基于Arduino的FOC无刷电机驱动板

一、产品介绍

• 基于ATmega328P控制，DRV8313控制无刷电机控制板，直接使用arduino IDE软件编程及程序下载直接烧录代码即可验证程序；
• 可直接使用Arduino/SimpleFOC库；
• 配合额外设计的行星减速双编码器套装，可搭建双编码器行星减速电机学习套装；
• 注：因使用电钻减速箱齿轮，齿轮回程间隙较大，只适用于验证学习，不适用于高精度项目。

二、应用场景

• 无刷电机FOC控制学习，FOC控制代码验证；
• 行星减速电机控制学习；
• 行星减速电机双编码器控制学习。
• 无刷电机设备控制应用等。

三、产品概述

• 基于ATmega328P芯片控制，通过sh1.0_5pin端口，外接USB转串口模块（CH340/CP2102）,可使用arduino IDE直接烧写程序；
• 电机驱动芯片采用DRV8313，同时采用INA199A2（100倍增益放大输出）电流采样芯片对A、B相电流采样，双相运转模式，配合10mΩ采样电阻可测量±2.5A满载驱动电流。
• 引出1路IIC通信接口，适用于外接第二组磁编码器或其他使用IIC通信的模块；
• 两个XT30电源接口，适合串接多组电机，输入电压8-25V；
• 两个SPI通信接口（两组共用一个SS/CS片选线）。
• 驱动板背面标明了芯片引脚设置，便于编程参考。

四、产品参数

• 输入电压：8V~25V；
• 最大驱动电流：2.5A；
• 最大采样电流：2.5A；
• 板载电源模块：L78M05，支持最大35V转5V；
• 板载外设接口：IIC、SPI、UART；
• 电源接口：XT30公头；
• 电路板尺寸：直径43mm；
• 固定孔尺寸：3孔固定，分布直径38.9mm，夹角120°，孔径3.3mm；
• PCB设计：4层板，4层面布线，元器件双面布局；
• 引脚分配：

（1）电机控制

（2）AS5600磁编码器引脚

（3）IIC、SPI引脚

五、使用说明

• ATmega328P芯片建议直接移植Arduino nano芯片，省去烧录引导流程；
• 直接使用SimpleFOC官方库文件，用Arduino IDE软件编程烧录；
• 3D简介图：

（1）无刷电机驱动板

（2）第二编码器（MT6708 + MT9105方案）

（3）第二编码器（ADS1115 + MT9105方案）

• 第二编码器方案：

（1）MT6708 + MT9105方案介绍

优点：IIC通信直接读取角度信息，输出角度平滑；

缺点：MT6708已停产，较难买到。

（2）ADS1115 + MT9105方案介绍

优点：芯片容易买到，成本较低，解算误差可接受；

缺点：需要通过IIC通信依次读取4个MT9105线性霍尔数据，并手动通过代码解算出角度，解算角度不够MT6708线性。

六、备注

• 驱动电路板、磁编码器电路板均可在嘉立创使用免费打样卷进行PCB打样下单；
• 两个版本的第二磁编码器小板资料在附件中，包含原理图、BOM表、Gerber文件，可直接在嘉立创下单；
• 成本主要集中在云台电机、电子元件上，如果使用嘉立创各类免费打样方案，成本则约60元左右；
• 附件提供行星减速电机及底座的3D模型.STEP文件；
• 减速电机配件可在嘉立创3D打印免费打样，铝合金底座可在可在嘉立创CNC免费打印（需手动攻丝）；

•  减速电机及底座使用的五金件：

七、测试视频

以下电机控制均使用SimpleFOC官方库代码，Arduino IDE 测试代码放在 “附件—源代码/固件” 中。

（1）3D建模组装展示

（2）实物组装流程

（3）单电机控制展示

（4）双编码器减速电机控制展示

（5）程序自动运行测试

八、更新日志

V1.0 2025年6月16日：首次上传

V1.1 2025年6月16日：更新代码库