最大化你的项目影响。

科学社区正在加速拥抱 自由及开源硬件 Free and Open Source Hardware （FOSH）。 研究员正忙于改进他们自己的装备并创造数以百计的基于分布式数字制造模型的设备来推动他们的研究。

热衷于 FOSH 的主要原因还是钱： 有研究表明，和专用设备相比，FOSH 可以节省 90% 到 99% 的花费。基于开源硬件商业模式的科学 FOSH 的商业化已经推动其快速地发展为一个新的工程领域，并为此定期举行 GOSH 年会。

特别的是，不止一本，而是关于这个主题的[两本学术期刊]：[Journal of Open Hardware] （由 Ubiquity 出版，一个新的自由访问出版商，同时出版了 Journal of Open Research Software ）以及 HardwareX（由 Elsevier 出版的一种自由访问期刊，它是世界上最大的学术出版商之一）。

由于学术社区的支持，科学 FOSH 的开发者在获取制作乐趣并推进科学快速发展的同时获得学术声望。

科学 FOSH 的5个步骤

Shane Oberloier 和我在名为 Designs 的自由访问工程期刊上共同发表了一篇关于设计 FOSH 科学设备原则的文章。我们以滑动式烘干机为例，制造成本低于 20 美元，仅是专用设备价格的三百分之一。科学和医疗设备往往比较复杂，开发 FOSH 替代品将带来巨大的回报。

我总结了 5 个步骤（包括 6 条设计原则），它们在 Shane Oberloier 和我发表的文章里有详细阐述。这些设计原则也可以推广到非科学设备，而且制作越复杂的设计越能带来更大的潜在收益。

如果你对科学项目的开源硬件设计感兴趣，这些步骤将使你的项目的影响最大化。

1. 评估类似现有工具的功能，你的 FOSH 设计目标应该针对实际效果而不是现有的设计（LCTT 译注：作者的意思应该是不要被现有设计缚住手脚）。必要的时候需进行概念证明。

2. 使用下列设计原则：

   • 在设备生产中，仅使用自由和开源的软件工具链（比如，开源的 CAD 工具，例如 OpenSCAD、 FreeCAD 或 Blender）和开源硬件。
   • 尝试减少部件的数量和类型并降低工具的复杂度
   • 减少材料的数量和制造成本。
   • 尽量使用能够分发的部件或使用方便易得的工具（比如 RepRap 3D 打印机）进行部件的数字化生产。
   • 对部件进行参数化设计，这使他人可以对你的设计进行个性化改动。相较于特例化设计，参数化设计会更有用。在未来的项目中，使用者可以通过修改核心参数来继续利用它们。
   • 所有不能使用现有的开源硬件以分布式的方式轻松且经济地制造的零件，必须选择现货产品以方便采购。
3. 验证功能设计。

4. 提供关于设计、生产、装配、校准和操作的详尽设备文档。包括原始设计文件而不仅仅是用于生产的。 开源硬件协会 Open Source Hardware Association 对于开源设计的发布和文档化有额外的指南，总结如下：

   • 以通用的形式分享设计文件。
   • 提供详尽的材料清单，包括价格和采购信息。
   • 如果涉及软件，确保代码对大众来说清晰易懂。
   • 作为生产时的参考，必须提供足够的照片，以确保没有任何被遮挡的部分。
   • 在描述方法的章节，整个制作过程必须被细化成简单步骤以便复制此设计。
   • 在线上分享并指定许可证。这为用户提供了合理使用该设计的信息。
5. 主动分享！为了使 FOSH 发扬光大，设计必须被广泛、频繁和有效地分享以提升它们的存在感。所有的文档应该在自由访问文献中发表，并与适当的社区共享。 开源科学框架 Open Science Framework 是一个值得考虑的优雅的通用存储库，它由 开源科学中心 Center for Open Science 主办，该中心设置为接受任何类型的文件并处理大型数据集。

这篇文章得到了 Fulbright Finland 的支持，该公司赞助了芬兰 Fulbright-Aalto 大学的特聘校席 Joshua Pearce 在开源科学硬件方面的研究工作。

via: https://opensource.com/article/18/2/5-steps-creating-successful-open-hardware

作者：Joshua Pearce 译者：kennethXia 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

制造自己的硬件比以往任何时候都更容易，更便宜。以下是你设计、构建和测试你的第一块板子所需的事情。

著名的计算机科学家 阿伦凯 （ Alan Kay ） 曾经说过：“认真对待软件的人应该制造他们自己的硬件。” 我认为如今就如 同 1982 年他所说的一样。然而，现在和那时之间的不同是硬件变得越来越快、越来越小，最重要的是：更便宜。 现在可以用 5 美元购买一台完整的电脑。

