第2章硬件平台简介
本章我们主要来介绍本教程所配套的硬件平台,包括:开发板、驱动器、电机等。大家可以根据自己的需求来选择相应的硬件。
本章分为如下几个小节:
2.1配套开发板
2.2 配套驱动器
2.3 配套电机
2.1 配套开发板
本教程所配套的开发板为ATK-DMF407电机开发板,此开发板可用于多种电机的控制,包括:直流有刷电机、直流无刷电机、舵机、步进电机、PMSM等。若您使用的是其他开发板,则可以参考或借鉴本教程的内容。ATK-DMF407电机开发板的外观如图2.1.1所示:
图2.1.1 ATK-DMF407电机开发板
ATK-DMF407电机开发板的硬件参数如表2.1.1所示:
项目 | 说明 |
产品型号 | ATK- DMF407 V1.0 |
CPU | STM32F407IGT6,LQFP176 |
外形尺寸 | 110mm*196.5mm |
工作电压 | 5V(USB)、DC6V~24V(DC005) |
工作电流 | 100mA~140mA(@5V) |
工作温度 | -40℃~+85℃ |
表2.1.1 ATK-DMF407电机开发板硬件参数
注意:由于ATK-DMF407电机开发板的硬件资源介绍篇幅过长,这里单独分出了硬件参考手册文档,大家可以在我们提供的光盘资料里面查找,路径:A盘à《DMF407硬件参考手册.pdf》。这一本手册对于学习电机控制非常重要,大家至少要通读一遍!
2.2 配套驱动器
由于STM32的IO输出能力非常有限,并不能直接驱动大功率电机,所以需要有一个驱动器对输出信号进行放大或者转换,这样才可以正常驱动电机。大家需要注意,不同类型的电机,驱动方式是不一样的,所以对应的驱动器也是有区别的,切记不要混用!下面我们来介绍几款正点原子研发的电机驱动器:
1)步进电机驱动器
本教程所配套的步进电机驱动器为ATK-2MD5050步进电机驱动器,此驱动器可用于驱动常用的42mm、57mm、86mm 两相混合式步进电机,其外观如图2.2.1所示:
图2.2.1 步进电机驱动器
ATK-2MD5050步进电机驱动器的硬件参数如表2.2.1所示:
项目 | 说明 |
输入电压 | DC 12~50V |
驱动方式 | 双极恒流 PWM 驱动输出 |
输出电流 | 全流:1.5~5.0A,8 档可调,分辨率 0.5A 半流:0.75~2.5A,8 档可调,分辨率 0.25A |
温度 | 工作温度:-10℃~60℃;存储温度-40℃~80℃ |
使用场合 | 避免粉尘、油雾以及腐蚀性气体;避开过热潮湿环境 |
冷却方式 | 自然冷却 |
安装尺寸 | 118mm*76mm*33mm(长*宽*高) |
重 量 | 250克 |
表2.2.1 ATK-2MD5050步进电机驱动器硬件参数
注意:由于ATK-2MD5050步进电机驱动器的产品介绍篇幅过长,这里单独分出了用户手册文档,大家可以在我们提供的光盘资料里面查找,路径:A盘à9,增值资料à2,正点原子电机驱动器资料à《ATK-2MD5050 步进电机驱动器用户手册.pdf》。这一本手册对于学习步进电机控制非常重要,大家在学习步进电机章节之前,一定要先看这本手册!
2)直流有刷驱动板
本教程配套的直流有刷驱动板为ATK-PD6010D直流有刷驱动板,其外观如图2.2.2所示:
图2.2.2直流有刷驱动板
ATK-PD6010D直流有刷驱动板的硬件参数如表2.2.2所示:
项目 | 说明 |
工作电压 | DC 12~60V |
最大输出电流 | 10 A |
最大驱动功率 | 600 W |
尺寸 | 95mm*65mm(长*宽) |
表2.2.2 ATK-PD6010D直流有刷驱动板硬件参数
注意:由于ATK-PD6010D直流有刷驱动板的产品介绍篇幅过长,这里单独分出了用户手册文档,大家可以在我们提供的光盘资料里面查找,路径:A盘à9,增值资料à2,正点原子电机驱动器资料à《ATK-PD6010D直流有刷驱动板用户手册.pdf》。这一本手册对于学习直流有刷电机控制非常重要,大家在学习直流有刷电机章节之前,一定要先看这本手册!
