วิศวกรรมแบบเปิด

เราสร้างอย่างเปิดเผย นี่คือทุกอย่าง ตามจริง

สตาร์ทอัพฮาร์ดแวร์ส่วนใหญ่ปิดบังแบบวงจรและตั้งราคาต้นทุนเกินจริง เราเปิดเผยทั้งสองอย่าง เกราะป้องกันของเราไม่เคยอยู่ที่ตัวอุปกรณ์ — แต่อยู่ที่เครือข่าย ข้อมูล และความไว้วางใจของคุณ หลังเหตุการณ์ฟุกุชิมะ Safecast เปิดเผยเครื่องวัดรังสีของตนจนกลายเป็นมาตรฐานระดับโลก เราเดินบนเส้นทางเดียวกัน

สถาปัตยกรรม

ภายใน HERD One มีอะไรบ้าง

ไม่มีอะไรพิสดาร ไม่มีเวทมนตร์ บารอมิเตอร์ MEMS เกรดผู้บริโภค ไมโครคอนโทรลเลอร์พร้อม Wi-Fi การซิงค์เวลาด้วย GPS — และวินัยที่จะใช้มันให้ถูกต้อง

บารอมิเตอร์ MEMS 3 ตัว BMP390 · 25 Hz · I²C GPS · u-blox NEO-8M พิกัด + ซิงค์ PPS ช่องรับกันลม ชุดท่อ เฉลี่ยแรงลมกระโชก ESP32-S3 กรองสัญญาณ · บีบอัดแบบเดลตา ทริกเกอร์ STA/LTA · จัดแพ็กเก็ต บัฟเฟอร์วงแหวน microSD 72 ชม. ทนต่อ Wi-Fi หลุด คลาวด์ HERD หาความสัมพันธ์ระหว่างสถานี งานวิทยาศาสตร์ทั้งหมดอยู่ที่นี่ Wi-Fi · MQTT 30–80 MB/เดือน

HERD One สถาปัตยกรรม Proto-0 อุปกรณ์บันทึกและบีบอัด ส่วนการตรวจจับเกิดขึ้นบนคลาวด์ ที่ซึ่งสถานีหลายร้อยแห่งถูกนำมาหาความสัมพันธ์กัน

การตัดสินใจสามข้อค้ำจุนอุปกรณ์ทั้งเครื่อง บารอมิเตอร์สามตัวแทนที่จะเป็นตัวเดียว — การเฉลี่ยสัญญาณรบกวนของเซ็นเซอร์ที่ไม่สัมพันธ์กันให้ผลดีขึ้น √3 ในระดับสัญญาณรบกวน นี่คือการเพิ่มความไวที่ถูกที่สุดในโลก การซิงค์ PPS ด้วย GPS — สำหรับการหาความสัมพันธ์ในเครือข่าย ความแม่นยำของเวลาระดับไมโครวินาทีสำคัญยิ่งกว่าความไวของสถานีเดี่ยวใด ๆ บัฟเฟอร์วงแหวน 72 ชั่วโมง — Wi-Fi บ้านหลุด เราเตอร์รีบูต รหัสผ่านเปลี่ยน สถานียังบันทึกต่อและส่งข้อมูลตามมาเมื่อการเชื่อมต่อกลับมา

ทำไมจึงไม่ตรวจจับบนตัวอุปกรณ์? เพราะสถานีเดียวแยกไม่ออกว่าเป็นสึนามิ ประตูที่ปิดดังปัง หรือรถบรรทุกที่แล่นผ่าน หัวใจของ HERD คือประตูที่ปิดดังปังไม่สามารถมีเฟสตรงกันตลอดแนวชายฝั่ง 200 กิโลเมตรได้ เครื่องมือคือเครือข่าย ส่วนอุปกรณ์คือไมโครโฟนที่ซื่อสัตย์หนึ่งตัวในคณะประสานเสียง

แบบวงจร

ผังการต่อ Proto-0 ประกอบได้ในวันหยุดสุดสัปดาห์

ไฟล์ KiCad และไฟล์บอร์ดฉบับเต็มจะขึ้น GitHub ทันทีที่ Proto-0 ผ่านการตรวจสอบเทียบกับเครื่องมืออ้างอิง ระหว่างนี้คือผังการเดินสายระดับโมดูลที่แม่นยำ ซึ่งเราใช้ประกอบชุดทดสอบจากชิ้นส่วนสำเร็จรูป เพียงพอที่จะทำซ้ำชุดทดสอบของเราบนเบรดบอร์ด