随着大公司降低自己产品的价格，能够生产生产级硬件的制造业生态系统得以增长，这些硬件的成本足够便宜，并且达到了普通人都可以接受的程度。这种可用性以及可负担性正在帮助推动诸如众筹和创客运动之类的事情，但同时它们也让更多的个人能够通过开源硬件参与到开源当中。

探索开源硬件

• 什么是开源硬件？
• 什么是树莓派？
• 什么是 Arduino？

开源硬件和非开源硬件有很多区别，但是开源硬件联盟（OSHWA）定义了一个大多数人同意的定义，如果你熟悉开源软件，这不会听上去太奇怪：

“开源硬件（OSHW）是一个指有形的造物：机器、设备或者其它物理东西的术语——其设计向公众发布，任何人可以制造、修改、分发并使用那些造物。”

我们身边已经有很多开源硬件了。你可能没有注意到你在使用的主板实际上可能是开源硬件。从低调而多能的 Arduino，一直到像 BeagleBone 系列和 C.H.I.P. 计算机这样的完整功能的电脑，有很多开源硬件的例子，还有更多的在设计中。

硬件可能很复杂，对初学者而言有时候不太理解为什么设计需要某些东西。但开源硬件使你不仅可以看到工作示例，还可以更改这些设计，或者在你自己的设计中剔除或复制所需的部分，就如复制和粘贴一样简单。

我该如何开始？

我们先要指出硬件很“硬”，它很复杂甚至很深奥，你可能用到的工具并不总是最人性化的。任何一个玩微处理器的时间足够长的人都可以向你证实：你会烧坏一些东西，看到神奇的烟雾在某个时刻冒出来。没关系，我们都遇到过，有些人还会反复遭遇，因为我们在做一件事情的前 100 次时都不会得到教训，但不要让这些阻碍你：当做错事情时，你会学到教训，而且你将来还可以将有趣的故事告诉别人。

建模

首先要做的是使用现有的电路板、跳线、面包板以及你要连接的任何设备来建模你想要做的事情。在许多情况下，最简单的事情就是在板上添加更多的 LED，并以新颖的方式让它们闪烁起来。这是一个很好的做出原型的方式，也是一个常见的做法。它看上去并不漂亮，你可能会发现你的线接错了，但这些都是原型 - 你只是想证明硬件可以工作。当硬件不工作时，一定要仔细检查一切，不要害怕寻求帮助 - 有时第二双眼睛会发现你奇怪的接地短路。

设计

当你弄清楚你想要构建的硬件，现在是时候把你的想法从跳线和面包板变成实际的设计了。这时事情会变得让人气馁，但是从小处开始，事情上，可以从熟悉加工和处理这样非常小的地方开始，所以为什么不从制作一块带有 LED 和电池的印刷电路板开始？认真地说，这可能听起来过于简单，但在这里有很多新的基础要了解。

1. 找到一个电子设计自动化（EDA）工具来使用。 有很多好的开源软件可以选择，但是它们并不总是用户友好的。Fritzing、gEDA 还有 KiCad 都是开源的，并且其可用性一个比一个好。如果你想要尝试更多的商业软件，那么还有一些其他的选择。Eagle 有个受限的免费版本可供使用，有许多的开源硬件是用它设计的。
2. 在 EDA 工具中设计你的电路板。 依据你选择的工具，这可能会非常快，或者可能是学习如何设计的很好的练习。这是我建议从小的硬件开始的原因之一。一个带 LED 的电路可以如一块电池、一个电阻、一个 LED 一样简单。电路图非常简单，并且板子也会非常小、非常简单。
3. 为打样而导出设计。 这与列表中的下一件事情紧密相连，但如果你以前没有这样做过，这也可能是一个令人困惑的过程。当你在导出时，你会有很多细节需要调整，并且需要以某种方式导出以便电路板工厂能确切知道你要做的。
4. 找到一个电路板工厂。 有许多电路板工厂可以制作你的设计，并且一些比其他更加友好及有帮助。一个特别棒的地方是 OSH Park，这些人非常友好并支持开源硬件。他们也有一个非常扎实的流程来确认你发送给它的就是会被制造的，所以他们值得一试。还有很多其他选择；看看 PCB Shopper，它可以让你比较不同实体 PCB 商家的价格、周转时间等等。
5. 等待。 这或许是在制造你自己的电路板中最难的一部分了，因为它会花费时间将数字部分变成物理产品。计划好两周时间来拿到你的电路板。这是你继续下个项目的绝好时间，买到或确保你当前制造的所有部分都有了，或者随便试试而不要担心。你的第一块电路板是艰难的 - 你现在非常想要，但是保持耐心。
6. 修补并提升。 一旦拿到你的板子，是时候上电测试了。如果你是以 LED 电路开始，那么它很容易调试，并且你会得到一些可以工作起来的东西。如果你有更复杂的电路，那么需要有条理并且有耐心。有时候电路不工作，并且你需要用你的调试技能来追踪问题。
7. 最后，如果你做的是开源硬件，那就发布它。* 我们谈论的是开源硬件，因此确保它包含了一个许可，发布它、共享它，把它放在人们可以看见你所做的地方。你或许会想写一篇博客并提交到如 Hackaday 上面。
8. 最重要的是，玩得开心。 坦白说，如果你在做一些事但是你不开心，你应该停止这样做。开源硬件可以很有趣，虽然有时是困难而且复杂的。但是不是一切都工作：见鬼，我已经设计了一半的电路不工作；或者我（意外地）在电源和接地之间造成了 12 次短路；这些电路板是双层板：是的。我在这个过程中学到了一些东西：非常多，并且我不会再犯同样的错误。我会做出新的板子，但不是这些。（我会支持并盯着这些板子和它们的错误，悲伤的是，它们不会在我盯着它们时感到良心会痛）。

