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使用TLE9201SG和PIC32MZ1024EFH064释放您的直流电机的全部潜力

体验下一代电机控制

H-Bridge 3 Click with PIC32MZ clicker

已发布 6月 24, 2024

点击板

H-Bridge 3 Click

开发板

PIC32MZ clicker

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ1024EFH064

通过我们的H桥电机驱动解决方案,您可以轻松控制直流电机的旋转和扭矩,从而实现机器人、自动化等领域的平滑且精确的运动。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

H-Bridge 3 Click基于英飞凌的TLE9201SG,这是一个H桥直流电机驱动器,支持最高28V和6A。该IC是一款高效集成的H桥驱动器,每个开关的RDS ON输出较低。H桥一般允许电流流向一个方向或另一个方向。所有内部电源电压均来自外部VIN连接器。一个电荷泵为高边开关提供栅极电压。数字输出SO的输出缓冲由引脚VSO供电。因此,可以通过将VCC SEL跳线移动到相应电压,将SO的输出逻辑电平配置为3.3V或5V。输出级由H桥配置中的四个n沟道MOSFET组成。输出受到短路和过温

保护。桥通过输入PWM和DIR控制。DIR信号定义了驱动的直流电机的方向,而PWM信号设置占空比。通过将DIS设置为高电平,可以将输出设置为三态(即,高边和低边开关关闭)。TLE9201SG配备了“串行外设接口”(SPI)用于诊断目的。H-Bridge 3 Click配置为“从设备”。这意味着主机微控制器作为主设备,提供芯片选择(CS)和时钟信号(SCK)。SPI总线上的数据传输以CS上的下降沿启动,以CS上的上升沿终止。串行输入引脚SI数据在SCK的下降沿采样,上升时钟沿确

定MISO上的串行数据输出。数据以“MSB优先”传输。SPI的字长为8位。请注意,SPI帧内的时钟数量没有检查。CS线上的任何低脉冲都将视为一个帧。此Click板™可以选择使用3.3V或5V逻辑电压级,通过VCC SEL跳线选择。这样,具有3.3V和5V能力的MCU都可以正确使用通信线。该Click板配备了一个包含易于使用的函数库和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

H-Bridge 3 Click hardware overview image

功能概述

开发板

PIC32MZ Clicker 是一款紧凑型入门开发板,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 位带有浮点单元的 Microchip PIC32MZ 微控制器,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 mikroProg 连接器,以及一个用于与外部电子设备接口的头部。得益于其紧凑的设计和清晰易识别的丝网标记,它提供了流畅且沉浸式的工作体验,允许在任

何情况下、任何地方都能访问。PIC32MZ Clicker 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。除了可以选择 PIC32MZ Clicker 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或通过外部 mikroProg 连接器为 PIC,dsPIC 或 PIC32 编程外,Clicker 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。USB Micro-B 连接可以提供多达 500mA 的电流,这足以操作所有板载和附加模块。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、重置按钮以及若干按钮和 LED 指示灯。PIC32MZ Clicker 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,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。

PIC32MZ clicker double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Microchip

引脚数

64

RAM (字节)

524288

你完善了我!

配件

DC齿轮电机 - 430RPM(3-6V)代表了电机和齿轮箱的一体化组合,通过添加齿轮来降低电机速度,同时增加扭矩输出。这个齿轮电机配有直齿齿轮箱,使其成为在低扭矩和速度要求应用中的高度可靠解决方案。齿轮电机的最关键参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,空载时为520RPM,最大效率时为430RPM,电流为60mA,扭矩为50g.cm。额定工作电压范围为3-6V,支持顺时针/逆时针旋转方向,这种电机是最初由有刷直流电机执行的许多功能的绝佳解决方案,如机器人、医疗设备、电动门锁等。

H-Bridge 3 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Direction Control
RE4
AN
Output Disable
RE5
RST
SPI Chip Select
RG9
CS
SPI Clock
RG6
SCK
SPI Data OUT
RG7
MISO
SPI Data IN
RG8
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Speed Control
RB3
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

H-Bridge 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

PIC32MZ clicker front image hardware assembly

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

PIC32MZ clicker front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Micro B Connector Clicker 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 H-Bridge 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hbridge3_set_duty_cycle - 此函数设置PWM占空比

  • hbridge3_spi - 此函数发送SPI命令并接收所发送命令的响应

  • hbridge3_generic_transfer - 通用SPI传输,用于发送和接收数据包

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 
 * @brief HBridge3 Click example
 * 
 * # Description
 * H-bridge in general, allows the current to flow in one or another direction.
 * This click is used for driving a H-Bridge motor by changing output states. 
 * The outputs can be pulse width modulated at frequencies up to 20kHz by means of PWM/DIR control. 
 * 
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes SPI and LOG modules, AN, RST, CS and PWM pins
 * 
 * ## Application Task  
 * This example demonstrates the use of H-Bridge 3 Click board, 
 * by running dc motor in both directions - increasing and decreasing PWM duty cycle.
 * Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * 
 * 
 * @author Nikola Peric
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hbridge3.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static hbridge3_t hbridge3;
static log_t logger;
uint8_t motor_direction = 0;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    hbridge3_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    hbridge3_cfg_setup( &cfg );
    HBRIDGE3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    hbridge3_init( &hbridge3, &cfg );
    Delay_ms( 500 );
    
    hbridge3_pwm_start( &hbridge3 );
    log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
    log_printf( &logger, "> CLOCKWISE <\r\n" );
}

void application_task ( void )
{
    static int8_t duty_cnt = 1;
    static int8_t duty_inc = 1;
    float duty = duty_cnt / 10.0;


    hbridge3_set_duty_cycle ( &hbridge3, duty );
    log_printf( &logger, " Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
    Delay_ms( 500 );

    if ( 10 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = -1;
    }
    else if ( 0 == duty_cnt ) 
    {
        duty_inc = 1;
        
        if ( motor_direction == 1 )
        {
            log_printf( &logger, "> COUNTER CLOCKWISE <\r\n" );
            motor_direction = 0;
             hbridge3_dir_set ( &hbridge3 , 0 );
        }
        else if ( motor_direction == 0 )
        {
            log_printf( &logger, "> CLOCKWISE <\r\n" );
            motor_direction = 1;
            hbridge3_dir_set ( &hbridge3 , 1 );
        }
    }
    duty_cnt += duty_inc;
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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