从一块面包板开始：开源球形机器人复刻

开始以前

决定做实体项目以后，Murphy 先让 AI 给清单上的每一种材料配一张图片，清单里有 ESP32 和功放，也有陀螺仪与震动马达。这些只是一些刚刚记住的名字，她准备到店以后直接照着图片找，她不太敢和店员沟通。

最先查到的电子元件店已经永久关门，Canadian Tire 和 Home Hardware 只能买到一部分工具，开发板和传感器需要去专门的电子元件店，她后来去了 Sayal Electronics。

Sayal 离住处很远，她在路上晕车晕得很厉害。货架上的东西按元件类型排列，她把相似的板子和工具拍下来，再逐张发给 AI，确认型号和接口，尺寸和兼容性。

铜箔胶带要确认宽度和背胶，杜邦线分公对公，公对母和母对母，面包板又有不同大小。她最后拿了一块带金属底板和接线柱的 MB-104，又把连接线放进篮子，补了尖嘴钳和剪线钳。

最初的材料和工具大多在加拿大购买，单价和税费累积起来以后，她会在同类商品之间反复比价。后来的采购改成从淘宝下单，再通过转运寄到加拿大，这样便宜很多，到货时间更长，下单前还要核对型号和国内收货地址，合箱方式，运费与禁运规则。

那套电烙铁工具包里附了一只黄色万用表。当时她只知道以后可能会用到，还不知道表盘上的符号分别是什么意思。

第一次定制 PCB

ESP-ROLL 的开源资料里有主板 Gerber，另有一份元件清单和一份贴片坐标文件，Gerber 用来生产 PCB，另外两份文件交给工厂完成板上的小型贴片元件。

下单页面要求上传生产文件，Murphy 当时不知道 PCB 具体是什么，在开源文件里找对应的内容花了很久。

Gerber 上传以后，她说电路图好像一座迷宫，又对着开源资料，把元件清单和贴片坐标文件分别传上去，提交以前，她把不确定的文件发给在线工程师确认。

主板和贴片部分随后由国内工厂制作，再寄到加拿大，但这一步没有覆盖整块主板。收到 PCB 时，板上已经装有 MOSFET 和 DRV8833 电机驱动器，电阻电容也已经贴好，XIAO 仍然单独放着，电源开关和蜂鸣器没有安装，LED 以及电机线和电池线也需要继续处理。

4 月 8 日开始复刻 ESP-ROLL 时，桌上已经有透明球壳和两只减速电机，打印好的内部结构放在旁边，定制 PCB 和一块 XIAO ESP32S3 Sense 也已经到手。

Murphy 打开作者的制作视频和原理图，把手边的东西摆在一起，让 AI 按顺序带她做，她的手边只有一卷材料，她把它叫作“锡条”。

她说的“锡条”其实是成卷的焊锡丝，教程里出现的灰色膏体是锡膏。焊锡丝可以配合电烙铁手焊，锡膏通常配合热风或加热台，助焊剂又是另一种东西，用来帮助焊锡润湿焊盘。

城堡孔

接下来要焊的 XIAO 没有传统长排针，两侧各有一排半圆形金属边缘，名字叫城堡孔。模块平放在主板中央，USB-C 接口朝向 PCB 边缘，每一个半圆都要和下面的焊盘形成连接。

第一次定位时，先在一个角留下少量焊锡，再用镊子压住 XIAO，烙铁重新加热这个角时，模块会跟着焊锡移动，一个角固定以后还要看两侧焊盘有没有对齐，再固定对角。

接下来的问题是焊锡怎样进入城堡孔，锡量太少时，外面看得到一小点银色，内部不一定导通，锡量多了会沿着边缘连到相邻焊盘。烙铁停留得太久，又要担心 XIAO 和主板受热，这一步花了很久。

Sn63/Pb37 是有铅焊锡，无铅焊锡需要更高的温度，助焊剂和锡膏不能互相替代，吸锡带可以清掉多余的锡。焊点表面看起来完整，也仍然可能虚焊。

Murphy 手里的旧电烙铁可以发热，温度和烙铁头状态都不稳定，她比较过国内和加拿大的价格，国内一款约四百元，换算后约为 85 加元，从国内寄到加拿大接近两周，而加拿大亚马逊上同档产品约为 113 加元，税费另算。她家里已经有一把可以继续使用，因此暂时没有更换。

第一次把电烙铁插进插座时，她担心它会不会爆炸，确认烙铁正常升温后，她把支架放在旁边，继续处理 PCB。后面几天，她又买了 Sn63/Pb37 焊锡丝和锡膏，也买了一台小型加热台，准备重新处理城堡孔。

黄色万用表

万用表从工具包里取出来以后没有反应，后盖里需要装一块 9V 方形电池，套装没有附带，Murphy 只好再去买电池。那几天每发现一个缺口，采购清单就会多出一项，焊锡丝和助焊剂先后被买回来，后来桌上又多了锡膏与加热台，热缩管和不同规格的杜邦线。

她最初不愿意使用万用表，把它当成专业人员才会使用的工具，因此一直拖着没有碰。表盘上有直流电压和电阻，也有二极管与蜂鸣档，红黑表笔应该插在哪里，旋钮应该转到哪个符号，表笔碰到两个焊点时数字代表什么，都要重新问。

仅靠放大照片检查城堡孔，无法确认电气连接，最后还是把黑表笔和红表笔接好，将旋钮转到通断档，再逐个检查焊盘。两点连通时万用表发出蜂鸣，没有声音时，需要继续判断是测试位置不对，焊点没有接上，还是两点原本就不应该导通，从那以后，她开始用万用表检查电池电压，虚焊和公共地。

