今天拥抱刷式电机控制的力量,并在直流电机的启动序列期间自动调节电流!
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硬件概览
它是如何工作的?
DC Motor 15 Click基于德州仪器的DRV8874,这是一款集成了N沟道H桥、充电泵、电流感知和比例输出、电流调节以及保护电路的集成电机驱动器。DRV8874可从外部供电电源4.5V至37V进行操作,为各种电机和负载提供广泛范围的输出负载电流。充电泵功能通过支持N沟道MOSFET半桥和100%占空比驱动来提高效率。此Click board™还集成了电流感知、调节和反馈功能。这些特性使得DRV8874能够在没有外部感应电阻或感应电路的情况下感知输出电流,从而降低了系统成本和复杂性。这还使得设备能够在电机停滞或扭矩事件发生时限制输出电流,并通过mikroBUS™上的AN引脚(标记为IPR)提供
关于负载电流的详细反馈给MCU。DRV8874集成了一个H桥输出功率级,可以通过PMODE引脚设置在不同的控制模式下运行。这个Click board™上的PMODE引脚设置为逻辑低电平,意味着设备被锁定在PH/EN模式中。PH/EN模式允许通过两个GPIO引脚(标记为IN2和IN1,路由到mikroBUS™插座的PWM和CS引脚)控制H桥,以实现速度和方向类型的接口。它还具有睡眠模式,通过关闭大部分内部电路,实现超低静态电流吸收。路由到mikroBUS™插座的RST引脚的SLP引脚提供了超低功耗模式,以在系统不活动期间最小化电流吸收。与产品描述中提到的一样,DC Motor 15 Click使用多个GPIO引脚与MCU进行通信。
除了用于调整电机速度和旋转方向的引脚之外,这个Click board™还具有一个标记为FLT的中断引脚,路由到mikroBUS™插座的INT引脚,用于保护设备和输出负载。当出现故障时,DRV8874进入故障模式,当恢复条件得到满足时,退出故障模式,并重新进入活动模式。这个Click board™可以选择使用通过VCC SEL跳线选择的3.3V或5V逻辑电压电平运行。这样,既支持3.3V又支持5V的MCU可以正确使用通信线路。此外,该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
Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO®
Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用
连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU
建筑
ARM Cortex-M0
MCU 内存 (KB)
192
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
20480
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 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 DC Motor 15 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
dcmotor15_forward
- 该函数用于使电机向前运转。dcmotor15_reverse
- 该函数用于使电机向后运转。dcmotor15_brake
- 该函数用于刹车电机。
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 DC Motor 15 Click Example.
*
* # Description
* This example demonstrates the use of DC Motor 15 click board.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the driver and makes an initial log.
*
* ## Application Task
* Drives the motor in the forward direction for 5 seconds, then pulls brake for 2 seconds,
* and after that drives it in the reverse direction for 5 seconds, and finally,
* disconnects the motor for 2 seconds. It will also calculates and displays the motor current consumption.
* 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 "dcmotor15.h"
// Number of ADC conversions that will be performed for a single current measurement.
#define NUM_OF_ADC_CONVERSATIONS 1000
// Time period for forward and reverse modes in seconds.
#define RUN_PERIOD 6
// Time period for brake and stop modes in seconds.
#define IDLE_PERIOD 3
static dcmotor15_t dcmotor15; /**< DC Motor 15 Click driver object. */
static log_t logger; /**< Logger object. */
void display_current ( dcmotor15_t *ctx, uint16_t delay )
{
float current = 0;
for ( uint8_t cnt = 0; cnt < delay; cnt++ )
{
Delay_ms( 1000 );
current = dcmotor15_get_current ( &dcmotor15, NUM_OF_ADC_CONVERSATIONS );
log_printf( &logger, " Current : %.3f [A]\r\n", current );
}
log_printf( &logger, " ------------------------------\r\n" );
}
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg; /**< Logger config object. */
dcmotor15_cfg_t dcmotor15_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 );
Delay_ms( 100 );
log_info( &logger, " Application Init " );
// Click initialization.
dcmotor15_cfg_setup( &dcmotor15_cfg );
DCMOTOR15_MAP_MIKROBUS( dcmotor15_cfg, MIKROBUS_1 );
if ( ADC_ERROR == dcmotor15_init( &dcmotor15, &dcmotor15_cfg ) )
{
log_error( &logger, " Application Init Error. " );
log_info( &logger, " Please, run program again... " );
for ( ; ; );
}
dcmotor15_default_cfg ( &dcmotor15 );
log_info( &logger, " Application Task " );
}
void application_task ( void )
{
log_printf( &logger, " The motor turns forward! \r\n" );
dcmotor15_forward( &dcmotor15 );
display_current ( &dcmotor15, RUN_PERIOD );
log_printf( &logger, " Pull brake! \r\n" );
dcmotor15_brake( &dcmotor15 );
display_current ( &dcmotor15, IDLE_PERIOD );
log_printf( &logger, " The motor turns in reverse! \r\n" );
dcmotor15_reverse( &dcmotor15 );
display_current ( &dcmotor15, RUN_PERIOD );
log_printf( &logger, " The motor is disconnected (High-Z)! \r\n" );
dcmotor15_stop( &dcmotor15 );
display_current ( &dcmotor15, IDLE_PERIOD );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END