我们的无刷直流电机(BLDC)解决方案让您实现了前所未有的电机性能,提高了效率和生产力。
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硬件概览
它是如何工作的?
Brushless 4 Click基于MCP8063,这是一款来自Microchip的3相无刷正弦感应电机驱动器。该IC具有许多功能,使其成为驱动各种小型到中型BLDC电机的完美选择。由于其高度集成,MCP8063需要较少的外部组件。它通过FG引脚提供了转子位置的数字输出,该引脚被路由到mikroBUS™ INT引脚,同时在Click board™本身上也标有FG。通过mikroBUS™的PWM引脚实现了转速控制,该引脚被路由到IC的PWM输入引脚。Brushless 4 click最独特的特性之一是180°正弦驱动,比更常用的120°驱动拓扑提供更多的扭矩和更高的效率。如上所述,PWM信号可用于控制电机速度。占空比控制转子速度,而PWM信号的频率不会影响转速,可以在20Hz至100kHz之间变化。当PWM输入处于高电平时,电机的旋转速度将达到最大。当PWM输入保持在低电平时,电机停止转动。在高电
平和低电平之间切换将导致转子以特定速度转动,这取决于高电平状态的持续时间。PWM引脚被路由到mikroBUS™的同名引脚上,方便MCU提供所需的PWM信号。控制电机速度的另一种方法是通过改变电机电源的电压来实现,该电压通过输入螺钉端子连接,标有VBAT。该电压范围为2V至14V。由于这个端子为MCP8063的输出级和内部逻辑电路(通过内部电压调节器)提供电源,因此必须将电源连接到输入端子。可以使用FG引脚确定电机的旋转速度和相位。该引脚就像霍尔效应传感器输出一样,通过mikroBUS™向主机MCU提供有关电机速度和相位的信息。FC引脚通过板载电阻上拉。当出现锁死或失同步条件时,该引脚被设置为高阻抗模式,并被拉到高电平-由于上拉电阻。当转子被阻塞或失去同步时,内部锁定部分会检测到此条件,并将线圈连接到GND,有
效地以最小的自发热释放转子。超时后,将尝试再次运行转子。如果仍然被阻塞,则检测到另一个锁定事件,并启动另一个超时周期。通过这种方式,转子受到过热的保护。如前所述,MCP8063 IC具有过电流保护功能。最大电流内部限制为1.5A。此限制防止电机线圈过热,并保护输出级晶体管。一项良好的做法是始终保持功耗低于最大指定值,以确保有足够的余量。当IC达到170°C时,热保护会保护IC,并在尝试重新启动之前具有25°C的迟滞,这意味着IC必须冷却到145°C。输出三极螺钉端子用于连接电机相位。它被标记为A、B和C,允许连接不需要超过1.5A(当内部过电流限制被触发时)的三极BLDC电机。Brushless 4 Click仅支持3.3V的MCU,并且不打算通过5V MCU连接或控制,除非使用适当的电平转换电路。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G474R 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。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
512
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
128k
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
应用程序输出
1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程。

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持
库描述
这个库包含用于 Brushless 4 Click 驱动程序的 API。
关键函数:
brushless4_set_duty_cycle
- 此函数设置 PWM 占空比brushless4_pwm_start
- 此函数启动 PWM 模块brushless4_pwm_pin
- 此函数设置 PWM 引脚的状态
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 Brushless 4 Click example
*
* # Description
* This click has many features for driving a wide range of small to medium BLDC motors.
* It provides the rotor position digital output, via the FG pin, routed to the mikroBUS INT pin.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes the GPIO driver
* and configures the PWM peripheral for controlling the speed of the motor.
*
* ## Application Task
* This is an example that demonstrates the use of a Brushless 4 Click board.
* Brushless 4 Click communicates with the register via the PWM interface.
* Increases and decreasing the speed of the motor demonstrate speed control.
* Results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
*
*
* @author Nikola Peric
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "brushless4.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static brushless4_t brushless4;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
brushless4_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.
brushless4_cfg_setup( &cfg );
BRUSHLESS4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
brushless4_init( &brushless4, &cfg );
brushless4_set_duty_cycle ( &brushless4, 0.0 );
brushless4_pwm_start( &brushless4 );
log_info( &logger, "---- Application Task ----" );
Delay_ms ( 1000 );
}
void application_task ( void )
{
static int8_t duty_cnt = 1;
static int8_t duty_inc = 1;
float duty = duty_cnt / 10.0;
brushless4_set_duty_cycle ( &brushless4, duty );
log_printf( &logger, "Duty: %d%%\r\n", ( uint16_t )( duty_cnt * 10 ) );
Delay_ms ( 500 );
if ( 10 == duty_cnt )
{
duty_inc = -1;
log_printf( &logger, " Slowing down... \r\n" );
}
else if ( 0 == duty_cnt )
{
duty_inc = 1;
log_printf( &logger, " Increasing the motor speed... \r\n" );
}
duty_cnt += duty_inc;
}
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
类别:无刷