ESP32-S3 DevKitC-1 N16R8 · Wi-Fi ในตัว 3V3 GND GPIO8 · SDA0 GPIO9 · SCL0 GPIO5 · SDA1 GPIO6 · SCL1 GPIO17 · TX1 GPIO18 · RX1 GPIO4 · อินพุต PPS GPIO10–13 · SPI BMP390 #1 ที่อยู่ I²C 0x76 BMP390 #2 ที่อยู่ I²C 0x77 BMP390 #3 บัส I²C 1 · ที่อยู่ 0x76 GPS u-blox NEO-8M NMEA 9600 บอด + PPS โมดูล microSD SPI · FAT32 · บัฟเฟอร์ 72 ชม. บัส I²C 0 · 25 Hz × 2 บัส I²C 1 UART1 · NMEA PPS · 1 พัลส์/วินาที → อินเทอร์รัปต์ SPI ไฟเลี้ยง: USB 5V → เรกูเลเตอร์ 3.3V บนบอร์ดจ่ายให้ทุกโมดูล · กินไฟน้อยกว่า 1 วัตต์

ชุดทดสอบ DIY ของ Proto-0 ผังการเดินสายระดับโมดูล บารอมิเตอร์สามตัวต้องใช้บัส I²C สองเส้น เพราะ BMP390 มีที่อยู่เพียงสองค่า (0x76/0x77) เซ็นเซอร์ตัวที่สามจึงได้บัสของตัวเอง สัญญาณ PPS จาก GPS เข้าขาอินเทอร์รัปต์แยกต่างหาก — มาร์กเวลาผูกกับพัลส์ ไม่ใช่กับความหน่วงของ Wi-Fi

เฟิร์มแวร์ของชุดทดสอบนี้จะเปิดเผยพร้อมกับการบันทึกคู่ขนานชุดแรกที่เทียบกับเครื่องมืออ้างอิง ลิงก์ GitHub จะปรากฏตรงนี้ — และใช่ รูปทรงของช่องรับกันลมก็จะอยู่ในรีโพด้วย

เรื่องเงินอีกครั้ง

ต้นทุนแยกตามชิ้นส่วน ตัวเลขจริง

ความโปร่งใสแบบสุดขั้วเดียวกับรายละเอียด $25 ของเรา — แต่ลงลึกถึงระดับชิ้นส่วน ล็อตแรกเทียบกับสิ่งที่จะเป็นไปได้เมื่อผลิต 10,000 ชิ้นขึ้นไป

ชิ้นส่วนล็อตแรกที่ 10k+ ชิ้น
บารอมิเตอร์ MEMS 3 ตัว เกรด Bosch BMP390; ทดสอบ A/B ใน Proto-1: BMP581 vs DPS368$2.70$1.80
โมดูล ESP32-S3 Wi-Fi สองคอร์: เก็บข้อมูลคอร์หนึ่ง ส่งอีกคอร์หนึ่ง$2.20$1.60
โมดูล GPS u-blox NEO-8M พิกัด + เวลา PPS$1.80$1.20
microSD + การ์ด บัฟเฟอร์วงแหวน 72 ชม.$1.20$0.80
บอร์ด ไฟเลี้ยง และอุปกรณ์พาสซีฟ$1.40$0.90
ตัวเรือน + ช่องรับกันลม แม่พิมพ์เฉลี่ยต้นทุนเมื่อผลิตจำนวนมาก$1.70$1.10
การประกอบ ทดสอบ และสอบเทียบ$1.50$1.10
บรรจุภัณฑ์$0.50$0.50
ต้นทุนฮาร์ดแวร์ต่อชิ้น$13$9

ตัวเลขจากการสำรวจการจัดหาของเรา (ราคา LCSC/JLCPCB ใบเสนอราคา Seeed/Alibaba ODM) ไม่ใช่สัญญากับซัพพลายเออร์ — ตัวเลขจริงของแต่ละล็อตเราจะเผยแพร่พร้อมการตรวจสอบ การรับรอง (CE/FCC) เป็นค่าใช้จ่ายครั้งเดียวราว $3–5k ไม่รวมในราคาต่อชิ้น เมื่อบวกค่าจัดส่งถึงบ้าน การสนับสนุน และการคืนสินค้าเข้าไปกับฮาร์ดแวร์ ต้นทุน $13 จึงกลายเป็นบรรทัด «$13 — ต้นทุนล็อตแรก» ในรายละเอียด $25 ของเรา

ข้อมูลและการรับส่ง

มันส่งอะไร และคุณต้องจ่ายเท่าไร แทบไม่มีเลย

อินฟราซาวด์ไม่ใช่ไฟล์เสียง สัญญาณที่เราตามล่าอยู่ในย่าน 0.001–10 Hz การวัดความดัน 25 ครั้งต่อวินาทีจึงเพียงพอ — และความดันที่เปลี่ยนช้าก็ถูกบีบอัดได้ 4–8 เท่าด้วยการเข้ารหัสแบบเดลตา

โหมดส่งอะไรข้อมูล / เดือน
เต็มรูปแบบ ค่าเริ่มต้น Wi-Fi บ้านสตรีมบีบอัด 25 Hz ต่อเนื่อง เป็นแพ็กเก็ตรายนาที30–80 MB
ประหยัด การเชื่อมต่อจำกัด / LTEสรุปรายวินาทีตามย่านความถี่ ส่งหน้าต่างข้อมูลดิบเฉพาะเมื่อทริกเกอร์หรือคลาวด์ร้องขอ3–10 MB
วิจัย สถานี Proto-0ข้อมูลดิบทั้งหมด ไม่มีการประหยัด0.3–1 GB

