- Project Patchouli là một dự án triển khai mã nguồn mở phần cứng bảng vẽ dựa trên cảm ứng điện từ (EMR), bao gồm mảng cuộn dây, RF front-end và các thuật toán xử lý tín hiệu số
- Thiết kế được xây dựng từ linh kiện thương mại nên tương thích với bút của nhiều nhà sản xuất, đồng thời cung cấp hiệu năng nhập liệu độ trễ cực thấp
- Tài liệu bao quát toàn diện nguyên lý cơ khí của công nghệ EMR, triển khai mạch, xử lý tín hiệu và giao thức bút
- Dự án nhận tài trợ từ NLnet Foundation NGI Zero Core Fund, và mã nguồn cùng phần cứng được công bố trên GitLab
- Phần cứng được phát hành theo giấy phép CERN-OHL-S, phần mềm theo GPLv3, tài liệu theo CC BY 4.0, góp phần mở rộng hệ sinh thái phần cứng mã nguồn mở
Tổng quan dự án
- Project Patchouli là một bản triển khai phần cứng bảng bút EMR được công bố dưới dạng mã nguồn mở
- Các thành phần gồm mảng cuộn dây, RF front-end dựa trên linh kiện thương mại, và thuật toán xử lý tín hiệu số
- Tương thích với bút thương mại của nhiều nhà sản xuất, nên có thể áp dụng vào các dự án phần cứng tùy biến
- Mục tiêu của dự án là hệ thống hóa tài liệu về cơ chế hoạt động, thiết kế mạch, xử lý tín hiệu và giao thức bút của công nghệ EMR
- Kho mã nguồn và phần cứng của dự án được cung cấp trên GitLab
Lịch sử phát triển
- Tháng 1 năm 2024: Bắt đầu dự án
- Tháng 3 năm 2024: Hoàn tất thử nghiệm thành công nguyên mẫu phần cứng quy mô nhỏ
- Tháng 1 năm 2025: Trang tài liệu được lưu trữ trên Read the Docs
Cộng đồng và tham gia
- Có thể liên hệ với người bảo trì dự án qua prj.patchouli@gmail.com
- Có thể tham gia cộng đồng thông qua máy chủ Discord công khai
- Người dẫn dắt dự án là Yukidama
Tài trợ
- Dự án này nhận tài trợ từ NLnet Foundation NGI Zero Core Fund
- Có thể xem thông tin tài trợ trên trang Project Patchouli của NLnet
Giấy phép
- Tài liệu và các tệp tài nguyên được áp dụng giấy phép Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)
- Thiết kế phần cứng được áp dụng CERN Open Source Hardware License (CERN-OHL-S)
- Bản sao giấy phép được bao gồm trong kho mã nguồn, và ohwr.org cung cấp hướng dẫn cho người dùng
- Mã chương trình được phát hành theo giấy phép GPLv3
- Dự án hiện đang được phát triển tích cực
Cấu trúc tài liệu kỹ thuật
- Implementation: Bao gồm các nội dung kỹ thuật chi tiết như hướng dẫn bắt đầu, ước lượng vị trí, nội suy đỉnh, mô phỏng vật lý, tối ưu tốc độ quét
- RE - Integrated Circuits: Tổng hợp sơ đồ chân, model và tài liệu tham khảo của các chip điều khiển bảng vẽ chủ chốt như WACOM và Hanvon
- RE - Systems: Phân tích lý thuyết hoạt động và liên kết dữ liệu của nhiều hệ thống thương mại như WACOM Graphire, Intuos, Bamboo, XP-Pen, Huion
- Bao gồm các hạng mục triển khai phần cứng chi tiết như Back-side Shielding, Envelope Detection Receiver, Scan Rate Optimization
- Cung cấp định nghĩa thuật ngữ và dữ liệu quét bo mạch thông qua các phần Terminologies và PCB Scans
Đặc điểm kỹ thuật
- Thiết kế hướng tới nhập liệu bút độ trễ cực thấp
- Đảm bảo tính dễ tiếp cận và khả năng tái tạo thông qua RF front-end dựa trên linh kiện thương mại
- Hỗ trợ phát hiện vị trí chính xác và cảm nhận lực nhấn nhờ thuật toán xử lý tín hiệu số
- Gợi mở khả năng xây dựng một nền tảng EMR phổ dụng thông qua khả năng tương thích với bút của nhiều nhà sản xuất
Môi trường xây dựng tài liệu
- Tài liệu được viết bằng MkDocs và được phát hành bằng sphinx_rtd_theme của Read the Docs
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Là một kỹ sư phần mềm, mỗi khi thấy những dự án phần cứng như thế này lại khiến tôi muốn quay lại trường để học điện tử
Tôi đã từng làm vài thí nghiệm điện tử đơn giản với Arduino hay Raspberry Pi, nhưng cái này ở một đẳng cấp hoàn toàn khác
Cảnh mod LCD ở cuối video thực sự rất ấn tượng (liên kết YouTube)
Nếu ai đã từng đi theo con đường này, tôi rất muốn biết có lộ trình học hay dự án nào đáng để bắt đầu không
Chỉ cần dành một giờ mỗi ngày trong 3 tháng là bạn sẽ có mức độ hiểu mạch điện tử tốt hơn phần lớn sinh viên ngành EE
Hãy mua breadboard và linh kiện rồi tự tay ráp mạch
Thật ra chỉ cần nắm những điều cơ bản thì việc làm ra một mạch hoạt động được không khó
Nếu mở đồ điện tử gia dụng của Trung Quốc ra xem, phần lớn chỉ gồm vi điều khiển và vài linh kiện
Quan niệm rằng điện tử là thứ ‘khó và chỉ làm ở đại học’ gần như là một kiểu thiên kiến văn hóa phương Tây
Cốt lõi thực sự của điện tử là thiết kế sao cho đạt độ tin cậy 100% trong mọi môi trường
Ở những nơi như CrowdSupply, bạn có thể thấy nhiều sản phẩm thú vị và hữu ích
Tự thiết kế rồi sản xuất PCB cũng hay, nhưng trước tiên khám phá xem thị trường đang có những ý tưởng gì còn có ích hơn
Tìm service manual, so sánh layout PCB của sản phẩm cạnh tranh để học cách thiết kế mạch kiểu đổi A thành B
Lặp lại như vậy vài năm, bạn sẽ có thể hình dung cấu trúc bên trong mà không cần mở máy ra
Thiết kế phần cứng cũng là một quá trình lặp (iterative) như phần mềm, nhưng khác ở chỗ mỗi vòng lặp đều tốn tiền
Ranh giới giữa phần cứng và phần mềm là một thứ nhân tạo
Ví dụ, microcode của CPU là phần cứng hay phần mềm?
