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掌控并主宰您的BLDC运动,使用STSPIN233和PIC18F57Q43

体验电机控制的未来

STSPIN233 Click with Curiosity Nano with PIC18F57Q43

已发布 6月 24, 2024

点击板

STSPIN233 Click

开发板

Curiosity Nano with PIC18F57Q43

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18F57Q43

体验我们先进的无刷电机控制,提升响应速度和精度,非常适用于机器人、无人机和工业自动化。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

STSPIN233 Click基于STMicroelectronics的低压三相集成电机驱动器STSPIN233。它包含三个独立的H桥,每个桥控制无刷电机的一个相位。这些集成的H桥非常高效,每个桥的导通电阻约为400mΩ(HS+LS)。这些特点使STSPIN233 Click非常适合快速开发各种电池供电的步进电机应用,包括玩具、打印机、机电一体化、无人机、机器人相关应用等。除了无刷驱动IC,该Click板还内置了STM32F031K6T6 MCU,作为STSPIN233 Click的“头脑”。它预装了固件,用于控制电机驱动器。它读取当前电机

状态和来自可选旋转编码器的信号,实时计算期望和实际电机状态值,并对电机驱动器进行必要的校正。电机可以通过RST、INT和UART引脚(RX和TX)进行控制,从而实现非常可靠的无刷电机驱动。STSPIN233 Click的RST引脚用于将两个桥输出设置为高阻态,将电源与H桥断开。由于电流无法从电源流向电机,该引脚允许较低的平均功耗。该引脚连接到mikroBUS™的RST引脚。INT引脚有双重用途:当设置为高逻辑电平时,它作为芯片使能,使设备可以工作;在IC出现故障情况下,该引脚将被置为

低逻辑电平,作为中断引脚。超时周期由外部电容器和电阻值定义,超时后将尝试重新启动。该引脚连接到mikroBUS™的两个INT引脚,允许主MCU使用这两个功能。该引脚在Click板上分别标记为FLT。电机电源可以连接到标记为VIN的输入端子,电压范围应在1.8V至10V之间。无刷电机线圈可以连接到U、V和W端子。Click板需要外部电源供电以使电机工作,但也需要来自mikroBUS™轨的3.3V电压。

STSPIN233 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

带有霍尔传感器的无刷直流(BLDC)电机是42BLF电机系列中的高性能电机。该电机采用星形连接,具有120°的霍尔效应角度,确保精确可靠的性能。电机长度仅为47毫米,重量仅为0.29千克,设计轻巧紧凑,能够满足您的需求。该电机在24VDC的电压额定值和4000 ± 10% RPM的速度范围内完美运行,提供稳定可靠的动力。在-20至+50°C的正常操作温度范围内,它依然保持高效,额定电流为1.9A。此外,该产品可以无缝集成所有无刷Click板™以及需要霍尔传感器的BLDC电机的设备。

STSPIN233 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
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
NC
NC
PWM
Fault Interrupt
PA6
INT
UART RX
PC3
TX
UART TX
PC2
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

STSPIN233 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 STPSIN233 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • stspin233_send_single_cmd - 发送单个命令

  • stspin233_send_double_cmd - 发送双命令

  • stspin233_get_int_state - 获取INT引脚状态

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 Stspin233 Click example
 * 
 * # Description
 * This application is motor driver.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes driver and configures the Click board.
 * 
 * ## Application Task  
 * This example demonstrates the use of STSPIN233 Click board, by running the motor clockwise and counter clockwise.
 * All results will be displayed on USB UART.
 * 
 * *note:* 
 * For all other commands that you can use to control your engine, 
 * see the firmware documentation. We used an 8 pole motor for the test.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "stspin233.h"
#include "string.h"

#define PROCESS_COUNTER 10
#define PROCESS_RX_BUFFER_SIZE 500
#define PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE 500
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static stspin233_t stspin233;
static log_t logger;

static char current_parser_buf[ PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ];

// ------------------------------------------------------- ADDITIONAL FUNCTIONS

static void stspin233_process ( void )
{
    int32_t rsp_size;
    uint16_t rsp_cnt = 0;
    
    char uart_rx_buffer[ PROCESS_RX_BUFFER_SIZE ] = { 0 };
    uint16_t check_buf_cnt; 
    uint8_t process_cnt = PROCESS_COUNTER;
    
    // Clear parser buffer
    memset( current_parser_buf, 0 , PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE ); 
    
    while( process_cnt != 0 )
    {
        rsp_size = stspin233_generic_read( &stspin233, &uart_rx_buffer, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );

        if ( rsp_size > 0 )
        {  
            // Validation of the received data
            for ( check_buf_cnt = 0; check_buf_cnt < rsp_size; check_buf_cnt++ )
            {
                if ( uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] == 0 ) 
                {
                    uart_rx_buffer[ check_buf_cnt ] = 13;
                }
            }
            
            // Storages data in parser buffer
            rsp_cnt += rsp_size;
            if ( rsp_cnt < PROCESS_PARSER_BUFFER_SIZE )
            {
                strncat( current_parser_buf, uart_rx_buffer, rsp_size );
            }
        
            // Clear RX buffer
            memset( uart_rx_buffer, 0, PROCESS_RX_BUFFER_SIZE );
        } 
        else 
        {
            process_cnt--;
            
            // Process delay 
            Delay_100ms( );
        }
    }
}
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    stspin233_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.

    stspin233_cfg_setup( &cfg );
    STSPIN233_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    stspin233_init( &stspin233, &cfg );

    stspin233_default_cfg( &stspin233 );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, ">>> START MOTOR\r\n" );
    stspin233_send_single_cmd( &stspin233, STSPIN233_CMD_START_MOTOR );
    stspin233_process( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, ">>> Set clockwise direction\r\n" );
    stspin233_send_double_cmd( &stspin233, STSPIN233_CMD_DIR_MOTOR, STSPIN233_CW_DIR );
    stspin233_process( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, ">>> Set counter clockwise direction\r\n" );
    stspin233_send_double_cmd( &stspin233, STSPIN233_CMD_DIR_MOTOR, STSPIN233_CCW_DIR );
    stspin233_process( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    log_printf( &logger, ">>> STOP MOTOR\r\n" );
    stspin233_send_single_cmd( &stspin233, STSPIN233_CMD_STOP_MOTOR );
    stspin233_process( );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    stspin233_send_single_cmd( &stspin233, STSPIN233_CMD_STATUS );
    stspin233_process( );
    log_printf( &logger, ">>> STATUS: %.5s\r\n", &current_parser_buf[ 9 ] );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "------------------------------\r\n" );
}

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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