مقدمه: انقلاب منبع باز در مهندسی

اصول منبع باز توسعه نرم افزار را تغییر داده اند و در حال حاضر در حال تغییر مشابه در طراحی سخت افزار هستند.در میان موثرترین پروژه های سخت افزاری متن باز (FLT:0) طرح های ضد نسخه هستند، دستگاه هایی که رویدادهای منبع، اندازه گیری، تشخیص تابش، یا اشیاء بلند مدت، آزادانه تحت مجوز هر گونه، دانش آموزان، آموزش و مهندسی پیشرفته، و تجزیه و تحلیل موانع تکنولوژی و تحلیل و تحلیل هزینه های فنی و یا اثبات هزینه های مهندسی.

طراحی های ضد منبع باز چیست؟

طرح های ضد منبع باز کامل هستند، برنامه های عمومی برای ساخت شمارنده های الکترونیکی در دسترس هستند.

  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱]] [۱]] [۱] [۱]] [۱] [۱]] [۱]] [۱] [۱] [۱]] [۱]] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱]] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۲] [۳] [۱] [۱] [۱] [۲] [۱]] [۲] [۲] [۲] [۲]] [۲]]]] [۱]]]] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۳] [۱] [۳]]] [۳] [۱] [۲] [۱] [۱
  • [Printed Circuit Board] طرح و فایل های Gerber برای تولید.
  • کد منبع رمز برای میکروکنترلرها (به عنوان مثال آردوینوینوینو، ESP32، STM32).
  • ] بیل مواد (BOM) [ با اعداد جزئی و اطلاعات منبع.
  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱] و [۱] راهنمای کاربر [۱]

این طرح ها طیف گسترده ای از انواع ضد را پوشش می دهند:

  • [[۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱]] برای اندازه گیری فرکانس های سیگنال تا محدوده های GHz.
  • [[۱] [۱۰] [۱] [۱۰] [۱] [۱]] برای تشخیص تابش یونیزاسیون [۳]
  • حتی با برای اتوماسیون صنعتی (قسمت ها شمارش، پردازش دسته ای) مقابله می کند.
  • [در این میان] [از نظر قرآن]، [[[۱]] [۱]] برای نظارت بر کیفیت هوا [۱]
  • شمارنده های دیجیتال در تنظیمات آزمایشگاه آموزشی (به عنوان مثال، شمارنده های مبتنی بر رول، مقابله های دهه ای) استفاده می شود.

مجوز منبع باز (معمولا GPL، MIT یا CERN OHL) تضمین می کند که هر کسی می تواند مطالعه، تغییر و توزیع طراحی، ایجاد یک اکوسیستم پر جنب و جوش از دانش مشترک و بهبود مستمر.

مزایای آموزش مهندسی

آموزش دست با سخت افزار واقعی

طرح های ضد منبع باز به دانش آموزان اجازه می دهد فراتر از شبیه سازی و نظریه حرکت کنند.ایجاد یک شمارنده فرکانس واقعی از برنامه های منبع باز به برنامه نویسی هیدروژل، اشکال زدایی و میکروکنترلر می دهد.این تجربه دستی مفاهیم انتزاعی را در منطق دیجیتال، پردازش سیگنال و نظریه اندازه گیری تقویت می کند.به عنوان مثال، یک دانش آموز ممکن است یک شمارنده پالس ساده با استفاده از یک زمان 555 ایجاد کند و سپس ارتقاء یک طراحی میکروکنترلر با دقت یادگیری در مورد زمان و زمان بندی در مورد زمان و زمان بندی در مورد زمان بندی را تقویت کند.

برنامه نویسی هزینه-Effective

مدارس و دانشگاه ها اغلب بر روی بودجه های تنگ کار می کنند. طرح های منبع باز هزینه های مجوز را از بین می برند و هزینه های سخت افزاری را کاهش می دهند، زیرا دانش آموزان می توانند قطعات محلی یا retarget موجود را ایجاد کنند.یک کیت ضد پیری معمولی آموزشی مبتنی بر طراحی منبع باز ممکن است کمتر از 50 دلار هزینه داشته باشد، در مقایسه با چند صد دلار برای معادل تجاری این هزینه اجازه می دهد تا دانش آموزان بیشتری به کار آزمایشگاهی عملی دسترسی پیدا کنند، به ویژه در مناطق در حال توسعه.