3)直流无刷驱动板
本教程配套的直流无刷驱动板为ATK-PD6010B直流无刷驱动板,其外观如图2.2.3所示:
图2.2.3直流无刷驱动板
ATK-PD6010B直流无刷驱动板的硬件参数如表2.2.3所示:
项目 | 说明 |
工作电压 | DC12~60V |
最大输出电流 | 10A |
最大驱动功率 | 600W |
尺寸 | 115mm*90mm(长*宽) |
表2.2.3 ATK-PD6010B直流无刷驱动板硬件参数
注意:由于ATK-PD6010B直流无刷驱动板的产品介绍篇幅过长,这里单独分出了用户手册文档,大家可以在我们提供的光盘资料里面查找,路径:A盘à9,增值资料à2,正点原子电机驱动器资料à《ATK-PD6010B直流无刷驱动板用户手册.pdf》。这一本手册对于学习直流无刷电机控制非常重要,大家在学习直流无刷电机章节之前,一定要先看这本手册!
2.3 配套电机
1)直流有刷减速电机
本教程配套的直流有刷电机为ATK-JGB37-520E直流有刷减速电机,其外观如图2.3.1所示:
图2.3.1直流有刷减速电机
ATK-JGB37-520E直流有刷减速电机的硬件参数如表2.3.1所示:
项目 | 说明 |
工作电压 | DC 12V |
电流 | 0.2~0.5A |
空载转速 | 333RPM(峰值) |
编码器功能 | 有(增量式) |
可否调速 | 可以 |
可否正反转 | 可以 |
减速比 | 30:1 |
表2.3.1 ATK-JGB37-520E直流有刷减速电机硬件参数
2)直流无刷电机(BLDC)
本教程配套的直流无刷电机为ATK-BL57H95D20E直流无刷电机,其外观如图2.3.2所示:
图2.3.2直流无刷电机(BLDC)
ATK-BL57H95D20E直流无刷电机的硬件参数如表2.3.2所示:
项目 | 说明 | 项目 | 说明 |
磁级数 | 4 | 峰值扭矩 | 4.2 N·m |
相数 | 3 | 峰值电流 | 19.8 A |
额定电压 | 24V DC | 力矩常数 | 0.063 N·m/A |
额定转速 | 3000 RPM | 反电势 | 6.6 V/kRPM |
额定扭矩 | 0.33 N·m | 线电阻 | 0.4Ω |
额定电流 | 6.6 A | 线电感 | 0.8 mH |
输出功率 | 105W | 转动惯量 | 173 g·cm2 |
表2.3.2 ATK-BL57H95D20E直流无刷电机硬件参数
3)永磁同步电机(PMSM)
本教程配套的永磁同步电机为42JSF630AS-1000永磁同步电机,其外观如图2.3.3所示:
图2.3.3 永磁同步电机
42JSF630AS-1000永磁同步电机的硬件参数如表2.3.3所示:
项目 | 说明 | 项目 | 说明 |
磁级数 | 8 | 线电感 | 0.59 mH |
相数 | 3 | 编码器线数 | 1000 |
额定电压 | 24VDC | 霍尔安装角度 | ° |
额定转速 | 3000 RPM | 输出功率 | 64W |
额定电流 | 4 A | 额定扭矩 | 0.2 N·m |
反电势 | 4.3 V/kRPM | 机身长度 | 97mm |
线电阻 | 1.02 Ohm | 机座尺寸 | 42*42mm |
表2.3.3 42JSF630AS-1000永磁同步电机硬件参数
4)步进电机
本教程配套的步进电机为ATK-S42H40D20步进电机,其外观如图2.3.4所示:
图2.3.4 步进电机
ATK-S42H40D20步进电机的硬件参数如表2.3.4所示:
项目 | 说明 |
型号 | ATK-S42H40D20 |
尺寸 | 长宽高:42*42*40(不含电机轴) |
扭矩 | 0.46N.m |
额定电流 | 1.7A |
出线方式 | 两相四线(黑:A+ 红:A- 蓝:B- 绿:B+) |
线长 | 30cm |
相电阻 | 2Ω |
相电感 | 3.2mH |
表2.3.4 ATK-S42H40D20步进电机硬件参数
5)舵机
本教程配套的舵机为MG996R舵机,其外观如图2.3.5所示:
图2.3.5 舵机
MG996R舵机的硬件参数如表2.3.5所示:
项目 | 说明 |
型号 | MG996R舵机 |
工作电压 | DC 4.8~6V |
空载电流 | 4.8V供电:0.22A;6V供电:0.25A |
最大扭矩 | 4.8V供电:11kg·cm;6V供电:13·cm |
堵转电流 | 2~2.2A |
表2.3.5 MG996R舵机硬件参数