從Arduino UNO歷代版本演化，看開源硬體的產品之路該怎麼走

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本文為開源硬體實驗室原創文章，轉載此文章請註明出處（開源硬體實驗室知乎專欄）。

我們先來看看Arduino誕生之前的現狀：

早年搞電子製作，需要很強的專業能力，需要自己焊接最小系統和各種元器件，基本都是專業玩家，用麵包板自己焊接最小單片機系統，用專業的IDE，那個時候ARM公司的keil軟體用的最多，配合專門的模擬器，把程序下載到單片機里。那個時候電路板打烊還很貴，稍微好點的就是用CNC雕刻電路或者用感光法制板。

各種硬體廠商生產不同標準的開發板，基本上都是很大一塊，把常用的模塊都集成進去，使用不夠靈活，只能用來學習，沒法製作作品。各種模塊的驅動代碼需要自己調試，有經驗的老司機會有一套自己的常用模塊的驅動庫，但是大部分都不會去分享，有分享的也不會很通用。

2005年，Arduino誕生：

2005年，義大利北部小鎮伊夫雷亞（Ivrea）一家高科技設計學校的老師Massimo Banzi（國內創客把他親切地稱為「板子大叔」），為了能給學生們提供一種便宜、好用的微控制器平台，與當時在這所學校做訪問學者的西班牙籍晶元工程師David Cuartielles合作設計了最初的Arduino控制板。隨後Arduino便開始迅速地在歐洲流行起來，並且逐漸將春風吹到了世界各地。

Arduino的組成：

1. 軟體

包含了用C++編寫程序的IDE和各種Arduino庫。

2. 硬體

各種不同特點的Arduino控制板和擴展版。

3. 社區

國內國外很多Arduino論壇和網站，分享各種作品和製作過程。

Arduino的特點：

1. 開放性

所有的電路圖紙和源代碼都公開，任何人都可以修改使用。

2. 易用性

採用C++面對對象語言，把所有和底層驅動有關的代碼都封裝成庫，用戶只需要簡單的邏輯判斷和數據處理就可以。

3. 擴展板

豐富的擴展板可以和主板層疊，根據具體需求選用。

Arduino的各個版本進化：

第一個Arduino板，採用單面PCB板，程序下載介面採用DB9介面，元器件採用直插封裝。用現在的眼光來看，這一版的美觀度很差，但是把Arduino的整個框架定義好了，包括Arduino引腳排列和分配，用串口通過Bootloader引導程序來下載程序代碼，軟體上封裝了常用模塊的庫，奠定了Arduino的介面標準和發展方向。

第二版，採用了雙面PCB板，阻焊油墨採用了藍色，板子外形比第一版做了一些變化，定位孔也重新調整了位置，外觀更好看，奠定了後面好幾年的Arduino電路板風格。

第三版的Arduino Extreme 採用了USB介面和USB轉TTL晶元，讓後面新出的不帶DB9介面的電腦，通過USB就可以下載程序。另外元器件開始採用表貼元件，體積減小也適合機器大批量加工。

第四版的Arduino NG把串口晶元換成了性能和質量最好的FTDI公司的FT232RL晶元，另外增加了一個LED指示燈和D13腳相連，讓用戶拿到電路板，下載一個LED閃爍程序，不用接外圍電路就能看到現象，非常方便。

第五版的Arduino Diecimila比上一版最大的改進是增加了軟體複位功能，用戶不再需要下載完程序後手動去按下複位按鈕。USB端增加了保險絲，防止不當操作短路時，燒壞電腦USB介面。用了一個低壓差的穩壓晶元替換了原來的晶元，可以讓電池供電。另外增加了3.3V的穩壓晶元，可以讓Arduino和3.3V模塊連接。

2009年，第六版的Arduino Duemilanova 相比上一版增加了電源自動切換功能，當USB和DC介面同時供電時，會自動切斷USB端的供電。另外把原先 ATmega168單片機換成ATmega328p，內存和Flash容量都翻倍，可以讓Arduino運行更大的程序。

這一版也是我開始接觸Arduino的拿到的第一個Arduino，至今我還完好的保存著。

2012，第六版的Arduino UNO發布，把串口晶元換成了 ATMega8U2，為了能讓設備管理器里顯示Arduino。這個改動至少對國內用戶來說帶來了很多問題，經常會驅動安裝失敗。導致這個驅動安裝失敗的原因是國內的操作系統不是正版，大部分盜版Ghost系統都精簡過，導致文件丟失。所以現在能看到很多國內廠商，稍微重視一點客戶體驗的基本把串口晶元換成了CH340。

2013年，這個時候國內淘寶上基本都是山寨UNO，價格低至十幾元，但是質量參差不齊。第三代Arduino UNO板，把油墨換成了特製的一種油墨，可以用來區分盜版，發布了Arduino LOGO的產權，其它公司生產同類型的電路板不能用相同的LOGO。Arduino開始注重品牌管理。

另外增加了一些Arduino埠，用來更好的適配各種類型的擴展版。

2015年，Arduino在深圳Maker Faier上發布了Genuino，開啟了雙品牌戰略來抗擊山寨。有幸用我的破英語和板子大叔交流了當時做的一款產品。

Genuino又用了一種重新調製的油墨，同時排針母座側面，印上了引腳名字，方便用戶插杜邦線時不會看錯，這一點至少對我來說非常友好。

開源硬體的產品之路該怎麼走？

1. 注重用戶體驗

能把用戶的痛點解決，Arduino一開始就想讓電子製作簡單化，從硬體設計到軟體設計都圍繞這一點來不斷的優化。

2. 注重品牌管理

一旦出名，各種山寨都會來，這是擋也擋不住的。但是可以想辦法讓自己的產品和山寨產品讓用戶快速的區分識別，是一種很好的品牌管理辦法，值得很多搞原創開源硬體的廠家學習。

3. 注重社區維護

開源社區能積累用戶粘性，快速發現產品缺陷，有了用戶的積累，也不怕山寨，因為你擁有了定義標準的權利。

4. 完善供應鏈

配套的供應鏈優化和完善，能確保產品質量的保證，給用戶以最佳體驗，是也逐步積累的技術壁壘，自己早幾年踩過的坑，別人要想跟上來也要踩過這些坑才行，有了先發優勢。