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從產業型樹莓派上找樂趣:支援ChatGPT的SaraKIT載板

   

作者:陸向陽

樹莓派單板電腦主要有兩種,一種是給電腦教育學習、電子嗜好創客用的,就是大家常看到的有著標準USB埠、標準RJ-45埠的那款;另一種是產業實務應用的,板子比較小片、緊緻(compact,或稱緊湊),沒有上述的標準連接埠,只有兩排連接器,用來連接載板(carrier board),載板則是需求者依據各種應用場景而有不同的設計,這種樹莓派單板電腦也稱為運算模組(Compute Module, CM)。

照道理說,你必須是要實際出貨才會去買CM來用,例如系統整合商承包某機場要數位看板(Digital Signage)案,要設計並裝配30個數位看板,看板內需要嵌入式電腦,才會去客製可以連接CM的載板,然後再去買CM來裝,最後CM與客製載板一起放入數位看板內去運作。其他的應用也是如此,例如廠房自動化、資訊服務亭等等。

原初設定是如此,但規則就是給人打破的,還是有人看上CM嬌小緊緻的特點而嘗試將它用於創客領域,近期一家SaraAI公司推出一片SaraKIT載板,該載板就是為第四代樹莓派的CM而設計的(已經確定也適用於後續的第五代CM),載板上提供各種感測、控制功能電路,例如陣列麥克風、無刷馬達控制等,省去創客再行設計電路,而將開發心力更快轉移到軟體開發、功能驗證等更後段的工作上。

SaraKIT正在試市場水溫,先在創客的群眾募資網站Crowd Supply發起募資,每片SaraKIT要99美元,運費美國要加8美元,其他國區則為18美元,目標是5,000美元達標,筆者看已經到7,400美元了,肯定達標,正式出貨要到2024年2月底。

硬體介紹

SaraKIT是一片正圓形的載板,上頭並不單純只有I/O電路,事實上SaraKIT板子上有一顆Microchip公司的16位元MCU,即dsPIC33,它可以提供整個系統更多的運用資源,例如它有32KB SRAM記憶體,也可以用來撰寫並執行控制程式。

然後載板上有3個麥克風(型號SPH0655)以此構成陣列,聲音的感測距離約5公尺,並有一個音效處理晶片負責處理音訊,即Microchip的ZL38063晶片(購併自MicroSemi公司);無刷馬達控制則有2顆TI的DRV8313驅動晶片;另外有1顆STMicro的三軸加速度感測器LIS3DH。

除了SaraKIT外其實搭配SaraKIT還有一片小板子,稱為SaraKIT HUB,這片小板子上有STMicro的LSM6DS3TR三軸加速度感測器、三軸陀螺儀、溫度感測器,然後有2個CSI介面可以連接攝影機。SaraKIT HUB是用一條軟式印刷電路板與SaraKIT母載板連接的。

SaraKIT載板(已裝上CM)以及SaraKIT HUB(圖偏下)的外觀與介紹(圖片來源:Crowd Supply網站SaraKIT募資網頁)

SaraKIT載板功能方塊圖,左側為CM,中間為SaraKIT,右側為相關I/O與SaraKIT HUB(圖片來源:Crowd Supply網站SaraKIT募資網頁)

蹭蹭ChatGPT

近年來ChatGPT很紅,SaraAI公司也順勢強調SaraKIT可以支援ChatGPT應用,作法上是人們發出語音,SaraKIT有陣列式麥克風接收、處理、辨識,然後將辨識成的文字透過網路傳遞給ChatGPT,當然這時ChatGPT必須是帳號密碼通的,甚至連接到帳號以便扣款等。

然後ChatGPT用文字回應後,在把文字透過智慧軟體轉成語音,最後傳遞給前述的音訊處理晶片ZL38063,該晶片再將音訊透過2個6瓦的音訊功率放大器進行放大,最後以喇叭方式發聲,回話給原發話者。

其他也可以透過攝影機進行電腦影像(Computer Vision, CV)相關的AI應用,例如識別影像中的物體,物體一旦移動,SaraKIT載板也可以驅動無刷馬達來移動方位,讓攝影機永遠盯著物體看。

更令人激賞的是,在群眾募資頁面上,SaraAI公司承諾後續會把硬體設計、軟體設計等資料都公開,以及會有許多教學文件等,值得期待。

跟其他載板較量

最後,其實在SaraKIT已經有多片也是為CM打造的載板,有何理由要特別望向SaraKIT呢?對此SaraAI公司自己也給了張比較表,認為自身的載板比較好:

SaraKIT載板與其他CM載板的比較(圖片來源:Crowd Supply網站SaraKIT募資網頁)

比較對象包含一些晶片商推出的載板,如STMicro的、Infineon的,也包含與SaraAI類似背景的公司,如Seeed Studio的、Matrix Labs的。整體而言,SaraKIT的功能比較多、比較齊全、載板可以輸出的電壓電流也比較寬裕,能支援更廣泛的開發設計。

雖然SaraKIT載板不是最便宜的,其他的載板多在55美元~65美元間,僅一片是108美元略貴於SaraKIT,但看在功能又多又齊全的份上,其價格效能比(Cost/Performance Ratio, C/P Ratio,大陸稱為性能價格比、性價比)是高的,依然相當值得期待。

(責任編輯:謝嘉洵)

陸向陽
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Author: 陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。

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