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使用VNHD7008AY和PIC18F57Q43解锁定制的直流电机控制

轻松驯服您的电机

H-Bridge 6 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

H-Bridge 6 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

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

PIC18F57Q43 Curiosity Nano 评估套件是一款尖端的硬件平台,旨在评估 PIC18-Q43 系列内的微控制器。其设计的核心是包含了功能强大的 PIC18F57Q43 微控制器(MCU),提供先进的功能和稳健的性能。这个评估套件的关键特点包括一个黄 色用户 LED 和一个响应灵敏的机械用户开关,提供无

缝的交互和测试。为一个 32.768kHz 水晶振荡器足迹提供支持,确保精准的定时能力。套件内置的调试器拥有一个绿色电源和状态 LED,使编程和调试变得直观高效。此外,增强其实用性的还有虚拟串行端口 (CDC)和一个调试 GPIO 通道(DGI GPIO),提供广泛的连接选项。该套件通过 USB 供电,拥有由

 MIC5353 LDO 调节器提供支持的可调目标电压功能,确保在 1.8V 至 5.1V 的输出电压范围内稳定运行,最大输出电流为 500mA,受环境温度和电压限制。

PIC18F57Q43 Curiosity Nano double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

Microchip

引脚数

48

RAM (字节)

8196

你完善了我!

配件

Curiosity Nano Base for Click boards 是一款多功能硬件扩展平台,专为简化 Curiosity Nano 套件与扩展板之间的集成而设计,特别针对符合 mikroBUS™ 标准的 Click 板和 Xplained Pro 扩展板。这款创新的基板(屏蔽板)提供了无缝的连接和扩展可能性,简化了实验和开发过程。主要特点包括从 Curiosity Nano 套件提供 USB 电源兼容性,以及为增强灵活性而提供的另一种外部电源输入选项。板载锂离子/锂聚合物充电器和管理电路确保电池供电应用的平稳运行,简化了使用和管理。此外,基板内置了一个固定的 3.3V 电源供应单元,专用于目标和 mikroBUS™ 电源轨,以及一个固定的 5.0V 升压转换器,专供 mikroBUS™ 插座的 5V 电源轨,为各种连接设备提供稳定的电力供应。

Curiosity Nano Base for Click boards accessories 1 image

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
PA0
AN
Reset
PA7
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
PB0
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB2
SCL
I2C Data
PB1
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

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity Nano with PIC18F57Q43作为您的开发板开始。

Curiosity Nano Base for Click boards front image hardware assembly
Charger 27 Click front image hardware assembly
PIC18F47Q10 Curiosity Nano front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Charger 27 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product8 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
PIC18F57Q43 Curiosity 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 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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