A differenza della comunità del software open source, i progettisti hardware che vogliano rendere disponibili i propri progetti non hanno avuto fino a questo momento a disposizione degli strumenti liberamente disponibili e gratuiti allo stesso livello dei loro colleghi operanti in ambito software. Questo problema è stato però ora risolto.
L'hardware open source (OSHW) dà la possibilità di utilizzare progetti preesistenti e di farlo senza vincoli imposti dai diritti d'autore o, il che è più importante, di modificarli e di ampliarli fino a creare progetti nuovi. Ciò significa minor tempo per “reinventare la ruota”, implementando sottosistemi quando qualcun altro ha già fatto il lavoro di base e lo ha reso disponibile come progetto open source già ottimizzato per i futuri sviluppi.
Aziende come Arduino hanno abbracciato il modello dell'open source hardware per rendere più semplice creare prototipi e sviluppare nuovi sistemi. Le schede di base di Arduino vengono fornite con tutta la documentazione e i file necessari per ricrearle e adattarle a seconda delle necessità.
L'hardware open source è stato ideato per i prototipi, ma anche per i prodotti finiti. La Openmoko è stata ad esempio promotrice dell'idea di creare un telefono cellulare interamente progettato in open source e il progetto è stato sviluppato non solo come pacchetto software, ma anche come completo progetto hardware. La serigrafica MarkerBot 3D, progettata per costruirsi autonomamente oggetti in plastica, viene normalmente venduta come kit. Ma l'azienda fornisce tutti i file di progetto e tutte le informazioni necessarie per crearsi una serigrafica autonomamente, oppure migliorarne il progetto originario ricreando una MarkerBot migliore rispetto a quella in commercio.
Strumenti di progettazione open source
Sebbene esista una comunità di progettisti elettronici e di sistemisti in crescita, che vorrebbe mettere a disposizione il proprio lavoro e che vorrebbe offrire tale opportunità ad altri che abbiano delle idee su come svilupparlo, lo stesso non si può dire per quello che riguarda il settore degli strumenti di progettazione open source. La comunità dei softwaristi open source ha l'accesso a molti strumenti che permettono di creare nuovo software mentre, per quello che riguarda la progettazione di hardware elettronico, gli strumenti liberamente disponibili non sono certamente ancora arrivati a livelli simili.
Esiste al momento un grande disponibilità in rete di strumenti gratuiti per la progettazione software, anche se questi presentano spesso limiti importanti. Per esempio, dispongono di capacità di importazione e di esportazione assai limitate, dato che sono progettati per lavorare con strumenti prodotti da particolari produttori di pcb. Certo, vi sono ormai strumenti open source che possono essere direttamente scaricati da internet, si tratta per lo più di prodotti liberi da restrizioni artificiali su attributi quali le dimensioni della scheda e il numero degli strati che il progetto deve presentare. Nonostante ciò, essendo stati sviluppati da una libera comunità di programmatori, questi strumenti possono essere privi delle necessarie caratteristiche che gli utilizzatori di pcb si aspettano, così come avviene per prodotti di tipo commerciale.
DesignSpark PCB
DesignSpark PCB, invece, è uno strumento gratuito, ma con gli attributi di un prodotto commerciale che non disponga di alcuna restrizione artificiale, sia per quello che riguarda le dimensioni della scheda sia per gli strati, il numero di pin o i file di output. Formato avvalendosi del supporto di un'azienda specializzata in strumenti di progettazione EDA, il team di sviluppo di DesignSpark PCB assomma in sé più di 150 anni uomo di esperienza nel settore dello sviluppo software CAD per pcb. DesignSpark è quindi il risultato di questa vasta esperienza, a cui si uniscono i continui feedback provenienti dagli utilizzatori CAD sparsi in tutto il mondo, oltre a una dettagliata e continua analisi degli strumenti normalmente disponibili per il layout di pcb. Così come l'acquisizione e il layout caratterizzano essenzialmente ogni strumento di progettazione di pcb, DesignSpark PCB comprende un autorouter completo con un completo supporto per i controlli delle regole di progettazione al fine di assicurare che la scheda sia producibile senza intoppi. Come risultato, DesignSpark PCB permette a una nuova generazione di ingegneri elettronici di lavorare su progetti con una classe di strumenti che potrebbe avere altrimenti costi di svariate centinaia, se non di migliaia di euro.
Lo strumento rende possibile approfittare di un vasto panorama di progetti che sono già normalmente disponibili in linea. Non si tratta solo di quelli presenti nell'area OSHW, ma anche di quelli prodotti da aziende come Texas Instruments che forniscono file di progetti compatibili con i tool industriali standard.
