用于冷却系统、自动化和精密机械中精确调整速度和方向的无刷直流电机控制。
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硬件概览
它是如何工作的?
Brushless 10 Click 基于东芝半导体的 TC78B016FTG,一款适用于无刷直流电机的三相正弦波 PWM 驱动器。该驱动器配备了东芝的智能相位控制(InPAC)功能,这是一种先进的功能,旨在自动调整电机的相位,从而消除了手动校准的需求,简化了设置过程,并提高了电机的效率。主要用于风扇电机,该驱动器利用其相位调整能力显著提升了操作效率。TC78B016FTG 具有多个控制和诊断功能,以有效管理和监控无刷直流电机。FGO(旋转速度输出)功能通过霍尔传感器产生旋转脉冲,可通过 FG 开关或板载 DAC(如果 R26 已安装)配置为每电角度一个或三个脉冲,逻辑 1 为每电角度三脉冲,逻辑 0 为一个脉冲,并通过蓝色 FG LED 视觉显示操作模式。电机操作可通过 BRK 引脚停止,高电平激活制动功能,低电平恢复正常操作。电机速度控制通过 TSP(旋转速度命令)功能管理,允许基于 PWM 占空比输出进行启动、停止和速度调节。此功能可通过模拟电压或脉冲占空比控制选择,使用 SP 开关或板载 DAC(如果 R25 已安装)实现。LD 引脚通过检测过流、热关断、电机锁定或欠压/过压条件来增强安全性,并通过红色 ALR LED 提供视觉警
报。此外,电路板支持电机的方向控制,可通过 CW/CCW 开关或板载 DAC(如果 R22 已安装)实现,低电平为正向,高电平为反向。TC78B016FTG 的附加功能可通过板载 DAC43608 调整,该 DAC 通过 I2C 连接与主 MCU 接口。通过将 ADDR SEL 跳线设置为位置 0 或 1,可以选择其 I2C 地址,为通信协议提供一层定制。通过此 DAC 可以实现多种电机控制增强功能,例如前导角控制。此功能根据旋转速度和电流变化动态提高电机效率。此控制可通过 LA 开关激活用于智能相位控制(InPAC)或频率调整,或通过输入电压进行外部前导角控制,当 R27 已安装时,可调范围为 0° 至 58°。此外,还可设置最小输出占空比和电机锁定配置,确定锁定功能是否激活及其操作与暂停的持续时间。此外,DAC 可选择电机的 PWM 频率,提供 25kHz、50kHz、100kHz 或 200kHz 的选项,根据应用需求调整电机性能。另一个重要功能是 TSTEP SEL 跳线,它执行电机的加速和减速控制。此功能允许电机在启动时逐渐增加或减少速度,过渡时间可根据跳线位置调整为 0.01 秒或 10 秒。Brushless 10 Click 支持通过 VM 端子从 6V 到 30V 的外部电源,并允许通过
R19 和 R23 电流感应电阻调整电流输出,电阻值为 150mΩ,额定电流为 1.5A。此功能确保电路板能够管理各种无刷直流电机(BLDC),包括配备霍尔传感器的电机,如 MIKROE 提供的带霍尔传感器的 BLDC 电机。除了电机连接端子外,电路板还配有专用引脚连接这些额外的霍尔信号,增强电机的精度和效率。此外,通过在电路板背面的跳线可以添加可选的 4k7 上拉电阻来微调这些霍尔信号输入。根据用户的需求,这些跳线可以设置为开启或关闭位置,提供信号完整性的定制层。此外,该 Click board™ 预先配置为霍尔 IC 使用的操作模式,提供基于 TC78B016FTG 提供的参考电压的额外霍尔 U/V/W 信号配置。使用霍尔元件时,必须在板上某些元件进行焊接去除操作。一个橙色的 VREG LED 视觉指示此参考电压,确保用户可以轻松检查板子的状态。此 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择使用 3.3V 或 5V 逻辑电压电平。这样,3.3V 和 5V 兼容的 MCU 都可以正确使用通信线路。此外,此 Click board™ 配备了一个包含易于使用的功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。
功能概述
开发板
Arduino UNO 是围绕 ATmega328P 芯片构建的多功能微控制器板。它为各种项目提供了广泛的连接选项,具有 14 个数字输入/输出引脚,其中六个支持 PWM 输出,以及六个模拟输入。其核心组件包括一个 16MHz 的陶瓷谐振器、一个 USB 连接器、一个电
源插孔、一个 ICSP 头和一个复位按钮,提供了为板 子供电和编程所需的一切。UNO 可以通过 USB 连接到计算机,也可以通过 AC-to-DC 适配器或电池供电。作为第一个 USB Arduino 板,它成为 Arduino 平台的基准,"Uno" 符号化其作为系列首款产品的地
位。这个名称选择,意为意大利语中的 "一",是为了 纪念 Arduino Software(IDE)1.0 的推出。最初与 Arduino Software(IDE)版本1.0 同时推出,Uno 自此成为后续 Arduino 发布的基础模型,体现了该平台的演进。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
AVR
MCU 内存 (KB)
32
硅供应商
Microchip
引脚数
32
RAM (字节)
2048
你完善了我!
