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使用TB67H450AFNG和STM32F410RB充分发挥您的直流电机的潜力

提升电机效率

DC Motor 6 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

DC Motor 6 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

升级您的工程解决方案,保持领先。使用高达44V的电压操作您的直流电机!

A

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硬件概览

它是如何工作的?

DC MOTOR 6 Click 基于Toshiba Semiconductor的TB67H451AFNG,这是一款PWM斩波型有刷直流电机驱动器。该IC采用专有的BiCD制造工艺,允许其通过广泛的电源电压供电,从4.5V到44V。由于MOSFET的非常低的导通电阻,TB67H451AFNG可以向连接的负载提供高达3A的电流。然而,许多外部参数会影响最大电压和电流规格,尤其是当连接的负载复杂时,例如直流电机。使用TB67H451AFNG时,电压应施加到VM和VREF引脚。VM电源电压的绝对最大额定值为50V(无活动)。使用范围为4.5V到44V。VREF电源电压的绝对最大额定值为5V。使用范围为0V到4V。由于

TB67H451AFNG集成了欠压锁定(UVLO),因此无需输入电源和关机的特殊程序。然而,建议在输入电源(VM)和关机(瞬态区域)不稳定的状态下,将电机操作设置为关闭。电源稳定后,应通过切换输入信号来操作电机。电机输出电流的绝对最大额定值为3.5A。其工作范围为3A或更少。实际使用的最大电流根据使用条件(环境温度、电路板的布线模式、散热路径和激励设计)而有所限制。应在计算热量并评估电路板的工作环境后配置最合适的电流值。该IC通过PWM恒流控制来控制电机操作。峰值电流值(设定电流值)可以通过电流检测电阻(R2)和参考电压(Vref)的设置来确定。当IN1和IN2引脚都设置为低电平1毫秒(典

型值)或更长时间时,操作模式进入待机模式。当IN1或IN2设置为高电平时,模式从待机模式返回并进入操作模式。TB67H451AFNG不仅可以通过恒流PWM控制,还可以通过直接PWM控制,通过IN控制信号。当VM引脚的电源电压为3.8V或更低时,内部电路被触发;内部复位电路然后关闭输出晶体管。一旦触发UVLO,可以通过将VM电源电压重新施加到4.0V或更高来清除它。此Click板™只能在5V逻辑电压水平下运行。在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电压电平转换。此外,该Click板™配备了一个包含函数和示例代码的库,可以用作进一步开发的参考。

DC Motor 6 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,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。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

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™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

DC Gear Motor - 430RPM (3-6V) 是电机和齿轮箱的全合一组合,齿轮的加入降低了电机速度,同时增加了输出扭矩。该齿轮电机具有直齿轮箱,使其成为低扭矩和低速需求应用的高度可靠解决方案。齿轮电机的最关键参数是速度、扭矩和效率,在这种情况下,无负载时为520RPM,最大效率时为430RPM,电流为60mA,扭矩为50g.cm。该电机额定工作电压范围为3-6V,支持顺时针和逆时针旋转方向,是机器人、医疗设备、电动门锁等许多最初由有刷直流电机执行的功能的优秀解决方案。

DC Motor 6 Click accessories image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Control Signal 1
PC0
AN
Control Signal 2
PC12
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
NC
NC
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

DC Motor 6 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F410RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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 DC MOTOR 6 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • dcmotor6_set_direction - 设置电机方向

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 DC Motor 6 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of DC Motor 6 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. Each step will be logged on the USB UART where
 * you can track the program flow.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "dcmotor6.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static dcmotor6_t dcmotor6;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    dcmotor6_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.

    dcmotor6_cfg_setup( &cfg );
    DCMOTOR6_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    dcmotor6_init( &dcmotor6, &cfg );
}

void application_task ( void )
{
    log_printf( &logger, "The motor turns forward! \r\n" );
    dcmotor6_set_direction( &dcmotor6, DCMOTOR6_MOTOR_FORWARD );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "Pull brake! \r\n" );
    dcmotor6_set_direction( &dcmotor6, DCMOTOR6_MOTOR_BRAKE );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "The motor turns in reverse! \r\n" );
    dcmotor6_set_direction( &dcmotor6, DCMOTOR6_MOTOR_REVERSE );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, "The motor is disconnected (High-Z)! \r\n" );
    dcmotor6_set_direction( &dcmotor6, DCMOTOR6_MOTOR_STOP );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
}

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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