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基于STM32的多功能HID-FOC旋钮

逆境的小猪 发布于2023-02-09 09:47:14 CC BY-NC协议 分类:嵌入式 侵权投诉
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简介:

一款基于STM32的多功能旋钮,有一路Type-C接口,可作为虚拟串口或HID人体学输入设备与PC端直连,用于调试或者作为HID设备使用。自带升压模块,可驱动12V小功率无刷电机,用于学习FOC矢量控制;或用于PC端的多媒体控制。

应用场景:

用于控制PC端多媒体控制,FOC电机学习等。

1.产品简介

一款基于STM32的多功能旋钮,有一路Type-C接口,可作为虚拟串口或HID人体学输入设备与PC端直连,用于调试或者作为HID设备使用。自带升压模块,可驱动12V小功率无刷电机,用于学习FOC矢量控制;或用于PC端的多媒体控制。

 

2.应用场景

1. 用于学习直流无刷电机的FOC驱动算法。

2. 用于学习STM32的虚拟USB技术

3. 虚拟成HID设备用于控制PC端的多媒体控制,可调节音量、切歌、暂停/播放音乐等功能。

4. 作为物品360°旋转展示平台


3.产品概述

1. 1路运行指示灯用于指示状态。

2. 1路微动按钮用于切换功能。

3. 使用了流行的Type-C接口,接口使用了磁珠与ESD管做了热插拔保护,耐用性好。

4. 使用了升压模块,将USB的5V电压升压至12V,直驱无刷电机,无需多余的12V电源,对手头电源条件匮乏的小伙伴十分友好。

5. 移植了SimpleFOC算法,对原有算法进行了裁剪,对代码进行了部分删减与重构,并加入了大量注释,便于学习。

6. 使用了FreeRTOS操作系统,代码使用了模块化任务式编程,简洁清晰,方便初学者入门。


4.产品参数

1. 供电输入:Type-C接口5V 500mA(USB 2.0) / 5V 1A (USB 3.0)输入。

2. 主控芯片:STM32F103C8T6。

3. 通讯接口:USB转虚拟串口/HID接口

4. 电机驱动:12V 200mA / 12V 400mA。

5. 磁编码器:IIC接口,360°-4096细分。

6. 烧录接口:BootLoad升级/SWD下载。

7. PCB尺寸:46mmX46mm(半径23mm的圆形PCB),双层PCB,双面布局。

 正面:

 基于STM32的多功能HID-FOC旋钮硬件项目图1

背面  

基于STM32的多功能HID-FOC旋钮硬件项目图2


5.使用说明

1. 需要搭配4008或4010无刷电机使用。

2. 电路上设计了1A过流保护,可用单片机读取过流信号,及时刹车,防止过流。

3. 无需多余电源,只需要Type-C供电,外部连线简单,内置升压电路进行5V升压至12V,预留了12V电压输出焊接点,可引出做其他用途。

4. Type-C接口可用作通讯接口,可作为HID人体输入设备,也可以作为虚拟串口与电脑通信,用于调试电机。

5. HID模式下,PC端无需多余驱动,即插即用。

6. 虚拟串口模式下,PC端需要装STM32的虚拟串口驱动。

7. 上电后默认为HID媒体设备。按微动按钮即可切换模式,为:

(1)音量调节按钮,逆时针减少音量,顺时针增加音量;

(2)切换音乐按钮,顺时针下一首,逆时针上一首,带有模拟档位手感;

(3)模拟鼠标滚轮,可用于播放PPT或者阅读PDF;

(4)默认为电机驱动器,可顺时针定速旋转,可用于商品展示。

(5)长按微动按钮3秒可停止/启动播放,长按10秒可重启设备。

8. 第一次上点后电机会自旋转进行传感器以及电机参数矫正,校正后数据会存储到内存中,下次启动自动调用,无需每次都校准。

9. CN1为SWD烧录接口,也将烧录接口做了测试点引出,T9、T10、T11分别为:DIO、CLK、GND;也可二次开发BootLoader USB烧录功能。

10. CN2为4008/4010电机接口。


6. 备注

1、匹配的BOM不包含无刷电机,附件有购买链接;

2、附件包含:模拟USB串口的程序代码;HID设备的程序代码;焊接辅助工具。

3、除去电机以及常见电阻电容,器件总成本在50元左右,成品成本在100元左右。


7. 测试视频

1、 音量调节按钮

2、 切换音乐按钮

3、 模拟鼠标滚轮

4、 定速旋转功能


8. 源码以及更新记录

V1.1

根据小伙伴的反馈,在编译的时候会出现TRUE和FALSE没有定义的问题,检查了一下,是stdbool.h库的差异导致的。

这个头文件是内置在各位的MDK安装包里的,所以版本可能不同,最终导致本次的报错。已经在代码中做了修改,防

止头文件差异导致报错。同时附件新增了烧录文件的HEX文件还有BIN文件,可直接用烧录软件下载验证。

V1.2

调整了原理图与gerber文件的下载权限,上传了HID相关的文件资料。

V1.3

应社友建议,上传焊接辅助工具

HID 无刷电机 SimpleFOC
最近更新时间 2024-05-05 17:23:38
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