配件
Arduino Mega 的 Click Shield 配备了四个 mikroBUS™ 插槽,其中两个是 Shuttle 连接器,允许所有的 Click board™ 设备与 Arduino Mega 板轻松连接。Arduino Mega 板采用了AVR 8位微控制器,具有先进的RISC架构,54个数字 I/O 引脚,并且兼容 Arduino™,为原型设计和创建多样化应用提供了无限的可能性。该板通过 USB 连接方便地进行控制和供电,以便在开箱即用时高效地对 Arduino Mega 板进行编程和调试,另外还需要将额外的 USB 电缆连接到板上的 USB B 端口。通过集成的 ATmega16U2 程序器简化项目开发,并利用丰富的 I/O 选项和扩展功能释放创造力。有八个开关,您可以将其用作输入,并有八个 LED,可用作 MEGA2560 的输出。此外,该 shield 还具有来自 Microchip 的高精度缓冲电压参考 MCP1501。该参考电压默认通过板底部的 EXT REF 跳线选择。您可以像通常在 Arduino Mega 板上那样选择外部参考电压。还有一个用于测试目的的 GND 钩子。另外,还有四个额外的 LED,分别是 PWR、LED(标准引脚 D13)、RX 和 TX LED,连接到 UART1(mikroBUS™ 1 插槽)。此 Click Shield 还具有几个开关,执行诸如选择 mikroBUS™ 插槽上模拟信号的逻辑电平以及选择 mikroBUS™ 插槽本身的逻辑电压级别等功能。此外,用户还可以使用现有的双向电平转换器,无论 Click board™ 是否以3.3V或5V逻辑电压级别运行,都可以使用任何 Click board™。一旦您将 Arduino Mega 板与 Click Shield for Arduino Mega 连接,就可以访问数百个使用3.3V或5V逻辑电压级别工作的 Click board™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
原理图
一步一步来
项目组装
实时跟踪您的结果
通过调试模式的应用程序输出
1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。
2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。
软件支持
库描述
该库包含 Brushless 10 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
brushless10_set_duty_cycle
- 此功能以百分比设置PWM占空比(范围 [0..1])brushless10_pull_brake
- 此功能通过将BRAKE引脚设置为高逻辑状态来拉制动brushless10_release_brake
- 此功能通过将BRAKE引脚设置为低逻辑状态来释放制动
开源
代码示例
这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。
/*!
* @file main.c
* @brief Brushless 10 Click example
*
* # Description
* This example demonstrates the use of the Brushless 10 click board by driving the
* motor at different speeds.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and performs the click default configuration.
*
* ## Application Task
* Controls the motor speed by changing the PWM duty cycle every 2 seconds.
* The duty cycle ranges from 20% to 100%. 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 "brushless10.h"
static brushless10_t brushless10;
static log_t logger;
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
brushless10_cfg_t brushless10_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.
brushless10_cfg_setup( &brushless10_cfg );
BRUSHLESS10_MAP_MIKROBUS( brushless10_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( BRUSHLESS10_OK != brushless10_init( &brushless10, &brushless10_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Communication init." );
for ( ; ; );
}
if ( BRUSHLESS10_OK != brushless10_default_cfg ( &brushless10 ) )
{
log_error( &logger, " Default configuration." );
for ( ; ; );
}
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
static int8_t duty_cnt = 2;
static int8_t duty_inc = 1;
float duty = duty_cnt / 10.0;
brushless10_set_duty_cycle ( &brushless10, duty );
log_printf( &logger, "> Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
Delay_ms( 2000 );
duty_cnt += duty_inc;
if ( duty_cnt > 10 )
{
duty_cnt = 9;
duty_inc = -1;
}
else if ( duty_cnt < 2 )
{
duty_cnt = 2;
duty_inc = 1;
log_printf( &logger, " Pull brake\r\n" );
brushless10_pull_brake ( &brushless10 );
Delay_ms( 3000 );
log_printf( &logger, " Release brake\r\n" );
brushless10_release_brake ( &brushless10 );
Delay_ms( 1000 );
}
}
int main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
return 0;
}
// ------------------------------------------------------------------------ END