nhỏ hơn và tần suất làm việc thấp hơn, hoạt động thấp hơn. Chức năng kém, diện tích chip nhỏ, chi phí thấp và tiêu thụ điện năng nhỏ. Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ bán dẫn, sự phát triển của dòng MPU đã trở nên ngày càng gần hơn với máy tính cá nhân. Một trong những sản phẩm đại diện trong lĩnh vực nghiên cứu STEM là Raspberry Pi. Điều đáng nói là một số người gần đây đã đề cập đến SoC (System on a Chip), có thể tích hợp nhiều chức năng hơn, chẳng hạn như Wi-Fi, v.v., nhưng do độ phức tạp cao, nó phù hợp hơn cho thảo luận nâng cao.
MPU như máy tính nhỏ, chương trình học đầu tiên của nhiều người là thiết kế chúng như máy chơi game.
Vi điều khiển
MCU nhẹ hơn MPU và mục đích thiết kế của nó là đơn lẻ hơn. Tần số hoạt động trên, sức mạnh tính toán, diện tích chip, chi phí và mức tiêu thụ điện năng tiếp tục giảm. Anh ta không thể hoạt động như một máy tính. Không có hệ điều hành tích hợp. Phát triển chương trình cần phải đi qua các hệ thống khác. Viết và nhập lại, nhưng thiết kế đơn giản của nó làm cho mọi thứ nhanh hơn và trực tiếp hơn. Một số nhà sản xuất thậm chí có thể kết nối trực tiếp với cảm biến, vì vậy chúng có thể được sử dụng trong các sản phẩm hàng ngày như đồng hồ điện tử, bàn chải đánh răng điện, máy đo huyết áp, khói. Máy dò, vv Các sản phẩm đại diện trong lĩnh vực STEM là micro: Bit và Arduino.
Arnav Sharmay thiết kế Bộ quản lý hen suyễn
Để thêm một điểm, phân loại trên là một khái niệm. Trong thực tế, cả hai tất nhiên có thể được áp dụng độc lập, hoặc chúng có thể được kết hợp để hiểu rõ thiết kế mà chúng cần. Sau đó tìm ra điểm mạnh và điểm mạnh của cả hai, giúp dễ dàng chọn phần cứng phù hợp.
Ba giới thiệu sản phẩm
Ngoài cách phân loại khái niệm cơ bản ở trên, phần sau đây mô tả cấu trúc và lịch sử cơ bản của ba sản phẩm, sẽ giúp bạn hiểu được trạng thái.
Sản phẩm của sinh viên Anh: micro: bit
Ra mắt vào khoảng năm 2012, chính phủ Anh cung cấp bảng micro: bit miễn phí cho trẻ em địa phương trong độ tuổi từ 11 đến 12. Bảng nối đa năng này có gói đa năng và nhẹ với bộ 5 đèn LED tổng cộng 5 x 5, các nút lập trình trái và phải và clip cá sấu trên bảng và có thể được sử dụng với JavaScript, Python và Scratch. Chờ lập trình. Ưu điểm là trực tiếp và đơn giản, nhưng thiết kế của nó không có lợi cho việc kết nối các robot có thứ tự cao, nhưng nó cũng phù hợp nhất để nhập học, đặc biệt là cho học sinh từ trung học đến trung học. Rốt cuộc, phương pháp nối dây có thể giảm nhu cầu ổn định đường dây kết nối. Các vấn đề như hàn hoặc kết nối bánh mì.
Tổ tiên của thiết kế vi mô giá rẻ: Arduino
Arduino bắt đầu phát triển vào năm 2003. Nó thực sự là một tên chương trình. Ý tưởng ban đầu là giảm chi phí học tập cho sinh viên đại học. Do đó, hầu hết các chương trình liên quan đã được phát triển trong nguồn mở. Các sản phẩm thiết kế khác nhau được phát triển từ đó cũng được yêu thích bởi các tổ chức như Maker Faire. Cho đến nay, đã có nhiều phiên bản phát triển và cấp nhập cảnh cũng là UNO phổ biến nhất trong hội thảo và MEGA với các giao diện được kết nối nhiều hơn. Về mặt giao diện chương trình, về cơ bản có ARDUINO 1.8 chuyên dụng. 3 phát triển, có thể được cài đặt trên mỗi nền tảng điều hành; cũng có các môi trường phát triển tương tự như Java và C. Thích hợp cho người lớn đến nhỏ học cách sử dụng.
Máy tính giá cả phải chăng: Raspberry Pi
Raspberry Pi cũng là một sản phẩm của Anh, nhưng nó được phát triển bởi Quỹ và ra mắt vào khoảng năm 2012. Nó được thiết kế để thúc đẩy giáo dục khoa học máy tính cơ bản. Do đó, dựa trên tất cả các máy tính, bảng nối đa năng có đầu ra như bộ xử lý, bộ nhớ, USB, Ethernet, HDMI, RCA, v.v. Âm lượng có kích thước bằng thẻ tín dụng và là SD. Thẻ được sử dụng làm phương tiện lưu trữ và hệ điều hành hệ thống Linux cũng được lưu trữ trong thẻ SD, nhưng điều đó cũng có nghĩa là nó có trình duyệt, phần mềm tài liệu và tương tự. Ưu điểm là không cần kết nối cho các hệ điều hành khác và hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình. Tuy nhiên, do sử dụng Linux, nó là một sản phẩm từ trung bình đến cao cấp và chỉ phù hợp với những người ở trường trung học trở lên.
Các khái niệm phổ biến liên quan khác
Các bảng mạch trên có thể được thiết kế trực tiếp dưới dạng robot hoặc các sản phẩm thông minh. Tuy nhiên, sau nhiều năm phát triển, để đáp ứng các yêu cầu thiết kế khác nhau, hầu hết chúng đều có nhiều loại phụ kiện hơn.
cảm biến
Cảm biến là bộ phận được thiết kế điện tử với các chức năng cụ thể, thường được sử dụng làm công cụ đo siêu âm để đo khoảng cách và con quay để thu thập dữ liệu ba chiều, cũng như cảm biến chuyển động, cảm biến rung, cảm biến áp suất, cảm biến khí áp và định vị. Cảm biến, cảm biến hồng ngoại, cảm biến âm thanh và cảm biến CO2.
Cái khiên
Các cảm biến có liên quan chặt chẽ với bảng mở rộng. Mục đích của bảng mở rộng là mở rộng thêm chức năng của bảng một cách đơn giản. Bảng mở rộng sẽ thêm các chức năng khác nhau theo nhu cầu, chẳng hạn như kết nối mạng hoặc ống kính chụp và bảng mở rộng sẽ tích hợp nhiều cảm biến và bảng mở rộng chỉ để hiển thị.