Arduino兼容的工业 I/O和运动控制器—ClearCore

原文链接:ClearCore – An Arduino compatible Industrial I/O and Motion Controller 由Jean-Luc Aufranc撰写。

ClearCore是由美国知名伺服运动控制组件制造商Teknic 设计的,这是一款基于 Microchip SAME53 Arm Cortex-M4 的工业 I/O 和运动控制器。它可以使用 Arduino IDE 进行编程从而实现快速原型设计,或者给更复杂的项目提供更高级的 C++ API。

ClearCore 提供四个运动轴、24 V兼容模拟和数字 I/O、支持 I/O 扩展模块,而且可以通过 RJ45 端口的串行或以太网进行连接。对于更大的应用程序,多个 ClearCore 也可以采用菊花链的方式连接。

ClearCore Arduino IO运动控制器
ClearCore Arduino IO运动控制器

ClearCore 的主要特性和规格:

  • MCU – Microchip SAME53Arm Cortex-M4F 微控制器,时钟频率高达 120 MHz,具有 512 KB 闪存和 192 KB SRAM
  • 存储 – MicroSD 卡插槽
  • 网络
    • 1x 10/100M 快速以太网 RJ45 端口
    • 支持用于无线通信的 Xbee 模块(包括WiFi、蓝牙、ZigBee、DigiMesh、802.15.4 等)
  • 输入/输出
    • 2x RJ45 串行端口,用于 SPI 或 UART 设备(5V 输出)
    • 带软件可配置 I/O、电源和接地的 3 针接线端子
      • 数字输出可以驱动高达 9 W的阻性或感性负载,例如接触器、气动或液体阀、防护锁、制动器、LED 灯等,不需要继电器
      • 用于直流电机、扬声器等的 2 个 H 桥输出
    • 最多支持4 个步进电机或伺服电机(Mx 连接器)轴
    • 所有 I/O 点可以在接头连接器上使用
  • 编程 – USB 2.0 设备端口
  • 其他 – 用于I/O状态和各个终端异常状态的LED
  • 电源
    • 通过 3 针接线端子提供12-24V 直流电源输入
    • 防止(电压、电流和热量)过载、ESD、感应反激、电源极性反接和大多数接线错误
  • 尺寸 – 12.7 x 8.9 x 2.54 cm(聚碳酸酯和铝制外壳)
通过 ClearCore 控制系统的简单示例
通过 ClearCore 控制系统的简单示例

上图显示了一个简单的系统,其中:以太网用在办公网络中的一台或多台 PC(或像树莓派之类的 SBC)上进行监视和控制、RJ45 端口将 SPI 显示器和 UART 条码扫描器连接起来,还有将各种传感器和制动器连接起来的到 I/O 端子执行器。

通过菊花链(daisy-chaining)连接 CCIO-8 扩展模块,可以将 8 点增量提高到多达 64 个数字 I/O 点,从而实现更复杂的系统。而且,用菊花链连接多个 ClearCore 控制器后,还可以实现更大的系统。

具有多个 ClearCore 系统和连接到高分辨率显示器的树莓派SBC
具有多个 ClearCore 系统和连接到高分辨率显示器的树莓派SBC

该公司提供了一个c++运动和I/O库,其实我们不需要理解Cortex-M4处理器的复杂细节,只要能够“直观地访问ClearCore的各种硬件功能”,并拥有电机的运动控制和状态、I/O配置、扬声器声音生成、信号滤波等就可以了。 源代码在 OEM 友好许可下免费提供,还提供了 40 个示例项目。或者,可以将公司的Arduino 库与 ClearCore 库一起使用,以进行快速原型设计和演示。

与Arduino库一起使用 的ClearCore库
与Arduino库一起使用 的ClearCore库

在公司网站上注册一个免费帐户后,可以在线获取到相关文档、原理图和源代码。

下面的视频以机器人调酒师为例,概括说明了 ClearCore 的可能性。

视频地址:https://youtu.be/SRenvqxL6bI

ClearCore 工业 I/O 和运动控制器目前的单件售价是 99 美元,购买200 件以上能够享受折扣。你可以在产品页面上找到更多信息。

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