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热门开源电子硬件中的传感器技术及其相关应用

虽然数十年来研究者一直在对计算机进行个性化改造,并将它们整合进自己的实验中,但小型且廉价的“单片机”大卖还只是最近几年的事。2012年,功能完备、能够运行Linux操作系统的输美排挤问世。到2016年9月,它已经售出了1000万台。

 

树莓派应用,资料图


自2005年上市以来,开源电子原型平台Arduino也同样大受欢迎。这两种设备的现成配件包括摄像头、运动传感器、温度计和蓝牙适配器。就连国际空间站上都有一台为一个推广项目开发的一体化设备;这台设备上装载了陀螺仪、加速度传感器、磁力计以及用于测量温度、气压和湿度的各种传感器。

在地球上,这些设备被用于搭建各种装置:海洋生物研究使用的水下录音器、组装基因编辑工具的机器人,以及可以从人体样本中迅速鉴定耐药病原体的系统等等。

例如,哈佛大学的Hakho Lee的研究方向是医疗诊断仪器,他已经开发出一套用于诊断耐药细菌感染的系统。最初,他曾尝试过将智能手机作为仪器的中央计算机,但手机拆解改造起来并不容易。相反,像Arduino这样的设备,天生就是用于改装的,将它们整合进科研传感器,便再合适不过。他说,这个系列早就有了各种型号,而且都是模块化的。假如他想加上蓝牙功能,只要买来蓝牙模块插在母板上就完工了。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织微传感器技术及设备研究专家Paolo De Souza表示,在选择设备时,你需要认真考虑以下三个属性:费用、功能和尺寸。一般来说,这三条里你必须放弃一条;想找到一个又便宜、体积又小、功能还强大的设备并非易事。

尽管有一部分研究者最终会发现树莓派或Arduino组件还不足以支撑其实验需求。但对新手而言,选择树莓派或Arduino还是有其优点的。这两种设备的用户论坛人气极高,有数百万帖子和数十万成员,能为新手提供十分实用的资源。研究人员经常在这些论坛上寻求协助,提出的问题包括使用Arduino精确计算树围、设置温度传感器等。而树莓派的开发组织甚至在网站上提供了一系列视频和常见错误表,以帮助新人起步。

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