基于Drotek’s L6234 driver的速度控制例程

Drotek’s L6234 breakout board（转接板）是一款十分简单的三相无刷直流电机驱动器。它十分适用于FOC初学者。本速度控制例程项目就用到了 SimpleFOClibrary 和以下硬件：

Arduino UNO	Drotek L6234 breakout board（转接板）	AMT 103 encoder（编码器）	IPower GBM8017-120T

连接所有硬件

有关 Arduino UNO 与 L6234 接线的深入讲解，请查看接线案例。

编码器

编码器通道 A 和 B 连接到 Arduino 的外部中断引脚 2 和 3。

L6234 转接板

连接到 Arduino 引脚9、10 和11 （你也可以使用引脚 5 和 6）。
此外，你能连接 enable 引脚到 Arduino 的任一数字引脚。图中展示的是连接到引脚 8 ，但这是自行选择的。你可以直接连接驱动器使能到 5v。
确保电源公共地与你的 Arduino 相连接。

电机

电机 a相、 b相和 c相直接连接到驱动板输出信号。

Arduino 代码

让我们一起阅读这个例程的所有代码并开始编写吧。你需要做的第一件事是引入 SimpleFOC 库：

#include <SimpleFOC.h>

请确保你安装了该库。如若没有安装，请返回页面”让我们开始吧“ 查看

编码器代码

首先，我们定义 Encoder 中A、B通道的引脚以及每转脉冲数。

// 定义编码器
Encoder encoder = Encoder(2, 3, 2048);

然后，我们定义buffer回调函数。

// 通道A和B回调
void doA(){encoder.handleA();}
void doB(){encoder.handleB();}

在函数 setup() 中，我们初始化编码器以及启用中断：

// 初始化硬件编码器
encoder.init();
// 硬件中断启用
encoder.enableInterrupts(doA, doB);

那么这就让我们一起设置电机吧。

更多编码器参数配置信息，请查看Encoder文档.

电机代码

首先，我们需要定义 BLDCMotor 中的极对数为 14

// 定义无刷直流电机
BLDCMotor motor = BLDCMotor(14);

如果你不确定你电机的极对数是什么，请查看 find_pole_pairs.ino 的例子。

接着，我们需要定义 BLDCDriver3PWM 中电机的 PWM 引脚数字以及驱动器的使能引脚。

// 定义无刷直流驱动
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 10, 11, 8);

然后，在 setup()中我们要先配置电源电压（如果不是跟例程一样是12V），再初始化驱动器。

// 电源电压
// 默认 12 V
driver.voltage_power_supply = 12;
driver.init();

然后，我们通过指定 motor.controller变量来告诉电机运行哪个模式。

// 设置要使用的控制回路类型
// 运动控制类型::转矩
// 运动控制类型::速度
// 运动控制类型::角度
motor.controller = MotionControlType::velocity;

现在我们要来配置速度环PI控制器参数。

// 速度PI控制器参数
// 默认 P=0.5 I = 10
motor.PID_velocity.P = 0.2;
motor.PID_velocity.I = 20;
// 默认电压电源
motor.voltage_limit = 6;

此外，我们可以配置低通滤波器的时间常数 Tf。

// 速度低通滤波
// 默认的5ms -尝试不同的值，选择最好的。
// 越低过滤越少
motor.LPF_velocity.Tf = 0.01;

更多速度控制环的信息，请查看文档.

最后，我们将编码器和驱动板与电机连接，初始化硬件，初始化 Field Oriented Control（FOC）。

// 将电机连接到传感器上
motor.linkSensor(&encoder);
// 连接驱动器
motor.linkDriver(&driver);

// 初始化运动
motor.init();
// 校准编码器并启动FOC
motor.initFOC();

对驱动电机来说，最后也是最重要的一步当然就是将focloop()放入 loop 函数中，让它能够不断循环了。

void loop() {
// 迭代FOC函数
motor.loopFOC();

// 迭代函数设置和计算速度环
// 这个函数可以在比 loopFOC 函数低得多的频率下运行
motor.move(target_velocity);
}

那么现在就让我们看看完整的代码吧！

更多参数和控制环配置信息，请查看BLDCMotor文档.

完整Arduino代码

在完整代码中，我加入了一个小型串行 commander接口，使其能够实时改变速度的目标值。

#include <SimpleFOC.h>

// 定义无刷直流电机
BLDCMotor motor = BLDCMotor( 14 );
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 10, 11, 8);

// 定义编码器
Encoder encoder = Encoder(2, 3, 2048);
// 通道A和B回调
void doA(){encoder.handleA();}
void doB(){encoder.handleB();}

// 速度设定值变量
float target_velocity = 0;
// commander 接口
Commander command = Commander(Serial);
void onTarget(char* cmd){ command.scalar(&target_velocity, cmd); }

void setup() {
  
  // 初始化硬件编码器
  encoder.init();
  // 硬件中断启用
  encoder.enableInterrupts(doA, doB);

  // 电源电压
  // 默认 12 V
  driver.voltage_power_supply = 12;
  driver.init();
  // 把电机连接到驱动器上
  motor.linkDriver(&driver);

  // 设置要使用的控制回路类型
  motor.controller = MotionControlType::velocity;

  // 速度PI控制器参数
  // 默认 P=0.5 I = 10
  motor.PID_velocity.P = 0.2;
  motor.PID_velocity.I = 20;
  // 默认电压电源
  motor.voltage_limit = 6;
  
  // 速度低通滤波
  // 默认的5ms -尝试不同的值，选择最好的。
  // 越低过滤越少
  motor.LPF_velocity.Tf = 0.01;
  

  // 将电机连接到传感器上
  motor.linkSensor(&encoder);

  // 初始化电机
  motor.init();
  // 校准编码器并启动FOC
  motor.initFOC();

  // 添加目标命令T
  command.add('T', doTarget, "target velocity");

  // 监控端口
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Motor ready.");
  Serial.println("Set the target velocity using serial terminal:");
  _delay(1000);
}


void loop() {
  // 迭代foc函数
  motor.loopFOC();

  // 迭代函数设置和计算速度环
  // 这个函数可以在比 loopFOC 函数低得多的频率下运行
  motor.move(target_velocity);

  // 用户沟通
  command.run();
}