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使用DRV8313和PIC32MZ2048EFH100构建您的BLDC电机驱动器

平稳驱动从我们开始!

Brushless 20 Click with Flip&Click PIC32MZ

已发布 6月 24, 2024

点击板

Brushless 20 Click

开发板

Flip&Click PIC32MZ

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFH100

用于 BLDC 电机控制、电磁阀或其他负载的三相电机驱动器。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Brushless 20 Click 基于德州仪器的 DRV8313,这是一款集成度高的三相 BLDC 电机驱动器。高度集成的 DRV8313 配备 PWM/使能控制接口、宽电压工作范围、集成的 10mA LDO 和强大的片上保护功能。低 RDSON 和高效的开关算法确保优异的热性能和高驱动能力。此 Click board™ 为各种应用中的无刷直流 (BLDC) 电机提供节能解决方案和安静的电机操作。每个输出驱动通道由 N 沟道功率 MOSFET 组成,配置为 1/2-H 桥配置。控制引脚可以通过 I2C 接口和 

PCA9538A 端口扩展器访问,通过它可以直接控制这些引脚的状态以及输出端子的状态。PCA9538A 还允许通过将标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线定位在标记为 0 和 1 的适当位置来选择其 I2C 从地址的最低有效位 (LSB),以及其连接到 mikroBUS™ 插座的 INT 和 RST 引脚的中断和复位功能。除非 SLP 引脚(连接到 mikroBUS™ 插座的 CS 引脚)处于低逻辑状态,否则 DRV8313 是活动的。在睡眠模式下,充电泵和输出 FET 以及内部 LDO 稳压器被禁用。如果 SLP 处于高逻辑状态,

DRV8313 将自动退出睡眠模式。该板还支持电机的外部电源,可以连接到标记为 VM 的输入端子,电压范围应在 8V 到 60V 之间,而 BLDC 电机线圈可以连接到标记为 1、2 和 3 的端子。此 Click board™ 可通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压水平。这样,3.3V 和 5V 的 MCU 都可以正确使用通信线路。然而,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可作为进一步开发的参考。

Brushless 20 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Flip&Click PIC32MZ 是一款紧凑型开发板,设计为一套完整的解决方案,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 PIC32MZ 微控制器,Microchip 的 PIC32MZ2048EFH100,四个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,两个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,调试器/程序员连接器,以及两个与 Arduino-UNO 引脚兼容的头部。得益于创

新的制造技术,它允许您快速构建具有独特功能和特性的小工具。Flip&Click PIC32MZ 开发套件的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。此外,还可以选择 Flip&Click PIC32MZ 的编程方式,使用 chipKIT 引导程序(Arduino 风格的开发环境)或我们的 USB HID 引导程序,使用 mikroC、mikroBasic 和 mikroPascal for PIC32。该套件包括一个通过 USB 类型-C(USB-C)连接器的干净且调

节过的电源供应模块。所有 mikroBUS™ 本身支持的 通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、用户可配置的按钮和 LED 指示灯。Flip&Click PIC32MZ 开发套件允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

Flip&Click PIC32MZ double image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

带霍尔传感器的无刷直流 (BLDC) 电机是 42BLF 电机系列中的高性能电机。该电机采用星形配置,具有120°霍尔效应角度,确保精确和可靠的性能。其紧凑的电机长度为47毫米,轻量设计仅重0.29公斤,满足您的需求。在24VDC的额定电压和4000 ± 10% RPM的速度范围内完美运行,这款电机提供一致且可靠的动力。它在-20至+50°C的正常工作温度范围内表现出色,保持1.9A的额定电流效率。此外,该产品可与所有带霍尔传感器的无刷 Click boards™ 以及需要 BLDC 电机的设备无缝集成。

Brushless 20 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
RE2
RST
Sleep Mode
RA0
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
RD9
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RA2
SCL
I2C Data
RA3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Brushless 20 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Flip&Click PIC32MZ作为您的开发板开始。

Flip&Click PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MB1 Access - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Brushless 20 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • brushless20_perform_com_sequence - 此函数以所选旋转方向的所需速度执行单个换相序列。

  • brushless20_drive_motor - 此函数通过执行多个换相序列,以所选旋转方向和所需速度驱动电机指定时间。

  • brushless20_get_fault_pin - 此函数返回故障引脚的逻辑状态。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Brushless 20 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Brushless 20 click board by driving the 
 * motor in both directions at different speeds.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Drives the motor in both directions and changes the motor speed every 3 seconds approximately.
 * The current driving direction and speed will be displayed on the USB UART.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "brushless20.h"

static brushless20_t brushless20;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    brushless20_cfg_t brushless20_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    brushless20_cfg_setup( &brushless20_cfg );
    BRUSHLESS20_MAP_MIKROBUS( brushless20_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == brushless20_init( &brushless20, &brushless20_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( BRUSHLESS20_ERROR == brushless20_default_cfg ( &brushless20 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf ( &logger, "\r\n Driving motor clockwise \r\n" );
    for ( uint8_t speed = BRUSHLESS20_SPEED_MIN; speed <= BRUSHLESS20_SPEED_MAX; speed += 20 )
    {
        log_printf ( &logger, " Speed: %u\r\n", ( uint16_t ) speed );
        if ( BRUSHLESS20_OK != brushless20_drive_motor ( &brushless20, BRUSHLESS20_DIR_CW, speed, 3000 ) )
        {
            log_error ( &logger, " Drive motor " );
        }
    }
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf ( &logger, "\r\n Driving motor counter-clockwise \r\n" );
    for ( uint8_t speed = BRUSHLESS20_SPEED_MIN; speed <= BRUSHLESS20_SPEED_MAX; speed += 20 )
    {
        log_printf ( &logger, " Speed: %u\r\n", ( uint16_t ) speed );
        if ( BRUSHLESS20_OK != brushless20_drive_motor ( &brushless20, BRUSHLESS20_DIR_CCW, speed, 3000 ) )
        {
            log_error ( &logger, " Drive motor " );
        }
    }
    Delay_ms ( 1000 );
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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