تقویت خلاقیت و حل مسئله

هنگامی که زبان آموزان به فایل های منبع دسترسی دارند، تشویق می شوند طراحی را برای پاسخگویی به نیازهای خاص اصلاح کنند.یک دانش آموز ممکن است یک ماژول بلوتوث را برای انتقال داده های ضد تلفن هوشمند یا طراحی مجدد محوطه برای استفاده در فضای باز اضافه کند.این آزادی برای پرورش نوآوری و تفکر انتقادی. بسیاری از دانشگاه ها در حال حاضر اختصاص پروژه های سخت افزاری منبع باز که دانش آموزان باید یک طراحی موجود را به عنوان بخشی از ارزیابی نهایی خود گسترش دهند.

محیط های یادگیری مشارکتی

پروژه های منبع باز به طور طبیعی جوامع را ایجاد می کنند.دانش آموزان می توانند تغییراتی را در انجمن هایی مانند GitHub یا Hackaday به اشتراک بگذارند، بازخورد دریافت کنند و با همسالان در سراسر جهان همکاری کنند.این منعکس کننده گردش کار مهندسی حرفه ای است و کنترل نسخه، مستندات و مدرسان کار گروهی را آموزش می دهد.

تاثیر بر توسعه حرفه ای و تحقیقات

سریع نمونه برداری و آزمایش های کم-بارر

برای مهندسان و محققان، طرح های ضد منبع باز به طور چشمگیری زمان را از مفهوم به نمونه اولیه کاهش می دهد، به جای انتظار برای هیئت مدیره سفارشی یا ماژول های اختصاصی، یک تیم می تواند یک طراحی تایید شده، PCB سفارش از یک سازنده، و جمع آوری یک دستگاه کار در عرض چند روز.این چابکی ارزشمند است برای آزمایش های آن در زمینه هایی مانند ارتباطات بی سیم، فیزیک هسته ای و نظارت زیست محیطی.

کیفیت و قابلیت اطمینان جامعه-Driven Quality andibility

پروژه های ضد منبع باز اغلب تحت بررسی گسترده همتا و آزمایش دنیای واقعی قرار می گیرند.جامعه اشکالات را شناسایی می کند، پیشرفت ها را نشان می دهد و عملکرد را در شرایط مختلف تأیید می کند، به عنوان مثال، باز کردن رایادیاسیون [FLT 1]، گاهی اوقات با صدها کاربر در سراسر جهان، که منجر به کالیبراسیون الگوریتم های تصفیه شده و قوی از کیفیت ساخت و ساخت و ساز، گاهی اوقات می تواند از دستگاه های اختصاصی، و گاهی اوقات از کیفیت های اختصاصی استفاده کند.

ادغام با جریان های کاری مدرن

بسیاری از طرح های ضد منبع باز با محیط های توسعه محبوب (Arduino IDE، PlatformIO، MPLAB X) سازگار هستند و به راحتی می توانند به سیستم های بزرگتر IoT یا اتوماسیون متصل شوند. محققان می توانند داده های ضد را به سیستم عامل های ابر وارد کنند، هشدارهای را از طریق وب سایت را تحریک کنند یا چندین شمارنده برای شبکه های سنجش توزیع شده ترکیب کنند که این انعطاف پذیری از برنامه های جدید مانند تابش منبع جمعیت یا نقشه برداری واقعی کارخانه پشتیبانی می کند.

برنامه های کاربردی دنیای واقعی برای Open-Source Counters

فیزیک پزشکی و بهداشتی

شمارنده های Geiger منبع باز در امکانات پزشکی برای نظارت بر آلودگی و آموزش ایمنی تابش استفاده می شود. طرح های قابل توجه به بیمارستان ها اجازه می دهد تا آستانه ها و سیستم های هشدار را به پروتکل های خاص اختصاص دهند.در طول فاجعه فوکوشیما، شمارنده های منبع باز شبکه های داوطلب را قادر می سازد تا تابش پس زمینه را اندازه گیری کنند و داده های حیاتی را فراهم می کنند که در آن ابزارهای رسمی کمیاب بودند.

