无刷直流电机驱动器
这个库将与大多数3相无刷直流电机驱动器兼容。如 L6234, DRV8305, DRV8313 甚至 L293.
开发这款通用且简单的无刷直流驱动器SimpleFOCShield的动机之一,是因为目前低成本的无刷直流驱动板仍然很难找到,这使得我们对硬件的选择受到了很大的限制。不过好在各种开源社区已经开始在这个方向不断发展,无刷直流电机成为爱好社区的标准指日可待!😃
选择什么样的无刷直流驱动器,直接取决于你正在使用的无刷直流电机。对于无刷直流驱动器驱动器的选型,我们可以将其分为两组:
- 低功率无刷直流电机驱动器 - 云台电机 (R>10Ω)
- 高性能无刷直流电机驱动器 - 大功率无刷直流电机(R<1Ω)
低功率板(云台电机)
以下的一些无刷直流驱动板是为云台电机专门设计的。云台电机通常极对数大于10,内阻>10Ω。它们在低速时具有非常稳定的性能。云台电机非常通用,能够高质完美的替代步进电机和直流伺服电机。
示例 | 描述 | 规格 | 链接 | 价格 |
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Arduino SimpleFOCShield v1 | - L6234 芯片 - 8-24V - up to 5 Amps - 1 电机 - Arduino Shield - Encoder+I2C Pullups | More info | 15€ | |
Arduino SimpleFOCShield v2 | - L6234 芯片 - 8-24V - up to 5 Amps - 1 电机 - Arduino Shield - Encoder+I2C Pullups - 在线电流检测 - 板载电压调节器 | SimpleFOC store Aliexpress Ebay | ~20€ | |
SimpleFOCMini v1 | - DRV8313 芯片 - 8-30V - up to 2.5 Amps - 3.3V LDO onboard - 1 电机 - 21x26mm | SimpleFOC store (即将上架) | 5-7€ | |
Drotek L6234 breakout board | - L6234 芯片 - 1 电机 - 25x25mm | Drotek Ebay | 30€ | |
Deng FOC controller breakout board | - L6234 芯片 - 8-24V - up to 5 Amps - 2 电机 - 39x56mm | Aliexpress Ebay | 35-50€ |
或者,你也可以找到集成无刷直流驱动器和单片机的云台电机控制板。
示例 | 描述 | 规格 | 链接 | 价格 |
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HMBGC V2.2 | - 4599 mosfet - 2 电机 - 50x30mm - Atmega328 | Ebay | 20€ | |
BGC 3.0 | - 4599 mosfet - 2 电机 - 50x50mm - Atmega328 | Aliexpress | 10€ | |
BGC 3.1 | - l6234 - 2 电机 - 50x50mm - Atmega328 | Ebay | 10€ | |
Storm32 BGC | - DRV8313 - 3 电机 - 50x50mm - Stm32f103 | Ebay | 25€ |
最后,运行云台电机最便宜的解决方案之一是使用双直流电机驱动器,如:
| 示例 | 描述 | 规格 | 链接 | 价格 | | ———————————————————— | ——————– | ———————————————————— | ———————————————————— | —- | | | Stepper driver L298N | - L298N 芯片
- 1 电机
- 5V-35V
- 2A(MAX single bridge) | Ebay | 2€ |
L298N 的局限性
L298N 基于双极晶体管技术,具有较长的晶体管上升时间,会使得电机无法平稳运行。 我们建议仅在闭环模式下使用基于L298N的电路板,因为位置传感器能够减少由驱动器带来的噪音。 此外,虽有一定性能限制,但作为熟悉大电流 FOC 的廉价方案,它也可以是初学者不错的选择。
高性能驱动板
SimpleFOClibrary基本支持任何可以使用3路PWM或6路PWM信号控制的无刷直流电机驱动器。到目前为止(version 1.3.1),库还没有实现电流控制环。电机力矩通过电压直接控制(更多信息)
以下是经测试,与library库兼容的驱动板:
示例 | 描述 | 规格 | 链接 | 价格 |
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DRV8302 driver | - DRV8302 芯片 - 1 电机 - 45V/27A - BEMF/电流检测 - 失效保护 | Aliexpress | 30€ | |
DRV8301 driver | - DRV8301 芯片 - 1 电机 - 45V/27A - BEMF/电流检测 - 失效检测 - SPI 配置 | Aliexpress | 45€ | |
B-G431B-ESC1 | - STM32G431CB 芯片 - On-board ST-LINK/V2-1 - 1 电机 - 30V/40A - 低压侧电流检测 - 失效保护 | STM webiste Mouser | 16€ | |
Infineon BLDC-SHIELD_IFX007T shield | - IFX007T 半桥 - 1 电机 - 40V/30A - BEMF/低压侧电流检测 - 失效保护 | Infineon | 40€ | |
@byDagor Dagor Brushless Controller | - DRV8305 驱动器 - 1 电机 - 25V/40A - 电流检测 - 集成传感器 - 基于Esp32 - 失效保护 | simplefoc shop alpha batch sold out | 40€ | |
Arduino SimpleFOCPowerShield | - BTN8982 半桥 - 1 电机 - 40V/30A - 失效保护 Release v1: - 在线电流检测 - I2C/Hall/Encoder pullups - 2x Stackable | fabricate | ~20€ | |
FOC-SimpleFOC-MotorDriveDevelopmentBoard | - IR2103 驱动器 - 1 电机 - 36V/20A - 低侧电流检测 | Aliexpress Ebay | 30€ | |
ODRIVE V3.6 | - STlink programmer needed - 2 电机 - 12-48V - 60A (峰值120A) - 低侧电流检测 | Aliexpress ODive shop | 70-100€ 200€ |
IFX007T and BTN8982 芯片局限性
IFX007T 和 BTN8982 基于较老的晶体管技术,具有较长的晶体管上升时间,会使得电机无法平稳运行。 我们建议仅在闭环模式下使用基于这些芯片的电路板,因为位置传感器能够减少由驱动器带来的噪音。 此外,虽有一定性能限制,但作为熟悉大电流 FOC 的廉价方案,它也可以是初学者不错的选择。