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低成本機器人電路板 助攻機電整合技術發展

機電整合開發門檻高,不妨從低成本電路板入手。圖為Crickit套件。Adafruit Industries

機電整合(Mechatronics)技術進入門檻高,有業者開發低成本的現成機器人電路板,助工程師、學生和創客(maker)進行相關設計和驗證。

據Design News報導,機電整合指的是電機電子(electrical-electronics)、機電(electromechanical)和機械(mechanical)系統,以及嵌入式軟體的跨域結合,目的是透過系統監控和回饋控制,提升機械單元的運作與效能。

然而,機電整合的進入門檻不低,無論是購買或開發電路板和相關系統配件都很燒錢,不妨從低成本、現成的機器人電路板入手。

譬如開放原始碼硬體、工具、設備與電子產品製造商Adafruit Industries創辦人Limor Fried所開發的Crickit套件(Creative Interactive Construction Kit),便為機電整合概念驗證(PoC)提供了低成本的開發平台,只要木材、塑膠、紙張和金屬等材料就能開發和測試機器人。

Crickit的印刷電路板(PCB)具備過壓保護(OVP)、I²C通訊匯流排與高電流馬達、機電驅動電路,以及32位元微控制器,並具備多個I/O和驅動電路。

另外Crickit亦可延伸加上諸如樹莓派(Raspberry Pi)、micro:bit、Circuit Playground Express和Feather等微控制板。

而在軟體方面,Crickit預設的描述式語言(scripting language)是Javascript。為了擴充機電整合PoC的功能性,Cricket也適用多種程式語言譬如CircuitPython,也可透過整合開發環境(IDE)使用Arduino所採用的傳統C/C++語言,還有Google的Blockly程式碼等等。

跨學科領域的機電整合技術正持續進步,有了這些低成本的平台,不僅提供工程師和業界開發PoC的工具,也有助於學校教學。

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