第一次通电

XIAO 固定以后，电源开关和蜂鸣器继续装上主板，白色与红色 LED 穿过板孔，两只电机接到驱动器输出端，电池接到主板电源输入，打印好的轮子和支架随后装进透明球壳。

作者提供的固件会让设备建立自己的 Wi-Fi，手机连接后可以进入控制页面，看到摄像头画面，再按页面上的方向键控制左右电机。

第一次通电时，XIAO 能启动，手机也能打开控制页面。Murphy 按下方向键，两只电机都没有转。

记录来源　对话模型依据项目讨论和留存文件，按项目规范持续归档。

从主板到球壳

XIAO 焊好以后，主板上继续安装电源开关和蜂鸣器，白色与红色 LED 穿过板孔，两只减速电机装进 3D 打印结构，轮子抵住透明球壳内壁，内部配重压低重心，摄像头朝向球壳前方。

项目使用作者提供的 ESP32-CAM_MJPEG2SD 固件，设备启动后会建立自己的 Wi-Fi，手机可以进入控制页面，看到摄像头画面和电机方向按键。Murphy 没有改写这套固件，先按开源项目原本的结构装配，准备确认硬件能不能完成最基本的滚动。

第一次通电时，XIAO 能启动，手机也能打开控制页面，方向按键按下去以后，两只电机都没有动作。

一个结果对应很多可能原因

“电机不转”可能来自 XIAO 虚焊，也可能是相邻城堡孔被锡桥短接，电池没有把正确电压送到驱动器，固件里的控制引脚与主板不同，DRV8833 没有工作，电机本身有问题，或者内部车轮卡住，结构故障和电路故障在这里会得到同一个结果。

最先重查的是亲手焊过的部分，Murphy 用手机放大焊点，再用万用表检查通断，焊点表面有锡不等于电气上已经连接，公共地没有接好时，单独看每根信号线也不能得出结论。

她把两只电机从整机里分开测试，又检查电池电压和主板供电，每确认一项，就回到控制页面再试一次，球仍然留在桌面上。

先怀疑自己的焊接

城堡孔是 Murphy 第一次做的贴边手焊，也是她最不信任的部分，第一轮检查没有得到明确结果后，她准备了新的 XIAO 和有铅焊锡，又买了锡膏和加热台，打算重新做一块。

新的做法更接近小规模回流，先把模块和主板对齐，在焊盘上放控制过用量的锡膏，再用加热台整体升温，让焊料熔化后流进城堡孔。新的 XIAO 和加热台都要重新购买，加热台还在路上时，项目先停在原处。

这一周里，她开始能认出城堡孔，知道助焊剂和锡膏不是同一样东西，焊锡又分 Sn63/Pb37 和无铅，控制电机时还遇到 I2C 和 PWM，买转接线时，又要重新确认 STEMMA QT 两端应该接公头还是母头。

同一阶段买入的东西越来越多，球壳和电机属于这次复刻，主板和电子元件也属于这次复刻，焊锡丝和助焊剂放在另一边，还有锡膏和加热台，螺丝刀旁边是剥线钳和热缩管，桌上原本已有的杜邦线也被重新分了规格。两天的采购合计约为人民币 2000 至 2500 元。

Murphy 开始算这些钱，项目专用的球壳和电机如果不能用，就只会停在这一次复刻里，新买的工具以后还能使用，可是当时没有下一台机器可以证明这一点。她问过，为什么一个文科生要尝试这种东西，感觉像疯了一样，也怀疑自己是不是把钱白花了，新买的加热台还在路上。

接下来的两天她没有再碰这批东西，开始问刚买的工具能不能出二手。她觉得自己在做成任何东西以前就把材料买齐太任性了。

两天以后，她决定最后再试一次，重新打开了原理图。

打开原理图

继续补焊会反复改变同一个变量，也可能把原本没有问题的主板焊坏，确认 XIAO 可以运行以后，排查从焊点转向整张电路。

Murphy 对原理图的排斥和最初不愿意使用万用表差不多，她觉得那是专业人员才会看的东西，打开以后说它“就像天书一样”，里面的连线又像贪吃蛇。她花了几个小时补最基础的电路知识，看久以后发现没有想象中那么难，随后开始沿着 DRV8833 的输入和输出检查，区分两路电机各自对应的控制引脚，也开始理解 PWM 和普通高低电平怎样改变输出。

ESP-ROLL 的原理图把 XIAO ESP32S3 Sense 和 DRV8833 画在同一页，XIAO 的四路控制信号进入驱动器，两组输出再通向左右电机。DRV8833 还有一个 nSLEEP 引脚，它控制芯片是否离开低功耗休眠，没有启用时，XIAO 仍然可以运行，控制页面也能发出指令，驱动器不会把这些信号变成电机动作。

nSLEEP 旁边有两个焊盘，名称是 nS1 和 nS2。原理图里显示这两个焊盘原本需要连接，视频教程漏掉了这一步，Murphy 当时一直看的是视频教程，直到打开原理图才发现。

两个焊盘

找到这行提醒以后，Murphy 把 nS1 和 nS2 之间补上连接，重新通电，再次按下方向按键，电机开始响应。内部车架重新放进透明球壳，两只轮子抵住球壳内壁，电机转动时，车架的配重留在较低的位置，透明外壳沿地面滚动。

4 月 24 日

4 月 24 日留下的下一份记录，开头只有一句话

小球成功了。

从 4 月 8 日把主板和球壳放到桌面，到 4 月 24 日让它滚起来，中间有 XIAO 的城堡孔，有第一次使用通断档，也有加热台还在路上的几天，两只电机没有动作以后，她开始读原理图，最后补上了 nSLEEP 旁边两个焊盘之间的连接。

她还写下了小球第一次在地面滚动时的想法

我意识到我大概再也回不到没有接触机器人之前的生活了。