Arduino Simple Field Oriented Control (FOC) project

时代的进步通常令人激动。现今，无刷电机已经进入各种爱好者DIY社区，并且出现了很多高质量且拥有优异性能的无刷电机驱动方案。

相比于直流电机，无刷电机的优点可谓数不胜数，但同时它也拥有巨大的不足，那就是控制过于复杂。尽管身处工具链和PCB制造设计技术发达，设计自己的PCB变得很容易的年代，但一个低成本的无刷电机驱动方案却尚未出现。其中一个原因就是自行编写无刷电机的驱动方案太过复杂，尽管我们可以在网上找到很多成熟的FOC代码方案，但他们大部分都针对特定的硬件配置、特定的单片机；同时，现在很多的FOC算法和硬件开发尝试都是围绕着高功率无刷电机应用，低成本低功率的FOC硬件十分难找，甚至根本就找不到。

灯哥开源 是SimpleFOC官方中文资料的维护者。作为中文官方，我不仅及时更新SimpleFOC的中文翻译和技术资料，还基于SimpleFOC库开发了全开源的基于ESP32的双路无刷电机控制器硬件DengFOC。作为SimpleFOC技术的提倡者,欢迎大家使用SimpleFOC开源技术，若对中文资料有翻译问题或者疑惑，也欢迎大家联系我（待定）。

如果在国内的朋友访问速度慢，可以访问中国国内中文文档镜像站： http://simplefoc.cn/
基于以上痛点，本项目尝试：

• 🎯 揭开 FOC 算法的神秘面纱，制作一个强大而简单的 Arduino 库： Arduino SimpleFOClibrary
  • 支持尽可能多的电机 + 传感器 + 驱动器 + MCU 组合
• 🎯 开发模块化和易于使用的FOC，支持BLDC的驱动板
  • 官方驱动板，看SimpleFOCBoards
  • 社区成员开发了越来越多的板子,看 SimpleFOC Community

新发布 📢: SimpleFOClibrary v2.3.5 查看发布

• ESP32 错误修复
  • 在Arduino-ESP32内核的底层API更改后 PR447
  • 引脚没有配置 PR458
  • 修正了C6 MCPWM的错误 PR440
• 新功能
  • 混合式步进电机相关已经添加到库里 PR457 - 查阅文档
  • 电机特征 (相位电阻和电感) PR436 - 查阅文档
• SAMD21 支持低侧电流检测 PR479
• RP2350 支持 PR435 PR468
• STM32
  • 新驱动程序代码 PR442
  • 支持H7系列的低侧电流检测 PR460
• 文档
  • 混合步进电机的例子 - 查看文档
  • 无传感器FOC例子 - 查看文档
  • 同步循环的简短指南 - 查看文档
• 请参阅v2.3.5的错误修复和新特性的完整列表 修复与新特性

Arduino SimpleFOClibrary - 了解更多 …

这个视频演示了 Simple FOC 库的基本用法、电器连接并展示了它的性能。

特性

• 简易安装:
  • Arduino IDE: Arduino 库管理器集成
  • PlatformIO
• 开源: 在github上可以获得完整的代码和文档
• 目标:
  • 支持尽可能多的 传感器 + 电机 + 驱动器 + 电流检测 组合
  • 提供包含 API 引用和示例的最新且深入的文档
• 易于设置和配置:
  • 简单的硬件配置
  • 每个硬件组件都是一个 C++ 对象（易于理解）
  • 轻松 调整控制回路
  • SimpleFOCStudio 配置 GUI 工具
  • 内置通信和监控
• 跨平台:
  • 从一个微控制器系列到另一个系列的无缝代码传输
  • 支持多种MCU 架构:
    • Arduino: UNO, MEGA, DUE, Leonardo, Nano, UNO R4, MKR ….
    • STM32
    • ESP32
    • Teensy
    • many more …

SimpleFOCBoards - 了解更多 …

SimpleFOC 项目的目标之一是开发低成本、易于使用、与 SimpleFOC 库兼容且完全开源的 BLDC 驱动板！因此，SimpleFOC 团队成员开发了一套专为易于使用而设计的板，以帮助您启动 FOC 之旅。除了易于使用之外，这些板的目标是作为社区构建的参考设计。最后，尽管其中一些板可以在我们的商店中找到，但我们的文档提供了大量有关如何自己制造板的文档和分步指南。

除了官方板之外，还有许多其他与 SimpleFOC 库兼容的板可供您探索，请参阅文档 。此外，社区还提出了一些其他很酷的硬件设计。查看我们的社区论坛了解更多信息。

以下是 SimpleFOC 团队开发的一些官方板：

SimpleFOCShield的一个简短演示视频（有点过时，但仍然相关）

（视频链接需要修改）

想了解更多关于电路板的信息以及自制方法，请查看 “ 电路板专区 ”

其他的可代用FOC方案

SimpleFOC 的重点是使 FOC 变得简单 （:D），并支持尽可能多的电机 + 传感器 + 驱动器 + MCU 组合。如果您不太关心固件的简单性 ，并且不介意为了性能而权衡跨平台灵活性，那么还有其他几个项目也使用 FOC，并且可以为您的应用程序提供更紧凑、更强大或更强大的解决方案。其中许多项目都是开源的，从一开始就是我们的灵感来源，尤其是 VESC 和 Odrive。如果您正在开始您的 FOC 之旅，请务必查看它们！

P.S. 这些项目都没有使用 SimpleFOC 库 ，但 SimpleFOC 库可以用作这些项目中开发的多个驱动板的软件

项目	开源硬件	开源固件	简易使用	低成本	额定功率	支持步进	SimpleFOC 支持
Odrive	✔️/(❌ 来自最近)	✔️/(❌ 来自最近)	✔️	❌ (>200$)	高 （>50A）	❌	✔️
Vesc	✔️	✔️	✔️	❌ (>100$)	非常高 （>100A）	❌	✔️
Trinamic	❌	❌	✔️	❌ (>200$)	低 （~10A）	✔️	❌
Infineon	✔️	❌	✔️	✔️ (50$)	低 （~10A）	❌	❌
FOC-Arduino-Brushless	✔️	✔️	❌	✔️ (价格未知)	低 （~10A）	❌	? (未测试)
Tinymovr R5.2	❌	✔️	✔️	❌ (~90$)	高 (~30A)	❌	? (未测试)
Tinymovr M5.2	❌	✔️	✔️	❌ (~90$)	低 (~6Amps)	❌	? (未测试)
Mjbots moteus	✔️	✔️	✔️	❌ (70-160$)	中等 (20Amps) 到 高 (100Amps)	❌	? (未测试)
Open robotics initiative MicroDriver	✔️	✔️	❌	✔️(~50$)	中等 (~20Amps)	❌	? 未测试)
SOLO	❌	❌	✔️	❌(70$-600$)	中等 (~16Amps) 到 非常高 (~120Amps)	❌	❌

⚠️ 这个列表当然不是详尽无遗的，请随时为扩展/完成/更正它做出贡献！