初学者
10 分钟

使用 TB62269 和 MK64FN1M0VDC12 释放双极步进电机的全部潜力

办公室自动化、商业和工业卓越的完美伙伴

Multi Stepper Click - TB62269 with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

Multi Stepper Click - TB62269

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

我们的双极步进电机驱动器在提升自动化方面发挥着关键作用,为广泛的应用提供了无与伦比的精度和性能。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Multi Stepper Click 基于 TB62269FTG,这是一款来自东芝半导体的使用 PWM 切断器(由外部电阻 R2 和电容 C1 定制)的两相双极步进电机驱动器。TB62269FTG 配备内置时钟解码器(CLOCK-in 控制),这意味着每次 CLK 信号的上升沿(连接到 mikroBUS™ 插座的 PWM 引脚)都会移动电机的每一步电角。它还集成了低导通电阻的 MOSFET 输出级,可以提供 1.2A 电流,电机输出电压额定值为 38V,并具有过电流和过温检测等集成保护机制。此外,它允许从全步到 1/32 步的分辨率,这有助于显著降低电机噪声,实现更平滑的操作和更精确的控制。如前所述,TB62269FTG 通过其控制信号支持各种步进分辨率配置。这些控制信号是通过 PCA9555A 端口扩展器提供的,该扩展器通过 I2C 串行接口与 MCU 通信。该 Click board™ 还允许在标有 P1 和 P2 的 J1 接口引脚上连接外部步进分辨率控制信号,以控制设备的 DMODE1 和 DMODE2。PCA9555A 还允许通过设置标有 ADDR SEL 的 SMD 跳线选择其 I2C 地

址的最低有效位(LSB)到标有 0 和 1 的适当位置。输出通道的电流值可以通过板载电位器 VR1 手动设置,该电位器将参考电压设置为 0V 到 3.3V。JP4 跳线的默认配置是 VREF 位置,通过 VR1 电位器设置两个通道的输出电流。在这种情况下,请避免将 JP4 跳线设置为 P4 位置,因为 VREFA 引脚需要模拟信号进行设置。此外,当所有三个步进分辨率控制信号处于低逻辑状态时,该 Click board™ 具有 Standby 功能,用于通过将所有电机控制引脚设置为低逻辑状态切换到 Standby 模式。当 Standby 模式激活时,TB62269FTG 会停止为内部振荡电路和电机输出部分供电(无法执行电机驱动)。除了 I2C 通信外,还使用了几个连接到 mikroBUS™ 插座的 GPIO 引脚。标有 EN 并连接到 mikroBUS™ 插座 CS 引脚的 Enable 引脚优化了用于电源开/关目的的功耗。一个简单的旋转方向功能连接到 mikroBUS™ 插座的 AN 引脚,允许 MCU 管理步进电机的方向(顺时针或逆时针),而 mikroBUS™ 插座的 RST 引脚则通过内

部计数器初始化电角以设置初始位置。关于角度监控,该驱动器有两种监控方式,通过将标有 JP5 的 SMD 跳线设置到标有 P6 或 INT 的适当位置来选择,是通过扩展器还是通过 mikroBUS™ 插座的 INT 引脚进行监控。如果 JP5 跳线选择 INT 位置,则 JP10 跳线需要未安装。此外,它还有一个用于异常指示的 LED。如果检测到过温或过流等状态,则会通过标有 DIAG 的红色 LED 以及通过 I2C INT 到 mikroBUS™ INT 引脚的 P7 引脚指示异常,前提是 JP5 设置为 P6。Multi Stepper Click 支持 TB62269FTG 的外部电源,可以连接到标有 VM 的输入端子,电压范围应在 10V 到 38V 之间,而步进电机线圈可以连接到标有 B+、B-、A- 和 A+ 的端子。该 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压级别操作。这种方式,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,该 Click board™ 配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Multi Stepper Click - TB62269 hardware overview image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 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 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 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 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。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、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 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。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

你完善了我!

配件

28BYJ-48 是一款适应性强的 5VDC 步进电机,设计紧凑,适用于各种应用。它具有四相,速度变化比为 1/64,步距角为 5.625°/64 步,允许精确控制。电机以 100Hz 的频率运行,在 25°C 时的直流电阻为 50Ω ±7%。其空载牵引频率大于 600Hz,空载出牵引频率超过 1000Hz,确保在不同场景下的可靠性。28BYJ-48 在 120Hz 时的自定位扭矩和牵引扭矩均超过 34.3mN.m,表现出色。其摩擦扭矩范围为 600 到 1200 gf.cm,而拉入扭矩为 300 gf.cm。这款电机是满足您步进电机需求的可靠且高效的选择。

Multi Stepper Click - TB62269 accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Rotation Direction
PB2
AN
Reset
PB11
RST
Enable
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Clock Signal
PA10
PWM
Interrupt
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Multi Stepper Click - TB62269 Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 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

软件支持

库描述

该库包含 Multi Stepper Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • multisteppertb62269_set_step_mode - 该函数设置步进模式分辨率设置。

  • multisteppertb62269_drive_motor - 该函数以选定的速度驱动电机特定步数。

  • multisteppertb62269_set_direction - 该函数通过设置AN引脚逻辑状态来设置电机方向。

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 MultiStepperTB62269 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the Multi Stepper TB62269 Click board by driving the 
 * motor in both directions for a desired number of steps.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the Click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Drives the motor clockwise for 200 steps and then counter-clockiwse for 100 steps with
 * 2 seconds delay before changing the direction.
 * Each step will be logged on the USB UART where you can track the program flow.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "multisteppertb62269.h"

static multisteppertb62269_t multisteppertb62269;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    multisteppertb62269_cfg_t multisteppertb62269_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.
    multisteppertb62269_cfg_setup( &multisteppertb62269_cfg );
    MULTISTEPPERTB62269_MAP_MIKROBUS( multisteppertb62269_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == multisteppertb62269_init( &multisteppertb62269, &multisteppertb62269_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( MULTISTEPPERTB62269_ERROR == multisteppertb62269_default_cfg ( &multisteppertb62269 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    log_printf ( &logger, " Move 200 steps clockwise \r\n\n" );
    multisteppertb62269_set_direction ( &multisteppertb62269, MULTISTEPPERTB62269_DIR_CW );
    multisteppertb62269_drive_motor ( &multisteppertb62269, 200, MULTISTEPPERTB62269_SPEED_FAST );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf ( &logger, " Move 100 steps counter-clockwise \r\n\n" );
    multisteppertb62269_set_direction ( &multisteppertb62269, MULTISTEPPERTB62269_DIR_CCW );
    multisteppertb62269_drive_motor ( &multisteppertb62269, 100, MULTISTEPPERTB62269_SPEED_FAST );
    Delay_ms ( 1000 );
    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

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