精准控制高速无传感器BLDC电机,适用于无人机、冷却系统和机器人应用
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硬件概览
它是如何工作的?
Brushless 18 Click 基于 Microchip 的 ATmega8A,这是一款 8 位微控制器,提供了控制三相无传感器无刷电机 (BLDC 电机) 的高效解决方案。这些电机相较传统直流电机具有显著优势。它们的无接触设计提供了更长的耐用性、更高的扭矩和更高的转速,使其成为轻量化、高性能应用的理想选择。这些应用包括:无人机的推进系统,强调高速、轻量化和能源效率;需要安静可靠运行的电子冷却设备,如计算机风扇和工业冷却系统;小型家用电器,如吸尘器和空气净化器;以及在高扭矩和控制精度至关重要的机器人机械中,用于实现平稳和精确的运动。该 Click 板™ 确保对 BLDC 电机操作的精确控制,并通过 mikroBUS™ 插座接收 PWM 信号的驱动命令,从而实现平稳可靠
的电机控制。由于 ATmega8A 的输出无法直接驱动电机线圈,它充当了电路的控制器。该电路由六个高性能的 N 沟道 MOSFET(来自 STMicroelectronics 的 STL120N4F6AG)组成,这些 MOSFET 能够高效地将外部电源切换至电机的定子线圈。这些 MOSFET 能够处理高达 50A 的电流,使该板能够支持高要求的电机应用。外部电源的电压范围为 0 至 40V,在各种用例中提供了灵活性。电机通过板载专用端子 A、B 和 C 连接,确保了安全且简便的连接。结合强大的组件设计,Brushless 18 Click 能够提供可靠的性能,使其成为高速电机驱动应用的首选解决方案。此 Click 板™ 的一大特色是包含引导加载程序引脚,这些引脚默认未焊接,设计用于板载的 ATmega8A 微控制器。
这些引脚提供了对微控制器引导加载程序功能的直接访问,使用户无需外部编程器即可轻松进行固件更新和重新编程。此功能简化了开发和测试流程,使用户能够快速加载和调试 Click 板™ 上的自定义固件,为各种应用提供了一种高效且适合开发者的解决方案。该 Click 板™ 同时使用 3.3V 和 5V 电源轨,其中 3.3V 电源轨专用于 ClickID 功能,而 5V 电源轨为包括板载 ATmega8A 微控制器在内的所有其他组件供电。由于这一设计,当与不同逻辑电平操作的外部 MCU 交互时,板卡需要适当的逻辑电压电平转换。此外,该 Click 板™ 配备了一个包含易用功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32F103RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M3
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
软件支持
库描述
该库包含 Brushless 18 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
brushless18_throttle_calib- 此函数执行ESC油门校准。brushless18_drive_motor- 此函数以选定的速度和方向驱动电机。
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 18 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the Brushless 18 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 calibrates the Click board.
*
* ## Application Task
* Changes the motor speed every 500 milliseconds with steps of 5%.
* At the minimal speed, the motor switches direction. Each step will be logged
* on the USB UART where you can track the program flow.
*
* @note
* The theoretical maximal PWM Clock frequency for this Click board is 500 Hz.
* The default PWM Clock frequency is set to 400 Hz. To achieve such a low frequency,
* the user will probably need to decrease the MCU's main clock frequency in
* the Setup MCU Settings.
*
* @author Stefan Filipovic
*
*/
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "brushless18.h"
static brushless18_t brushless18;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
brushless18_cfg_t brushless18_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.
brushless18_cfg_setup( &brushless18_cfg );
BRUSHLESS18_MAP_MIKROBUS( brushless18_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( PWM_ERROR == brushless18_init( &brushless18, &brushless18_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( BRUSHLESS18_ERROR == brushless18_throttle_calib ( &brushless18 ) )
{
log_error( &logger, " Throttle calibration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
static uint8_t direction = BRUSHLESS18_DIRECTION_CW;
static int8_t speed = BRUSHLESS18_SPEED_MIN;
static int8_t speed_step = 5;
brushless18_drive_motor ( &brushless18, direction, speed );
log_printf( &logger, " Direction: %s\r\n",
( char * ) ( BRUSHLESS18_DIRECTION_CW == direction ? "CW" : "CCW" ) );
log_printf( &logger, " Speed: %u%%\r\n\n", ( uint16_t ) speed );
Delay_ms ( 500 );
speed += speed_step;
if ( speed > BRUSHLESS18_SPEED_MAX )
{
speed_step = -speed_step;
speed += speed_step;
speed += speed_step;
}
else if ( speed < BRUSHLESS18_SPEED_MIN )
{
speed_step = -speed_step;
speed += speed_step;
direction ^= 1;
Delay_ms ( 1000 );
}
}
int main ( void )
{
/* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
#ifdef PREINIT_SUPPORTED
preinit();
#endif
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END
额外支持
资源
类别:无刷

