Nhờ hiểu điều đó, giờ đây khi nói chuyện với kỹ sư ở cả hai phía tôi có góc nhìn rộng hơn nhiều
Tôi rất vui khi thấy nhân vật Patchouli Knowledge trên Touhou Wiki được nhắc đến
Việc video intro của dự án dùng bản remix nhạc gốc của ZUN cũng khá thú vị
Tôi ủng hộ những lập trình viên weeb làm ra các sản phẩm điện tử nguồn mở hữu ích cho thế giới
Với một bộ phận thế hệ hacker lớn lên trong thập niên 2000, đây là một nét văn hóa khá quen thuộc
Video giới thiệu trên YouTube giải thích kỹ thuật cực kỳ tốt
Cảnh mod vào Panasonic CF RZ ở cuối thật sự đáng kinh ngạc
Xin gửi lời khen ngợi tới Yukidama
Gần đây tôi bắt đầu nhìn tài liệu không phải như một ‘manual’ mà như một giao diện
Việc tài liệu khó dùng cũng giống như dùng một sản phẩm có UI tệ
Vì vậy khi viết tài liệu, tôi để ví dụ lên trước, giải thích để sau, và chấp nhận lặp lại để giảm tải nhận thức
Tôi cố gắng chỉ để lại một ý tưởng trên mỗi trang
Tôi viết với giả định người đọc không phải chuyên gia mà là người dùng bối rối nhất
Tôi tự hỏi liệu có thể test tài liệu như test UX không
Cần một mô hình cấu trúc tài liệu được phân theo từng loại người dùng
Khung Diátaxis là một tài liệu tham khảo rất tốt
Suy cho cùng, các trang chỉ là phiên bản số của manual in giấy
Một số bảng vẽ Wacom hỗ trợ cả bút lẫn ngón tay, giống như touchpad
Tôi tò mò không biết có thể hiện thực chức năng touchpad này theo kiểu nguồn mở hay không
Tham khảo thêm, ở Canada có Ploopy Trackpad, một trackpad nguồn mở (trang sản phẩm)
Tôi tò mò liệu công nghệ này có vướng vấn đề bằng sáng chế hay không
Tôi cũng quan tâm đến việc làm chuột 3D
Dù vậy, việc Apple vẫn dùng bút active vẫn khá khó hiểu
Có lẽ là vì kiểu rent-seeking như phí chứng nhận MFi chẳng hạn
Tôi tự hỏi có ai dùng bảng vẽ cho công việc hằng ngày không
Tôi đã mua một bảng Wacom giá rẻ, và nó rất hữu ích khi phác thảo ý tưởng hay sắp xếp khái niệm trước khi thiết kế code
Tôi đặt ở ‘chế độ tương đối’ để dùng như chuột, và map nút trên bút thành click
Đỡ mỏi cổ tay hơn nhiều và độ chính xác lẫn tốc độ đều cao hơn hẳn
Việc chuyển qua lại với bàn phím cũng nhanh, mà gần như không tốn chỗ
Nó hoạt động hoàn hảo trên Linux
Tuy vậy, vẫn có những điểm bất tiện do giới hạn UI của game và một số ứng dụng
Việc phải khởi động lại driver khi dock laptop cũng khá phiền
Tôi cảm thấy thời kỳ dùng PenPoint OS cùng với NeXTstep là thời hoàng kim của điện toán
Đến giờ tôi vẫn phác thảo và ghi chú trên nhiều thiết bị khác nhau như Wacom One, Galaxy Book 3
Tôi cũng đề xuất các công cụ như Wick Editor
Khi dùng ở chế độ bút, nó thoải mái hơn nhiều về mặt công thái học, và đau cổ tay gần như biến mất
Tuy nhiên, pin khá yếu khi dùng Bluetooth, và trên Wayland thì khả năng tùy biến bị hạn chế
Nếu đến lúc nó không còn hoạt động nữa, tôi dự định sẽ chuyển sang iPad
Dự án này trông khá giống Pompyboard, một tablet nguồn mở dùng cảm biến Hall
Nó từng được demo trên kênh stream game nhịp điệu osu! (liên kết YouTube)
Đọc 200 cảm biến ở 8000Hz rồi tính ra vị trí chính xác không phải chuyện dễ
Tôi cũng tò mò không biết nó có hỗ trợ nhận diện chạm bút hay nút bấm không
Có thể ổn với osu!, nhưng cho mục đích vẽ thì có lẽ vẫn chưa đủ
Dự án quá hay nên tôi đã thêm nó vào danh sách side project của mình
Tôi đang nghĩ đến việc chạy một chiếc iMac 27 inch cũ (2009) bằng Raspberry Pi để thử mod màn hình
Tôi thực sự thích sơ đồ dễ thương trong mục
Scan Rate Optimization