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2015 年 9 月 23 日晚,众筹网站 kickstarter 上线了一款开发板 —— ZeroPi 。Kickstarter 链接:Kickstarter 众筹 - ZeroPi




这是一款基于 Arduino Zero 的主控板,主打运动控制功能。这块板子出自 Makeblock 旗下的一个技术团队,带有浓厚的工程师风格。无论是丝印标注、接口布置,还是排版布局,都是以极客视角考虑,兼容性高到令人发指。
ZeroPi 的主要特点有:
  • 多路电机/舵机驱动
  • 可更换的驱动单元
  • 完美兼容 Arduino Zero 和树莓派
  • 自带 3D打印机、CNC、激光雕刻等固件
  • 支持 Arduino IDE、 Eclipse 和 keil 等编程和调试方式
  • 兼容 Arduino 体系的所有传感器和驱动器
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以下逐一对这几个特点进行讲解。

一、多路电机/舵机驱动
ZeroPi 最多可支持 21 个电机/舵机。可以是 11 路舵机 + 10 路直流电机,或是 11 路舵机 + 4 路步进电机 + 2 路直流电机。6V - 24V 的宽电压输入范围,在选用电机时有更大的空间。
ZeroPi 的驱动可以分为三类:
① 5V 小功率驱动。共有 11 路,可以接舵机、小型电磁铁或其他执行器。
② 模块化的中功率驱动。共有 4 个模块插槽,每个插槽可以插入一个驱动单元,每个驱动单元可以驱动两路直流电机或是一路步进电机。
③ 大功率 MOSFET。共有两个大功率接口,可以接入大功率直流电机、大功率电磁铁等器件。但这两个接口只能输出单向电流,不支持电机转向控制。
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二、可更换的驱动单元
现在官方提供了两种驱动单元:双路直流电机驱动(TB6612)和单路四线步进电机驱动(DRV8825)。两种驱动单元的接口是一致的,可以预见的是,后续会推出其他驱动单元,如编码电机驱动、电磁阀驱动等。多样化的驱动单元将会是 ZeroPi 的核心竞争力之一,比起常规的驱动板而言,省去了复杂而不安全的接线,体积也缩小了很多。在原理图开源的基础上,可能也会有第三方开发的驱动单元出现,丰富 ZeroPi 的驱动平台。
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三、完美兼容 Arduino Zero 和树莓派
ZeroPi 是基于 Arduino ZeroPi 的主控芯片 SAMD21J18 开发的,32 位 ARM Cortex M0+ 核心,48MHz 主频,性能比传统 Arduino 高出数十倍。几乎所有引脚都支持中断和 PWM 输出。唯独有一个缺陷,这是一个低功耗芯片,普通 I/O 引脚的电流最高只能达到 7mA,比起其他单片机动辄 50mA 的驱动能力要低得多。所以不建议用 I/O 引脚直接驱动电流较大的元器件。
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ZeroPi 上还设计了与树莓派兼容的 UART 和 I²C 接口,电路板外形的设计也考虑了和树莓派的接插。
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四、自带 3D打印机、CNC、激光雕刻等固件
带有这么多的电机控制接口,自然是要考虑是否可以作为 3D打印机等创客界常见机器的控制板。ZeroPi 团队将 3D打印机固件 Marlin 和 Repetier 移植到了 ZeroPi 上,支持 i3 和 delta 两种最常用的 3D打印机控制。板子上还留有两个个温度传感器的接口,是专为 3D打印机设计的,可以同时监控打印头和热床的温度。同时,ZeroPi 还可以作为 CNC 和激光雕刻机的控制板。
使用过 3D打印机的朋友可能有过这样的经历:在打印大件物体时,开启打印机后去做其他事情,过了几个小时后回来,发现中途打印失败了,打印机上一团糟,既浪费材料又浪费时间。在结合树莓派后,ZeroPi 可以实现在 3D打印的同时远程控制和监视打印机,避免了这种尴尬情况。

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五、支持 Arduino IDE、 Eclipse 和 keil 等编程和调试方式
ZeroPi 制作了一个小型的仿真器,基于 CMSIS-DAP SWD 协议,和 Arduino Zero 官方的仿真器使用方法是一样的。
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使用和 Arduino Zero 一样的芯片,自然也就支持 Arduino IDE 的编程和仿真,不过在 Arduino IDE 中还需要做几步操作才可以顺利使用。
①打开菜单中的 "Boards Manager"。
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②选择 Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Cortex-M0+) by Arduino,安装。下载和安装过程可能会持续数十分钟(视网速而定),请耐心等待。
③安装完成之后,在菜单中就可以找到 Arduino Zero 的选项了,和其他型号的开发板并列在一起。
除 Arduino IDE 以外,ZeroPi 还支持 Eclipse 和 keil 的编程和仿真。

六、兼容 Arduino 体系的所有传感器和驱动器
和绝大多数 Arduino 兼容开发板一样,ZeroPi 也支持杜邦线接头的所有传感器和驱动器。红黄黑三色的排针一定程度上降低了接错线的可能性。需要再次提醒的是,I/O 的驱动电流只有 7mA,不要用 I/O 直接驱动较大电流的元器件。


【首尾呼应安利】
总体而言,ZeroPi 算是一款诚意之作,源于 Arduino 开源社区,也服务于开源社区。原理图和代码都是开源的,大大降低了第三方开发的难度。兼容性、外观、安装孔位和器件布局等方面完全是为创客服务,有潜力成为创客制作的首选主控板。








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2 条回帖
木果创客中级会员2015-9-24 17:07:16
一箭21星,一板21个驱动,太棒了
eflood新手会员2017-1-13 15:20:45
这板子太牛了,电机再多也不怕
高级模式
Smilies

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