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30 分钟

使用VNHD7008AY和MK64FN1M0VDC12解锁定制的直流电机控制

轻松驯服您的电机

H-Bridge 6 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

H-Bridge 6 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

通过这种先进的直流电机驱动解决方案提升您的汽车体验。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

H-Bridge 6 Click 基于 STMicroelectronics 的 VNHD7008AY,这是一款用于汽车应用的直流电机驱动器,集成了全保护的双高端驱动器和外部功率 MOSFET 的保护。此 Click 板™ 可以通过 INA 和 INB 引脚上的输入信号与 MCU 接口,以选择电机方向和制动条件,还具有一个用于电机电流监控的 MultiSense 引脚。两个选择引脚 (SEL0 和 SEL1) 可用于向 MCU 传递来自 MultiSense 引脚的信息。它从标记为 VBATT 的单一电源输入运行,范围为 4V 至 28V,可直接连接到直流电源。此外,该设备完全保护免受电源欠压、输出过流和设备过温

事件的影响。要从待机模式下启动 VNHD7008AY,建议将 INA、INB、SEL0 或 SEL1 引脚从 0 切换到 1 状态,以退出待机模式。还可以将 PWM 引脚从 0 切换到 1 状态,延迟 20μs,以避免在存在电池短路情况时对设备造成任何过度应力。H-Bridge 6 Click 通过 NXP Semiconductor 的知名 8 位 I/O 扩展器 PCA9538A 与 MCU 通信,使用标准 I2C 双线接口,最高频率为 400kHz。VNHD7008AY 还允许通过将标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线定位到标记为 0 和 1 的适当位置来选择其 I2C 从地址的最低有效位 (LSB)。除了这一功能外,

该 Click 板™ 还包含路由到 mikroBUS™ 插座上的 PWM、AN 和 RST 引脚的附加功能。PWM 引脚(最高 20 kHz)允许在所有可能条件下控制电机速度,而标记为 MS 的 AN 引脚允许监控电机电流,提供与电池值成比例的电压,以及 VNHD7008AY 的温度信息。默认情况下,RST 引脚保留其复位功能。该 Click 板™ 可以在 3.3V 或 5V 逻辑电压水平下工作,通过 VCC SEL 跳线选择。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都能正确使用通信线路。此外,该 Click 板™ 配备了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 6 Click 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

DC 齿轮电机 - 430RPM (3-6V) 代表了一种电机和齿轮箱的集成组合,通过增加齿轮,降低电机速度,同时增加扭矩输出。此齿轮电机配有直齿齿轮箱,是低扭矩和低速需求应用的高可靠性解决方案。齿轮电机的最关键参数是速度、扭矩和效率。在此情况下,无负载速度为 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。这款电机是最初用于机器人、医疗设备、电动门锁等众多功能的有刷直流电机的优秀解决方案。

H-Bridge 6 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Current Sense/Diagnostic Feedback
PB2
AN
Reset
PB11
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Motor Speed Control
PA10
PWM
NC
NC
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

H-Bridge 6 Click 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

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 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • hbridge6_generic_write - 通用写入功能

  • hbridge6_generic_read - 通用读取功能

  • hbridge6_set_direction - 设置方向功能

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 HBridge6 Click example
 *
 * # Description
 * This is an example that demonstrates the use of H-Bridge 6 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver enables - I2C,
 * reset the device and set default configuration,
 * initialization and configure the PWM, also write log.
 *
 * ## Application Task
 * It shows moving in the clockwise direction of rotation
 * and moving in the counterclockwise direction of rotation
 * from slow to fast speed.
 * All data logs write on USB uart changes.
 *
 * @author Stefan Ilic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "hbridge6.h"

static hbridge6_t hbridge6;
static log_t logger;

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    hbridge6_cfg_t hbridge6_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.
    hbridge6_cfg_setup( &hbridge6_cfg );
    HBRIDGE6_MAP_MIKROBUS( hbridge6_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = hbridge6_init( &hbridge6, &hbridge6_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag || PWM_ERROR == init_flag ) {
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );
        for ( ; ; );
    }
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    log_printf( &logger, "  Set default config.  \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    hbridge6_default_cfg( &hbridge6 );
    Delay_ms ( 100 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) {
    static int8_t duty_cnt = 1;
    static int8_t duty_inc = 1;
    float duty = 0;

    log_printf( &logger, "       Clockwise       \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    hbridge6_set_direction( &hbridge6, HBRIDGE6_DIRECTION_CLOCKWISE );

    while ( duty_cnt < 10 ) {
        duty = duty_cnt / 10.0;
        hbridge6_set_duty_cycle ( &hbridge6, duty );
        Delay_ms ( 500 );
        duty_cnt += duty_inc;
    }

    log_printf( &logger, "         Brake         \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    hbridge6_set_direction( &hbridge6, HBRIDGE6_DIRECTION_BRAKE );
    duty_cnt = 1;
    Delay_ms ( 1000 );

    log_printf( &logger, "    Counterclockwise   \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    hbridge6_set_direction( &hbridge6, HBRIDGE6_DIRECTION_COUNTERCLOCKWISE );

    while ( duty_cnt < 10 ) {
        duty = duty_cnt / 10.0;
        hbridge6_set_duty_cycle ( &hbridge6, duty );
        Delay_ms ( 500 );
        duty_cnt += duty_inc;
    }

    log_printf( &logger, "         Brake         \r\n" );
    log_printf( &logger, "-----------------------\r\n" );
    hbridge6_set_direction( &hbridge6, HBRIDGE6_DIRECTION_BRAKE );
    duty_cnt = 1;

    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    hbridge6_pwm_stop( &hbridge6 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    hbridge6_pwm_start( &hbridge6 );
}

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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