نظارت بر محیط زیست

پروژه های علوم شهروندی بر ضد ذرات منبع باز برای اندازه گیری کیفیت هوا متکی هستند. OpenAir [ پروژه، به عنوان مثال، از یک طراحی ضد ذرات نوری استفاده می کند که می تواند برای کمتر از 100 دلار ساخته شود.این دستگاه ها در مناطق شهری برای ردیابی PM2.5 و PM10، توانمندسازی جوامع برای دفاع از هوای پاک تر، مستقر می شوند.

اتوماسیون صنعتی

در تولید، شمارنده های رویداد منبع باز برای نظارت خط تولید استفاده می شود.یک طراحی متن باز ساده با سنسور Photogate می تواند اقلام را در یک کمربند نقاله شمارش کند، زنگ هشدار در هنگام نقص ظاهر می شود.توانایی تغییر سیستم عامل برای مطابقت با سرعت های نقاله خاص یا اندازه محصول به مهندسان کنترل بدون قفل فروشنده را می دهد.

چگونه با طراحی های ضد منبع باز شروع کنیم

برای شروع بررسی شمارنده های منبع باز، با این منابع شروع کنید:

قبل از ساخت، همیشه شرایط مجوز را بررسی کنید و مسائل شناخته شده را بررسی کنید. اکثر پروژه ها یک پرسش و لینک های عیب یابی را به انجمن های جامعه ارائه می دهند.

چالش ها و ملاحظات

علی رغم مزایای آن، طرح های ضد منبع باز با چالش مواجه می شوند:

  • کنترل کیفیت ؛ بر خلاف محصولات تجاری، طرح های منبع باز ممکن است فاقد تست دقیق باشد. سازندگان باید طرح های دو برابر در برابر داده ها و عملکرد معتبر با مراجع شناخته شده را بررسی کنند.
  • شکاف های ثبت نام : برخی از پروژه ها ضعیف مستند شده اند، و آنها را برای مبتدیان دشوار می کند.کمک به اسناد بهبود یافته زمانی که شما یک دستگاه کمک به جامعه.
  • پیچیدگی های تخفیف : همه مجوز های سخت افزاری منبع باز سازگار نیست، هنگام اصلاح و توزیع مجدد، اطمینان از انطباق با مجوز اصلی (به عنوان مثال، الزامات اشتراک گذاری).
  • مسائل زنجیره ای ؛ قطعات توصیه شده در BOM ممکن است منسوخ شوند.

با این حال، این چالش ها اغلب با مزایای شفافیت، سفارشی سازی و صرفه جویی در هزینه ها، به عنوان حرکت سخت افزار منبع باز بالغ، ابزار برای کنترل نسخه (به عنوان مثال، Git برای سخت افزار از طریق KiCad) و تست خودکار بهبود قابلیت اطمینان است.

آینده ی مقابله با منابع باز در مهندسی

روند به سمت اصول باز تسریع می شود. دانشگاه ها به طور فزاینده ای از سخت افزار منبع باز برای پروژه های CAPSTONE و آزمایشگاه های تحقیقاتی استفاده می کنند. شرکت ها از شمارنده های منبع باز به عنوان بلوک های ساختمان در محصولات بزرگتر استفاده می کنند، به طور قانونی مطابق با مجوز منبع باز است. Open Source سخت افزار منبع باز (OSHA) در حال حاضر با استانداردهای شفافیت مطابقت دارد، ما انتظار می رود با کیفیت تولید سریع.

نتیجه گیری

طرح های ضد منبع باز کاتالیزورهای قدرتمندی در آموزش مهندسی و توسعه حرفه ای هستند.آنها ابزارهای آموزشی مقرون به صرفه، دستی را ارائه می دهند که الهام بخش خلاقیت و همکاری است.برای محققان و مهندسان، آنها سرعت بخشیدن به نمونه سازی و بهره برداری از تخصص جامعه جهانی است، با در آغوش گرفتن شمارنده های منبع باز، ما یک فرهنگ مهندسی فراگیر تر و نوآورانه را پرورش می دهیم - که در آن دانش آموزان به طور آشکار، دستگاه های بهبود می شوند و فن آوری، و نه تنها ارائه یک فرکانس باز است.