一体式FOC减速电机

1.     产品简介：

针对2312S电机所设计的电机、驱动器、减速器一体式FOC摆线减速电机。

2.     应用场景：

给需要低成本伺服电机控制的DIY玩家提供多一种选择。

3.     产品概述：

采用市场上低价但性能优异的2312S航模拆机电机，并运用3D打印技术制作减速器外壳，将高速低扭矩的航模电机改造为低速大扭矩的减速电机。使用FOC技术实现对电机力矩、速度、位置的三闭环控制。该电机配备的CAN接口与串口接口，可以很轻松的实现对电机的中远距离通信，在使用CAN接口时，电机只需4根线接口即可运行，且在CAN总线下最多可接64个电机，各电机之间不会相互干扰。

4.     产品参数： 

• MCU主控：GD32F303CCT6
• MOS驱动：FD6288T
• 电流采样：INA181A1芯片(20倍采样增益)、5mR采样电阻
• CAN通信（SH1.0 4P）、SWD接口与串口通信（SH1.0 4P）、温度检测
• 额定电压：12V，XT30供电
• 额定电流：5A
• 峰值电流：10A（在散热条件良好的情况下可更高）
• 额定力矩：0.45Nm (减速器输出)
• 峰值力矩：1Nm (减速器输出)
• 最高转速：8rad/s (减速器输出)
• 编码器：AS5047P（SPI通信）

5.     使用说明：

驱动板接上电源后，使用串口或CAN设备即可驱动电机运行。但有以下几点说明：

调试与组装

• 驱动板焊接时应注意XT30插头的正反(可参考实拍图)
• 驱动板3D示意图中显示的3个排针孔为电机3相线的接口，不要焊接排针上去应焊电机的3相线
• 对电机进行电阻电感检测、编码器校准、抗齿槽力矩校准，需在未安装减速器的前提下进行，不然可能会导致检测校准失败或检测不准
• 在CAN总线上挂载多个电机时，需先通过串口修改电机ID，电机默认ID为0x01
• 电机组装过程详情见附件中的“减速器组装步骤.pdf”

4P接口的使用：

驱动板上的4P接口为串口与SWD共用，在烧录程序后默认上电为串口模式，串口模式下可使用串口工具与驱动板通信。可通过串口命令‘DS’或CAN命令‘0x1D’将4P接口转为烧录模式，在烧录模式下可使用SWD进行程序烧录。但需注意转为烧录模式后驱动板不可断电，不然重新上电后又将初始化为串口模式。

串口调试：

在串口模式下输入‘DI1’命令可开启调试信息输出，该调试信息需搭配上位机VOFA+使用，在上位机中可查看电机3相电流、IQ、ID、目标电流速度位置、编码器位置、真实速度等，也可使用上位机功能进行电机的PID调参。具体内容可见附件“YXS-FOC：串口通信协议.pdf”

6.     备注：        

本产品分为软件与硬件2部分：

1、 软件部分介绍

• 软件使用VScode + EIDE + OpenOCD + GCC开发
• GD32F30x标准库函数

2、 硬件部分分为

• PCB板---驱动板、PCB底板(与3D打印底板2选1即可)
• 3D打印件---摆线轮、电机输出、减速器外壳、上盖、输出下轴、输出轴、中心输出轴、底板（与PCB底板2选1即可）
• 机械零件---螺丝、螺母、轴承、销钉等
• 电子元件---GDF303CCT6、FD6288T、AS5047P、INA181等
• 硬件部分总成本在85元左右，具体可见附件中的BOM表

附件：

• 2312S减速电机BOM表.xlsx
• YXS-FOC：CAN通信协议.xlsx
• YXS-FOC：串口通信协议.pdf
• 减速器组装步骤.pdf
• 烧录固件---YXS-FOC.bin
• 3D打印STL文件

7.     测试视频:

该视频分别展示了电机在CAN通信模式下的力矩模式、速度模式、位置模式运行状态：