Semplicità d'uso per progettazioni facilitate
A differenza degli strumenti gratuiti resi disponibili dagli utilizzatori nel settore dell'educazione o da semplici hobbisti, nell'utilizzo di DesignSpark PCB non sono presenti restrizioni di sorta. Questo strumento può essere utilizzato per la progettazione commerciale così come per prodotti da condividere con la comunità OSHW.
Progettato sulla base di Microsoft Windows, Design Spark PCB condivide l'approccio che tale sistema operativo suggerisce in caso di progettazione di applicazioni. Ciò rende lo strumento più semplice da imparare. Quando il software viene aperto per la prima volta, l'utilizzatore non si trova di fronte una griglia di bottoni e comandi incomprensibili. Al contrario, l'interfaccia utente è estremamente chiara con le funzioni principali raggruppate intorno a due barre di icone, sopra e a fianco della schermata principale. Le funzioni normalmente usate da DesignSpark PCB sono tutte disponibili attraverso un menu context-sensitive.
Siccome è stato scritto per Windows, DesignSpark PCB supporta la completa funzione di copia-incolla così come quella di drag & drop. Ciò rende semplice prendere una parte del file di progetto e trasferirla in un progetto nuovo. Se un progetto di riferimento per un microcontrollore possiede una sezione che può essere utilizzata in un progetto più vasto, sarebbe estremamente più semplice copiarla; oppure, tale funzione può essere utilizzata per rendere più rapida la duplicazione di sezioni, che altrimenti sarebbe mortalmente noioso dover ridisegnare ogni volta a mano.
Poiché l'utilizzatore di DesignSpark PCB fa parte automaticamente della relativa social network, questo avrà facilità nell'ottenere delle dritte per utilizzare e conoscere al meglio lo strumento. Invece di rovistare nella documentazione illustrativa del progetto, sarà sempre possibile fare riferimento alle Q&A o, semplicemente, chiedere informazioni direttamente in linea.
E per la produzione...
Non è solo questo il modo in cui DesignSpark PCB si connette agli strumenti disponibili in rete. Lo strumento permette di valutare il costo del progetto e consente di semplificarne la produzione tramite la capacità di esportare un completo bill-of-materials. Tale bill-of-materials può essere scaricato direttamente verso lo strumento di valutazione presente sul sito di RS Components, il che permetterà di valutare con precisione il costo di un prototipo o il costo della produzione di una serie di schede assemblate e quindi di ordinare automaticamente i componenti necessari.
Lo strumento viene fornito con un completo database di componenti, dai resistori ai microcontrollori. Se un componente non è presente nel database sarà semplice crearne uno nuovo selezionando il package relativo, come ad esempio un SOC-23 o un grid-array di grandi dimensioni, e quindi assegnare i pin presenti sullo schema alle giuste posizioni previste dal progetto.
Visto che i progetti del mondo open-source non si limitano ai semplici componenti da inserire su un pcb, ma coinvolgono la progettazione di robots, serigrafiche 3D e - in alcuni casi - progetti di automobili ibride sperimentali, ciò dimostra quanto la progettazione elettronica sia importante affinché un progetto possa avere un riscontro commerciale di un certo rilievo. Questa è la direzione verso cui sta guardando DesignSpark PCB per il prossimo futuro. Lo strumento può prendere un progetto di pcb ed esportarlo in file IDF, formato questo condiviso dagli strumenti meccanici 3D CAD.
Molti dei componenti elettromeccanici presenti nell'RS Component Chooser (il database di RS Components in cui è presente la lista completa dei componenti presenti nel catalogo N.d.R.), che rendono più semplice selezionare quali parti usare per un particolare utilizzo, dispongono di modelli 3D corrispondenti. Grazie a ciò ora è molto più semplice per questi strumenti incorporare forme real 3D in progetti meccanici, di modo da poter vedere con maggiore facilità se un dissipatore di calore sia ben posizionato e, se questo non risponda a quanto richiesto, poterlo piazzare nel posto giusto per mezzo di DesignSpark PCB.
Una volta che il progetto è pronto, DesignSpark PCB genererà un file Gerber standard ideale per qualsiasi tipo di produttore, garantendo così un legame con la parte finale della catena produttiva.
La visione OSHW
L'open source hardware può cambiare radicalmente l'atteggiamento della comunità degli ingegneri nei confronti della progettazione, focalizzando l'attenzione su aree differenziabili anziché forzare l'utente a ricreare sottosistemi comuni da progetti solo abbozzati, riducendo nel contempo le barriere dell'innovazione. DesignSpark PCB rimuove dunque un'altra barriera fornendo gratuitamente la capacità di prendere, adattare e creare nuovi progetti hardware in ambito elettronico.
