42步进电机运动控制器

1.产品简介

一种适配42步进电机的两相四线步进电机运动控制器，通过CAN指令接口和TTL串口调试接口输入预定义运动控制指令后，内置加减速算法实时计算并实现固定位置移动和调试信息输出。

2.应用场景

适用于任何选型42步进电机的场合，板卡可直接和42步进电机背靠背，借用电机原螺丝孔位固定安装。

3.产品概述

3.1 本运动控制器主控为STM32F042，步进电机驱动器为TB67S109；

3.2 支持CAN和TTL串口进行控制和调试信息输出，固件源码已实现；

3.3 支持一路TTL IO信号检测，可用于检测零位光耦信号，固件源码底层已实现，检测逻辑可根据需求自行新增；

3.4 支持一路AB相编码器接口，硬件支持5V编码器信号直接输入，固件源码已实现；

3.5 支持驱动器欠压、过流、过热报警功能，硬件支持报警指示灯显示；

3.6 支持步进加减速控制，固件源码已移植并实现AVR446梯形加减速算法；

3.7 支持电机在保持状态下的硬件方式自动半流锁定；

3.8 支持步进驱动电流调节，通过外置电位器方式实现；

3.9 支持细分调节，通过外置拨码开关实现，最大32细分，详见TB67S109的datasheet；

3.10 内置CAN线120R匹配电阻，不需要时拔出跳线帽即可。

3.11 提供的固件源码方便学习测试及二次开发使用。

4.产品参数

4.1 板卡尺寸：40.1ｍｍ＊38.1ｍｍ 采用双面板设计

4.2 工作电压：12-24V 电源输入端内置防反接保护二极管

4.3 工作电流：3A 1.5A以上持续工作驱动器需要加散热器

5.使用说明

5.1 板卡接口说明

针脚标号 针脚功能 针脚备注

VIN 电源输入 12V-24V

G 地线输入

5V 5V输出

IO MCU信号I/O 可用于零位光耦信号检测

CH CAN高信号

CL CAN低信号

ENCA 编码器A相输入

ENCB 编码器B相输入

TX2 调试串口TTL信号发送 LOG输出

RX2 调试串口TTL信号接收 串口指令接收

3.3V 3.3V电源输出

SWDIO SWD接口 程序下载

SWCLK SWD接口 程序下载

nRST MCU复位信号 程序下载

5.2 使用之前需要根据步进电机实际工作情况调整拨码开关设置细分，调整旋钮电位器设置工作电流；

5.3 固件使用的串口设置为：波特率115200 数据位8位 1停止位 无校验 具体指令格式需参考固件源码；

5.4 固件使用的CAN波特率为250K，采用标准帧通信，具体指令格式需参考固件源码；

5.5 电机静止条件下调整电位器得到的VREF参考电压对应半流锁定电流值，工作电流的计算详见TB67S109的datasheet文档。

6.备注

6.1 本运动控制器模块需要设置细分、驱动电流，并下载固件才能使用；

6.2 提供的固件在附件中名为“固件TB67S109_FirmwareV11.rar”的压缩包中，可使用STLINK下载；

6.3 提供的固件源码在附件中名为“源代码TB67S109_ProgramV11.rar”的压缩包中，使用Keil5打开编译并配合STLINK下载调试；

6.4 本运动控制器模块核心元件均采用常用信号芯片，预计小批量(20PSC)平均单价在45元左右（PCB+物料）；

6.5 模块的SWD下载端口5PIN排针和TTL串口3PIN排针在装外壳的情况下是不贴的；

6.6 模块的外壳购买链接在附件中名为“外壳.rar”的压缩包中。

6.7 模块的10PIN公胶壳线材购买链接在附件中名为“线材.rar”的压缩包中。

7.测试视频

7.1 视频演示的运动控制器工作于DC24V 1.5A输入；

7.2 视频演示的运动控制器细分拨码已调整为16细分，工作电流已通过电位器调节到1.2A；

7.3 视频演示的运动控制器在串口调试助手软件自定义move指令控制下实现不同加速度、最高速度参数下的顺时针、逆时针固定步数旋转；