创客教育之开元硬件

创客教育之开元硬件,开元硬件的应用给创客教育的发展提供了良好硬件平台基础,让创客教育的开展更加的便捷,成本的降低可以让更多的爱好者融入进来加上图形化编程简单便捷的编程方式又给创客教育的普及提供了良好的基础。

自从2014年李总理在达沃斯会议上提出“大众创业,万众创新”之后,创客(maker)一词很快就流行起来。创客的内含很丰富,其中就包括一群热衷于“硬件再发明”的科技达人。开源硬件则是创客们发挥创造力的利器!

2015年李总理又来到深圳创客中心,对创客教育的创新意识和动手能力以及综合能力的提升都给与了极高的评价。并要求创客们要带动更多的人实现创客,要把创客精神发扬出去。这无疑是给创客教育的发展做了最好的宣传。从此以后创客教育一发不可收拾。随后国家又每年出台相应的教育体制改革的政策鼓励和支持创新科技教育的发展。创新教育,创客教育的春天就这样到来了!

开元硬件有很多种其中主流的开源硬件有Arduino、BeagleBone以及Raspberry Pi等。什么是开源硬件呐?是这样定义的:开源硬件是可以通过公开渠道获得的硬件设计,任何人可以对已有的设计进行学习,修改,发布,制作和销售。同开源软件一样,开源硬件也是开源文化的一部分。

学生带着护目镜在做自己的小创客项目

主流开源硬件的介绍:

首先,Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型台,包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino IDE)两部分,由一个欧洲开发团队于2005年冬季开发。  Arduino使用Atmel公司的一款微处理器作为主芯片,具有体积小、价格实惠等特性。不仅如此,Arduino在设计之初就考虑到了与不同的外设进行交互,在与现有的电子元件例如传感器或者其他控制器件、LED、步进马达等连接时,几乎不需要增加支持电路。当然,Arduino也可以独立运行,并与软件进行交互。同时,Arduino IDE基于processing IDE开发,灵活且简单。开发语言“Arduino语言”基于wiring语言开发,是对avr-gcc库的二次封装,不要求开发者有太多的编程基础,可以说Arduino对初学者非常友好。

Beagle板实际是由TI支持的一个以教育为目的的开源项目。其发布的四款板子的硬件都是由TI的工程师Gerald Coley一人设计。BbeagleBone就是其中一款板子,主芯片采用了TI的基于Cortex-A8的SOC:AM335x。板载DDR内存、emmc存储芯片,还带有USB以及以太网接口,其性能完全称得上一个微型计算机。与其他两款开源硬件相比,BeagleBone的运转速度几乎是Raspberry Pi的两倍,是Arduino的40倍。当然,代价就是BbeagleBone的价格是Arduino的十倍还多(具体价格随着型号不同而不同)。

BeagleBone基于Linux系统,可以支持程序并行运行,也支持使用多语言编程。BeagleBone有着性能强、价格相对较低、硬件扩展性强等特点,是为喜爱嵌入式Linux的玩家量身打造的产品。开发难度要比Arduino大一些,不太适合初学者。

Raspberry Pi(树莓派)是一款针对电脑业余爱好者、教师、学生以及小型企业等用户的迷你电脑。与BeagleBone类似的是,Raspberry Pi也是基于Linux系统,并采用ARM架构处理器作为主芯片,也提供了USB与以太网接口。相较而言,再价格上与性能上,有Arduino < Raspberry Pi < BeagleBone。Raspberry Pi比较“中庸”,是个性价比不错的选择。不过需要注意的是,Raspberry Pi没有板载存储芯片,仅留有SD卡座,因而运行Raspberry Pi需要提供SD卡(新版树莓派仅支持micro SD),这会额外增加5%到10%的成本。

Raspberry Pi尤其适合于需要支持用户界面的场合,因为它拥有一个HDMI输出。HDMI接口意味着我们可以将Raspberry Pi直接接入到电视或其他显示屏上,从而以低成本构建web浏览设备来支持与用户的交互。换句话说,Raspberry Pi可以看成一台功能相对完备的电脑,尽管性能不高。

创客教育开源硬件总结:

在进行创客教育中针对不同年龄的学生和不同编程基础的学生可以运用不同的开源硬件来满足学生课程编程的需求。Arduino是一个扩展性很好的平台,便于与各种设备交互。对于初学者来说,在进行一些小型项目时,它是绝佳的选择。Raspberry Pi则适用于需要用户界面和需要网络支持的项目,其性价比较高。BeagleBone拥有Arduino良好的可扩展性,兼具强大的性能和Linux灵活的开发环境,因而适用于需要扩展外设,且功能较为复杂的项目。希望你通过看完这篇文章可以对创客教育所用的开源硬件有一个系统的了解,也可以帮助你在做不同类型的项目中有更加精确的选择。

 

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