基于stc8H驱动三相无刷电机开源项目技术专题概要

编程入门行业动态更新时间:2024-10-19 14:31:27

基于stc8H驱动三相无刷电机开源项目技术专题<a href=https://www.elefans.com/category/jswz/34/1759626.html style= 概要"/>

基于stc8H驱动三相无刷电机开源项目技术专题概要

✨资源可以通过STC官方首页搜索关键字三相无刷电机驱动，即可找到相关资源，也可以通过STC8H手册也可以找到对应的内容。但是都没有对其原理和实现做详细讲解。

🌿在此开源项目基础上，做了一些功能添加,实物验证成功后，将其中所利用到的实现技术和原理，进行拆分说明（不包含具体代码实现）。

📋个人自制的第一版，也不是自己完美的版本，有些功能都是在PCB已经设计完成或者发出打样后才想到需要添加和补充的功能。
✨目前已经基本调通，对自制样板的所有功能的调试测试和功能验证。

🍁初版原理图
🌼改版原理图：
🍁 功能框架：
📑功能外设使用
🎞实物图：
- 🌿将焊接在板上的RK097 10K立式电位器，改用可插拔式的精密多圈可调电阻器。

- 🌿焊接在板上的立式电位器 RK097，

📓功能块(仅对功能实现部分说明，没有实现的不做讲解)

🌿原版电路无改动，无传感器反电动势检测电路。

W相----ADC10----P02
V相----ADC9----P01
U相----ADC8----P00
CMP比较引脚----P36

🌿有改动，三相无刷直流电机驱动引脚（注意修改更新了R1、R9、R15，
1K变更为10K）

W相,上桥臂—P10,下桥臂—P11
V相,上桥臂—P12,下桥臂—P13
U相,上桥臂—P14,下桥臂—P15

🌿新增功能，EC11编码器用于调速以及调速模式切换

P32 接EC11编码器A，顺时针，增加占空比，调速
P23 接EC11编码器B，逆时针，减少占空比，调速
P37 接EC11编码器M,多功能按键，用于调速模式切换设置和控制OLED屏幕关闭和开启。

🎬通过EC11编码器调整输入信号配置模式：

🎬通过EC11编码器调节占空比，从而控制电机转速。

🎬通过EC11编码器按键，双击关闭和开启屏幕

✨这里EC11编码器调节占空比单纯利用外部中断来实现，对于STCH可以使用高级PWM功能来实现正交编码功能，但是这里的高级PWM功能被CMP和ADC占用。

🌿 按键控制

🔖涉及到的按键功能都使用到了外部中断功能来实现。

🌿运行状态指示灯

P16：运行模式。(模式0（ADC调速）：以0.2s频率闪烁；模式1（EC11编码器）：以0.6s频率闪烁；模式2（PPM信号）：以1s频率闪烁)
P17:正常运行。
P54:停止运行.

🌿原版电路无改动，定位器调速模式下，ADC采样原理.

⛳改版以及原电路电阻值调整说明

🌿新增引出的硬件上未使用的I2C接口引脚，方便接I2C OLED屏幕。(如果软件I2C驱动方式可以任意2个引脚)
📝修改更新了R1、R9、R15，1K变更为10K。
🌿通过下面的仿真数据，可以看出，在上桥臂驱动的时候，Q1到地的电路为14.01mA.
🔧调整上图中的R5和R3之后，Q1到地的电流减小到5.418mA。

🔖以上数据在线仿真给出的结果：

📐电路实况测量，电机运转时，所测得的Q7、Q10、Q13集电极的驱动波形：
📏PWM1_L、PWM2_L、PWM3_L端的波形：

📑器件选型说明

✨在选择驱动MOS管时，耐压值越高越好，但是考虑经济合理性，越耐压高且大电流的管子价格就越贵。

🌿MOS管耐压值选择方面，选择驱动电压的2.5 - 3倍耐压值。例如这里使用12V驱动电源供电的话，那么耐压值选择30V的.
🌿MOS管电流的话，跟驱动负载有关系。功率P=U*I，总功率=额定功率+20%的余量。然后反推电流I大小。
🌿封装类型，大功率使用情况下，不需加单独的散热块的话，推荐使用TO-252-2、TO-263-2，需加单独散热块的话选择to-220封装的。
🌿根据使用功率的不同，在PCB电路设计走线时也需要多注意，保留足够大电流通过的线宽。
🌿ADC调速，定位器推荐选择多圈高精度的定位器，如果是采用RK097N定位器的话，基本上是，旋转一圈就从0 -100%,很考验个人手感，使用手指扭的力量过大，占空比就拉高或拉低了很多，（这里仅做物理量简单说明，不包含软件代码上使用算法优化此问题）速度一下子就飙升上去了，如果想做到精细化均匀调整占空比，从而达到调节转速，还是推荐使用多圈精密电位器。调节起来，速度加减平稳。（物理上能解决的问题最好还是使用物理方法来解决控制，方法简单；如果要从软件代码上优化此问题，不是不可以解决，只是没有使用物理方法那么可靠。）