四足机器人关节电机驱动板

一、产品简介

本项目设计了一款四足机器人、轮足机器人底层控制器，需要搭配正点原子F4\F7\H7等系列核心板使用。

1. 该控制器提供了三路电源，两路5V（其中一路供本控制器使用，另一路供AI计算平台使用），一路18V（供AI计算平台使用）；
2. 提供多种通信接口：CAN接口，串口、SPI接口、RS485接口、I2C接口，USB总线接口；
3. 主要驱动RS485通信方式的关节电机(宇树电机GO-M8010-6)。

二、应用场景

应用于四足机器人、轮组机器人等底层驱动。

从事机器人开发的行业、关节电机控制、机器人正逆运动学

三、产品概述

本项目主要面向于四足、轮足机器人DIY爱好者，提供了一种关节电机控制器，可实现自己的正逆运动学算法，进行算法验证，该产品特点如下：

1. 产品尺寸：120mm*82mm；
2. 输入电源：6S锂电池 25.2V；
3. 输出电源：输出一路5V/5A，一路18V/5A；
4. 关节电机驱动接口：四路XT30(2+2)PW-M带供电与高速RS485通信；
5. 其他通信接口：2路CAN接口、2路I2C接口、4路串口、3路串口转USB总线接口、一路SPI接口，用于连接传感器；
6. 可通过USB总线连接AI计算平台（NX,NANO）进行通讯，实现更为复杂的运动规划控制；
7. 核心板选用正点原子STM32F4\F7\H7系列核心板（自备）；
8. 供电电池可选用航模6S锂电池，放电倍率高。

四、产品参数

1. 电源芯片采用TPS5431芯片，输出能力可达5A；3片5V转3.3V芯片AMS1117-3.3，每个芯片提供1A供电能力；
2. 通过SP总线转串口芯片MAX14830ETM+T(输出串口达24M波特率)搭配串口转高速485芯片MAX14840EASA+T（通信速率达40M），提供四路高速485通讯接口（4M波特率），用于关节电机通信控制；
3. 串口转USB总线芯片CH344Q，提供高达4M波特率的接口；
4. 板载RTC时钟芯片DS3231MZ+TRL，用于设定控制系统的时间戳；
5. CAN芯片选用TJA1042T/3/1J。

3D简介图：

通讯线图：

驱动板给AI计算平台供电：

五、使用说明

1. 控制器输入电源无反接保护，注意供电时不要接反；
2. 板载的5V电源输出、18V电源输出使能由核心板控制，需要在程序中设置；
3. 需要自备通讯线用于连接关节电机和控制器，通讯线两端接插件型号为：XT30(2+2)-F；
4. keil打开程序，通过DAP仿真器、STLINK下载等下载程序。

六、备注

1. 该驱动板不能单独使用，需要配合STM32F4/F7/H4核心板使用；
2. 附件中包含：核心代码（包含关节电机驱动协议，提供一些demo实例），关节电机GO-M8010-6 资料包，所用的芯片手册，购买链接（核心板、关节电机、贴片电池、通讯线），驱动板点位图；
3. 附件中的代码可直接用于STM32F4系列核心板，如用STM32F7/H7核心板需要移植核心代码；
4. 需要自备关节电机（宇树电机GO-M8010-6）；
5. 制版成本214.49元，元器件成本大概360元，核心板购买190元，GO-M8010-6关节电机成本在500元左右；
6. 软件基于STM32 HAL库编写；

七、测试视频

本项目测试视频演示了几种关节电机驱动模式：

1、零力矩控制模式：

2、位置控制模式：

3、速度控制模式：

4、力矩控制模式：