เคล็ดลับของโหมดประหยัด: ข้อมูลดิบถูกบันทึกไว้ในเครื่องเสมอ หากคลาวด์เห็นความสัมพันธ์น่าสงสัยที่สถานีเพื่อนบ้านของคุณ มันจะขอหน้าต่างข้อมูลจากสถานีของคุณย้อนหลัง งานวิทยาศาสตร์เต็มรูปแบบของเครือข่าย ด้วยปริมาณข้อมูลเท่าแอปแชต

พิสูจน์ว่ามันได้ผล

สอบเทียบกับเครื่องมือจริง

การอ้างว่าอุปกรณ์ราคา $25 ได้ยินอินฟราซาวด์นั้นง่าย แต่การพิสูจน์คือเกมทั้งหมด Proto-0 ทำงานเคียงข้าง Infiltec INFRA20 — เครื่องตรวจอินฟราซาวด์ระดับวิจัย (0.05–20 Hz ความละเอียด 0.001 Pa) ที่เครือข่ายมือสมัครเล่นและวงวิชาการทั่วโลกใช้กัน ทุกคำกล่าวอ้างเรื่องระดับสัญญาณรบกวนของเราจะวางคู่กับการบันทึกของเครื่องอ้างอิง

ลำดับการตรวจสอบ: ชุดทดสอบ DIY สองชุดจากโมดูลสำเร็จรูป → ล็อตเล็ก 10 บอร์ดบน PCB จริง → การบันทึกคู่ขนานเทียบกับเครื่องอ้างอิง เผยแพร่ในรูปแบบดิบ งานวิจัยที่ผ่านการตรวจทาน (peer-reviewed) ฉบับล่าสุด (ดูหน้าวิทยาศาสตร์ของเรา) ได้แสดงแล้วว่าบารอมิเตอร์ MEMS เกรดผู้บริโภคจับแรงระเบิดของภูเขาไฟได้ในระยะหลายร้อยกิโลเมตร — เรายืนอยู่บนพื้นฐานที่ตีพิมพ์แล้ว ไม่ใช่บนความหวัง

เปิดทุกอย่าง ยกเว้นสิ่งเดียว

สิ่งที่เราเผยแพร่ — และสิ่งเดียวที่เราไม่เผย

เปิด: แบบวงจรและบอร์ด

ไฟล์ดีไซน์ฉบับเต็มบน GitHub ทันทีที่ Proto-0 ผ่านการตรวจสอบ สร้างเครื่องของคุณเอง ปรับปรุงของเรา ชี้จุดผิดของเรา — ทุกเครื่องโคลนที่ส่งข้อมูลเข้าเครือข่ายคือสถานีฟรีหนึ่งแห่ง ไม่ใช่คู่แข่ง

เปิด: เฟิร์มแวร์และรูปแบบข้อมูล

การสุ่มตัวอย่าง การกรอง การบีบอัด ตรรกะทริกเกอร์ — อ่านได้ทั้งหมด ถ้าข้อมูลของคุณวิ่งผ่านไปป์ไลน์ของเรา คุณมีสิทธิ์เห็นไปป์ไลน์นั้น

เปิด: ต้นทุนและการจัดซื้อ

หน้านี้ บวกกับใบแจ้งต้นทุนที่ตรวจสอบได้ของทุกล็อต กฎเดียวกับทั้งเว็บไซต์: ไม่มีตัวเลขใดที่ตรวจสอบไม่ได้

ปิด: กุญแจลงนามของอุปกรณ์

ทุกสถานีลงนามข้อมูลของตนด้วยกุญแจเฉพาะที่ฝังตอนผลิต สิ่งนี้ปิดไว้ — มันคือสิ่งที่กันไม่ให้ใครถล่มเครือข่ายด้วยสถานีปลอมและสึนามิปลอม ฮาร์ดแวร์เปิด แต่ข้อมูลผ่านการยืนยันตัวตน

ส่วนที่ซื่อสัตย์

การเผยแพร่ทุกอย่างหมายถึงการสละสิทธิบัตรของดีไซน์นี้อย่างตั้งใจ เราไม่ใช่ Bosch สิทธิบัตรไม่มีวันปกป้องอุปกรณ์ราคา $25 ได้ HERD ปกป้องเครือข่ายของสถานีที่ผ่านการยืนยันนับพันแห่ง และข้อมูลชายฝั่งที่สัมพันธ์กันตลอดหลายปีซึ่งไม่มีทางโคลนย้อนหลังได้ เราเลือกเป็นเจ้าของชุดข้อมูล ไม่ใช่แผ่นกระดาษ

จองสถานี — $25

เป็นวิศวกร? นักวิทยาศาสตร์? อยากถล่มดีไซน์นี้ให้แหลกไหม? เรายินดีอย่างจริงใจ: herd.network.team@gmail.com