小功率无刷直流电机FOC控制板

1.产品简介

一款小功率有感无刷直流电机（BLDC）磁场矢量控制（FOC）入门功能板，可以驱动市面上常见的云台电机，支持IIC磁传感器，带有1路串口、一路CAN接口和一块SPI LCD显示屏。

2.应用场景

1.    入门学习无刷直流电机（BLDC）磁场矢量控制（FOC）技术

2.    相机、手机自稳云台开发验证

3.    用于人机交互的力反馈旋钮开发验证

4.    机器人关节

3.产品概述

主要面向DIY爱好者，提供一款入门级的FOC功能板，具备以下特点：

1.    成本低廉，总价在100元上下；

2.    电源接口带有TVS管防止尖峰电压烧坏芯片，Type-C串口带有肖特基二极管防止电流倒灌PC；

3.    带有1路串口，用于输出电机运行参数；

4.    带有一路CAN接口，用于板间通讯，常用于机器人开发中，作为主控板的下位机；

5.    板载一块SPI LCD彩色显示屏，用于电机控制模式切换、参数设置以及输出调试信息；

6.    带有电源指示灯和用户指示灯；

7.    采用三相inline电流采样，算法简单，随时采样，无需考虑MOS管导通情况；

8.    软件移植了SimpleFOC核心算法，在此基础上引入了FreeRTOS，便于用户进行多线程开发和任务切换。

4.产品参数

1.    供电：使用XT60接口，额定电压8~24V，最高电流2A，推荐使用2s~4s的航模锂电池供电；

2.    MCU：STM32F103CBT6，主频最高72Mhz；

3.    磁编码器接口：I2C；

4.    烧录接口：SWD；

5.    制作成本：大约在100元~150元左右。

6.    PCB参数：90mm x 60mm 四层板设计 正面放主要器件 背面放阻容元件 内部两层分别是电源层和地平面

3D简介图：

防尘罩效果图：

5.使用说明

1.    拿到功能板后需要配置开发环境，然后烧录程序，保姆级环境配置教程以及软件二次开发教程放在了附件中；

2.    使用一字螺丝刀连接电机三线，并将磁编码器的IIC四线连上功能板；

3.    连接上航模锂电池，打开开关，自动初始化并校准编码器，此时可以按功能板上的4个按钮进行模式的选择

key1：左选

key2：确认

key3：取消

key4：右选

4.    使用一根带有数据传输功能的USB-A转USB-C数据线连接PC即可使用串口监听电机数据。

6.备注说明：

本功能板包含硬件和软件，需要下载代码驱动，详情见附件。

附件包含：

1.    保姆级环境配置教程；

2.    软件源代码及直接烧录固件；

3.    软件结构介绍；

4.    本功能板的BOM表，以及推荐物料、电机购买链接；

5.    HTML交互式BOM表，便于焊接；

6.    亚克力外壳的图纸。

本功能板采用SWD接口，可以使用stlink或者daplink烧录代码，程序源码采用clion+openocd+stm32cubemx作为开发环境，详细的环境配置方法放在附件。

单功能板成本约100~150RMB，加上电机约150~200RMB。

7.测试视频

通过功能按键，可以切换功能以及设置参数。

测试视频演示了在8V锂电池驱动下，使用2804无刷直流电机运行各种功能，功能包括：

1.    开环位置控制

2.    开环速度控制

3.    力矩控制

4.    速度控制

5.    位置控制

6.    模拟弹簧

7.    模拟带阻尼弹簧

8.    纯阻尼（模拟无极旋钮）

9.    模拟多档旋钮以及挡位数调节

8.源码及固件更新记录