现在有许多的开源硬件，有许多好的例子从中可以查看、复制、衍生，并且有很多信息使制造硬件变得简单。这就是开源硬件：一个人们制造它们、共享它们的社区，每个人可以制作他们自己的东西并构建他们想要的硬件——而不是他们可以得到的硬件。

（题图：Thomas Hawk on Flickr. CC BY-NC 2.0 。由 Opensource.com 修改）

作者简介：

John 'Warthog9' Hawley - John 在 VMWare 的开源项目办公室为上游开源项目工作。在以前的生活中，他曾在 MinnowBoard 开源硬件项目上工作，领导了 kernel.org 的系统管理团队，并在桌面集群变得很酷之前构建了它们。为了乐趣，他构建了多个明星项目，比如一个受欢迎的英国电视节目 K-9 的复制品，在无人机的飞行计算机视觉处理中完成，设计并制作了一堆自己的硬件。

via: https://opensource.com/article/17/5/8-ways-get-started-open-source-hardware

作者：John 'Warthog9' Hawley 译者：geekpi 校对：wxy

本文由 LCTT 原创编译，Linux中国 荣誉推出

Linux用户不了解一点开源硬件制造相关的事情，他们就会经常陷入失望的情绪中。

商业软件和自由软件已经互相纠缠很多年了，但是这俩经常误解对方。这并不奇怪 -- 对一方来说是生意，而另一方只是一种生活方式。但是，这种误解会给人带来痛苦，这也是为什么值得花精力去揭露这里面的内幕。

一个逐渐普遍的现象：对开源硬件的不断尝试，不管是Canonical，Jolla，MakePlayLive，或者其他公司。无论是评论员或是终端用户，通常自由软件用户都会为新的硬件平台发布表现出过分的狂热，然后因为不断延期有所醒悟，直到最终放弃整个产品。

这是一个没有人获益的怪圈，而且常常滋生出不信任 - 都是因为一般的Linux用户根本不知道这些新闻背后发生的事情。

我个人对于把产品推向市场的经验很有限。但是，我还没听说谁能有所突破。推出一个开源硬件或其他产品到市场仍然不仅仅是个残酷的生意，而且严重不利于新进厂商。

寻找合作伙伴

不管是数码产品的生产还是分销都被相对较少的一些公司控制着，有时需要数月的预订。利润率也会很低，所以就像那些购买古老情景喜剧的电影工作室一样，生产商一般也希望复制当前热销产品的成功。像Aaron Seigo在谈到他花精力开发Vivaldi平板时告诉我的，生产商更希望能由其他人去承担开发新产品的风险。

不仅如此，他们更希望和那些有现成销售记录的有可能带来长期客户生意的人合作。

而且，一般新加入的厂商所关心的产品只有几千的量。芯片制造商更愿意和苹果或三星这样的公司合作，因为它们的订单很可能是几十上百万的量。

面对这种情形，开源硬件制造者们可能会发现他们在工厂的列表中被淹没了，除非能找到二线或三线厂愿意尝试一下小批量生产新产品。

他们也许还会沦为采购成品组件再自己组装，就像Seigo尝试Vivaldi时那样做的。或者，他们也许可以像Canonical那样做，寻找一些愿意为这个产业冒险的合作伙伴。而就算他们成功了，一般也会比最初天真的预期延迟数个月。

