Tinkerforge

Tinkerforge 是一个德国开源硬件平台，专注于模块化、可堆叠的微控制器构建模块。其系统将核心控制、传感、驱动和通信功能分离到紧凑的板卡中，可组合用于自动化、仪器仪表、机器人、原型制作及其他联网硬件项目。主要构建模块称为 Bricks，而称为 Bricklets 的外设模块则添加特定的输入、输出、传感、显示和控制功能。 典型的 Tinkerforge 设置使用一个或多个 Bricks 堆叠排列。Bricks 是紧凑的电路板，尺寸约为 4 厘米 × 4 厘米。它们包含 32 位 ARM 微控制器、USB 连接以及用于其他板卡的连接器。Master Brick 提供堆叠的基础，而其他 Bricks 可以处理测量、操作电机或执行其他控制功能。Bricklets 连接到 Bricks，提供应用特定的功能，包括传感器、LCD 显示屏以及数字或模拟输入输出。 该平台还包括 Master Extensions，用于改变或扩展硬件与主机之间的通信路径。平台描述中提到的可用通信选项包括 Wi-Fi、以太网和 RS-485。从应用程序程序员的角度来看，这些接口旨在保持相对透明，允许堆叠以与通过 USB 直接连接到计算机的方式大致相同的方式进行控制。 Tinkerforge 的一个显著特点是其非嵌入式编程模型。它不要求开发者将所有应用逻辑放在资源受限的微控制器内，而是可以通过在计算机或其他主机上运行的外部程序来控制硬件。这种方法减少了在传统嵌入式开发中常见的开发环境、内存限制和处理限制方面的约束。该平台支持多种语言的库和绑定，包括 C、C++、C#、Object Pascal、Java、Perl、PHP、Python、Ruby、Shell 和 VB.NET，并描述为兼容 Windows、Linux 和 macOS。 硬件和软件均为开源，设计和软件文件通过项目的 GitHub 页面提供。这使得该平台适合那些希望获得可检查的设计、可重用的软件接口和模块化实验的用户，而不是封闭的、单一用途的控制器。Tinkerforge 介于教育电子套件和专业开发硬件之间：其模块旨在快速组装，而主机端编程模型允许项目利用通用计算机的功能。 该品牌的产品范围围绕可重用的硬件系列组织，而不是单一旗舰设备。Bricks 提供计算和堆叠管理，Bricklets 提供专门功能，Master Extensions 提供网络或总线连接。这些组件共同构成了一个通用硬件生态系统，用于原型和部署的控制系统。该平台在 2012 年获得了德国计算机杂志 Chip 的年度产品奖，这在其产品开发的早期阶段给予了认可。所提供的参考资料未确定具体的公司所有权、成立细节、总部城市、财务信息以及当前的高管领导层。

Tinkerforge 作为一个开源硬件平台发展起来，旨在使计算机控制的物理项目更加模块化和易于访问。其核心设计决策是将硬件系统划分为可互操作的板卡类型，而不是将计算、通信、传感器和执行器组合到一个固定的开发板上。这种架构允许用户只选择项目所需的功能，并将其组装成紧凑的堆叠。 该平台的主要单元是 Brick。每个 Brick 是一块小型电路板，带有 32 位 ARM 微控制器、USB 连接以及允许与其他板卡通信的连接器。Bricks 可以堆叠在一起，Master Brick 作为堆叠的基础。根据应用的不同，Bricks 可以解释测量值、控制电机并协调附加模块。可堆叠格式为扩展项目提供了物理和功能结构，而无需重新设计完整的控制器。 Tinkerforge 通过 Bricklets 扩展核心 Bricks。这些板卡提供专门的输入和输出功能，包括传感器接口、LCD 显示功能以及数字或模拟 I/O。通用 Bricks 和专用 Bricklets 之间的分离使得通用控制架构可以在不同项目中重用。因此，开发者可以更改传感或驱动层，同时保留大部分相同的主机端编程模型。 与堆叠的通信可以通过 Master Extensions 扩展。这些板卡提供 Wi-Fi、以太网和 RS-485 等接口。该平台的设计使得通信方法在很大程度上对应用程序抽象：通过扩展连接的堆叠可以从软件以类似于通过 USB 连接的堆叠的方式寻址。这支持控制计算机与硬件不物理相邻的安装。 Tinkerforge 历史和身份的另一个重要部分是其非嵌入式软件模型。它不要求开发者将所有行为编写为受小型控制器资源限制的固件，而是可以通过外部程序操作 Tinkerforge 硬件。库和语言绑定可用于多种编程语言，包括 C、C++、C#、Object Pascal、Java、Perl、PHP、Python、Ruby、Shell 和 VB.NET。该平台描述为支持 Windows、Linux 和 macOS。这种设计允许项目使用主机的内存、处理能力、开发工具和生态系统。 硬件和软件都是开源的，项目文件通过 GitHub 提供。这种开放性支持检查、改编和社区重用，而模块化产品结构赋予该品牌区别于传统单板计算机和封闭工业控制器的实用身份。Tinkerforge 的目标应用包括原型制作、自动化、测量、机器人技术以及其他需要传感器、执行器、显示器和网络连接组合的系统。 2012 年，Chip 授予 Tinkerforge 年度产品奖。这是所提供的材料中确定的最清晰的日期认可。可用的参考资料未确定公司的成立年份、创始人、公司结构、财务业绩、总部城市或后续所有权历史。它们也没有提供足够的信息来记录产品世代或领导层变化的完整年表。

• 2012

  Chip 年度产品奖

  [1]Tinkerforgeen.wikipedia.org

  计算机杂志 Chip 将 Tinkerforge 评为年度产品，认可其模块化开源硬件平台。

一个模块化、开源硬件平台，用于计算机控制的传感、自动化、机器人、仪器仪表和快速原型制作。Tinkerforge 强调可堆叠硬件、广泛的主机语言支持，以及将应用逻辑移至通用计算机而不是完全依赖嵌入式固件的能力。

• 可堆叠微控制器板

  Bricks

  Bricks 是紧凑的电路板，尺寸约为 4 厘米 × 4 厘米。每个包含 32 位 ARM 微控制器、USB 连接器以及用于其他 Bricks 和 Bricklets 的连接器。它们构成 Tinkerforge 安装的计算和控制核心，处理测量、电机控制以及与附加模块的通信。Bricks 可以堆叠在一起，堆叠底部需要 Master Brick。

• 外设传感器和 I/O 模块

  Bricklets

  Bricklets 通过应用特定的输入和输出功能扩展 Brick 堆叠。该系列包括许多传感器模块以及用于 LCD 显示、数字输入输出和模拟输入输出的模块。其模块化格式允许用户围绕特定项目所需的物理测量、接口和执行器组装系统。

• 通信接口扩展

  Master Extensions

  Master Extensions 扩展了 Brick 堆叠可用的通信选项。文档中描述的变体包括 Wi-Fi、以太网和 RS-485 接口。它们旨在保持共同的软件面向控制模型，以便通过扩展连接的堆叠可以类似于通过 USB 直接连接到主机的方式操作。

1. 1Tinkerforgeen.wikipedia.org
2. 2Tinkerforge GitHub organizationgithub.com