磕磕碰碰走向市场

然而，寻找生产商只是第一关。根据树莓派项目的经验，就算开源硬件制造者们只想在他们的产品上运行自由软件，生产商们很可能会以保护商业机密的名义坚持使用专有固件或驱动。

这样必然会引起潜在用户的批评，但是开源硬件制造者没得选，只能折中他们的愿景。寻找其他生产商也不能解决问题，有一个原因是这样做意味着更多延迟，但是更多的是因为完全免授权费的硬件是不存在的。像三星这样的业内巨头对免费硬件没有任何兴趣，而作为新人，开源硬件制造者也没有影响力去要求什么。

更何况，就算有免费硬件，生产商也不能保证会用在下一批生产中。制造者们会轻易地发现他们每次需要生产的时候都要重打一次一模一样的仗。

这些都还不够，这个时候开源硬件制造者们也许已经花了6-12个月时间来讨价还价。等机会终于来了，产业标准却已经变更，于是他们可能为了升级产品规格又要从头来过。

短暂而且残忍的货架期

尽管面对这么多困难，一定程度上开放的硬件也终于推出了。还记得寻找生产商时的挑战吗？对于分销商也会有同样的问题 -- 还不只是一次，而是每个地区都要解决。

通常，分销商和生成商一样保守，对于和新人或新点子打交道也很谨慎。就算他们同意一个产品上架，他们也轻易能够决定不鼓励自己的销售代表们做推广，这意味着这个产品会在几个月后很有效率地下架。

当然，在线销售也是可以的。但是同时，硬件还是需要被存放在某个地方，这也会增加成本。而按需生产就算可能的话也将非常昂贵，而且没有组装的元件也需要存放。

衡量整件怪事

在这里我只是粗略地概括了一下，但是任何涉足过制造的人会认同我形容为行业标准的东西。而更糟糕的是，开源硬件制造者们通常只有在亲身经历过后才会有所觉悟。不可避免，他们也会犯错，从而带来更多的延迟。

但重点是，一旦你对整个过程有所了解，你对另一个开源硬件进行尝试的新闻的反应就会改变。这个过程意味着，除非哪家公司处于严格的保密模式，对于产品将于六个月内发布的声明会很快会被证实是过期的推测。很可能是12-18个月，而且面对之前提过的那些困难很可能意味着这个产品永远都不会真正发布。

举个例子，就像我写的，人们等待第一代Steam Machines面世，它是一台基于Linux的游戏主机。他们相信Steam Machines能彻底改变Linux和游戏。

作为一个市场分类，Steam Machines也许比其他新产品更有优势，因为参与开发的人员至少有开发软件产品的经验。然而，整整一年过去了Steam Machines的开发成果都还只有原型机，而且直到2015年中都不一定能买到。面对硬件生产的实际情况，就算有一半能见到阳光都是很幸运了。而实际上，能发布2-4台也许更实际。

我做出这个预测并没有考虑个体努力。但是，对硬件生产的理解，比起那些Linux和游戏的黄金年代之类的预言，我估计这个更靠谱。如果我错了也会很开心，但是事实不会改变：让人吃惊的不是如此多的Linux相关硬件产品失败了，而是那些虽然短暂但却成功的产品。

注：本文翻译和校对时，误将“free software”翻译成了“免费软件”，得 @比尔盖子V 的指正，应该翻译为“自由软件”。有关“免费软件”和“自由软件”的辨析，可以参考如下：

自由软件的英文为“free software”。“free”在英文中有“自由”(freedom)、“免费”(free of charge)的双重含义，因此![]()自由软件要如何分辨“自由软件”（free software）和“免费软件”（freeware）呢？

自由软件运动的创始人——理查德·斯托曼提供了以下的定义：

“free software” is a matter of liberty, not price. To understand the concept, you should think of “free” as in “free speech,” not as in “free beer”，中文译文：自由软件的重点在于自由权，而非价格。要了解其所代表的概念：你应该将“free”想成是“free spech”（言论自由）中的“free”（自由），而不是“free beer”（免费啤酒）中的“free”（免费）。

更精确的说，自由软件代表电脑使用者拥有选择和任何人合作之自由、拥有掌控他们所用的软件之自由。在GNU宣言（GNU Manifesto）中包含了斯托曼在一开始对自由软件使用定义的混淆。——来自百度百科

via: http://www.datamation.com/open-source/what-linux-users-should-know-about-open-hardware-1.html

作者：Bruce Byfield 译者：zpl1025 校对：Mr小眼儿

本文由 LCTT 原创翻译，Linux中国 荣誉推出