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有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)全能王—X-NUCLEO-IHM04A1直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)板評(píng)測(cè)
- [導(dǎo)讀]
- ST公司推出了很多的MCU開發(fā)板和很多擴(kuò)展板，之前小編介紹了IHM01A1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，今天我們?cè)賮斫榻B一下直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)板X-NUCLEO-IHM04A1。
一. 前言
話說每個(gè)男孩都會(huì)有一個(gè)好動(dòng)的心，小時(shí)候的玩具也不外乎就是車車呀，飛機(jī)呀什么的，很多人時(shí)不時(shí)的還總想自己做個(gè)小車，許多同學(xué)上大學(xué)的時(shí)候也一定做過和小車相關(guān)的東西,然而想要做會(huì)動(dòng)的小車肯定就離不開電機(jī)。，今天我們就聊聊電機(jī)驅(qū)動(dòng)的事情。ST公司推出了很多的MCU開發(fā)板和很多擴(kuò)展板，之前小編介紹了IHM01A1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，今天我們?cè)賮斫榻B一下直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)板X-NUCLEO-IHM04A1。
二. 定位
IHM04A1直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)板屬于STM32 Nucleo expansion boards，也就是說屬于Nucleo擴(kuò)展板，用于直流有刷電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。
三. 開箱
擴(kuò)展板的包裝遵循了ST一貫的簡單風(fēng)格，透明塑料殼包裝(吸塑泡殼專業(yè)叫法)，附帶印刷紙板做簡要說明，如下圖：
四. 產(chǎn)品功能
該擴(kuò)展板主要應(yīng)用是使用Arduino或者STM32 NUCLEO系列的控制類評(píng)估板來控制有刷直流電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
特性：
(1) 輸入電壓8V-45V
(2) 相電流2.8A(持續(xù)電流)
(3) 直接輸出驅(qū)動(dòng)
(4) 全功率保護(hù)電路
(5) 低電壓鎖定
(6) 可編程過流保護(hù)
(7) 熱關(guān)斷保護(hù)
(8) 兼容Arduino，NUCLEO 開發(fā)板
五. 產(chǎn)品設(shè)計(jì)
1. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
板子的外形采用了與IHM01A1相同的設(shè)計(jì)，一側(cè)凹，另一側(cè)凸的設(shè)計(jì)，另一側(cè)的凸出來的部分其實(shí)是為了配合在這部分“凹陷”方便拼版，如下圖：
這樣在加工的時(shí)候不會(huì)造成材料的浪費(fèi)，以上原因?yàn)樾【幉聹y(cè)并未得到官方的確認(rèn)。
其他方面，排座都是一次成型的(按數(shù)量定長短)沒有剪切的痕跡，元件排列整齊，絲印清晰這都是基本要求也都是應(yīng)該有的。
2. 外觀接口
(1)外觀接口方面：與所有的NUCLEO系列評(píng)估板一樣預(yù)留了Arduino UNO R3 的接口和NUCLEO擴(kuò)展接口，唯一不同的是這各擴(kuò)展板上只焊接了Arduino的排座，下方為長的排針，NUCLEO的接口并沒有焊接，應(yīng)該是為了方便用戶適應(yīng)不同的連接方式，由用戶自行安裝。
下圖是IHM04A1與Arduino UNO R3和NUCLEO-F410RE的大小對(duì)比圖
下圖是IHM04A1與Arduino UNO R3連接
下圖是IHM01A1與NUCLEO-F410RE連接
與IHM01A1步進(jìn)電機(jī)擴(kuò)展板相同，板子的凹槽是為了將下面的NUCLEO板子上的兩個(gè)按鍵漏在外面，這樣就不會(huì)影響操作了。我們對(duì)比了IHM01A1，IHM04A1，IHM07M1 都有這樣一個(gè)缺口，所以可以確定這是用來操作按鍵的。
下圖從左至右依次為IHM07M1，IHM01A1，IHM01A1
(2)電機(jī)和電源 采用了端子連接器。
端子采用的是國際知名品牌菲尼克斯如下圖BOM
(3)板上設(shè)置有每一相信號(hào)線的指示LED。
(4)板上預(yù)留了一些未焊接的0R電阻用于模式選擇。
(5)板上使用了2512封裝的0歐貼片，之所以用這么大封裝的電阻是因?yàn)檫@里電流非常大。
這里也可以使用小阻值電阻作為電流檢測(cè)，具體位置如下圖：
(6)板上的鋁電解電容使用了兩種封裝，一種是直插，一種是貼片，這樣設(shè)計(jì)就可以有兩種物料可以選擇，就不會(huì)因?yàn)閭(gè)別材料缺貨而影響產(chǎn)品的正常生產(chǎn)，這種做法也是工程上經(jīng)常使用的，如下圖：
圖中焊接了直插的電解電容，板上還有貼片電解電容的絲印和焊盤。
六. 產(chǎn)品使用方案
(1)在ST的官方網(wǎng)站上提供了詳細(xì)的使用說明
板子的接口的詳細(xì)介紹如下圖：
(2)一塊IHM04A1擴(kuò)展板可控制1-4個(gè)直流電機(jī)工作在不同的模式下，最多七種，使用方法是通過焊接板子上的J1，J2，J3，J4電阻選擇驅(qū)動(dòng)模式，詳細(xì)情況如下圖：
下圖中紅色框線內(nèi)為J1，J2，J3，J4電阻
這種設(shè)計(jì)使相比跳線，使用起來不方便因?yàn)樾枰褂美予F，但是這種使用起來比較可靠。
具體的使用模式如下：
模式1：兩個(gè)雙向電機(jī)
模式2：四個(gè)單向電機(jī)
模式3：一個(gè)雙向電機(jī)(大電流)
模式4：兩個(gè)單向電機(jī)(大電流)
模式5：一個(gè)雙向電機(jī)(小電流)
模式6：兩個(gè)單向電機(jī)(小電流)
模式7：一個(gè)單向電機(jī)(超大電流)
總結(jié)一下，一塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片能有這么多的驅(qū)動(dòng)模式實(shí)屬不易，這是一款非常優(yōu)秀的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。
連接上電源電源指示燈就亮起來了，如下圖：
接上電源，接上兩個(gè)直流電機(jī)如下圖：
(3)軟件的使用
ST官方網(wǎng)站提供了擴(kuò)展板在L053和F401兩款平臺(tái)的軟件包，如下圖：
軟件包中提供了單個(gè)雙向電機(jī)和四個(gè)單向電機(jī)的例程，如下圖：
與所有軟件包相同提供了IAR和MDK兩款平臺(tái)的例程，如下圖：
總的來說使用起來還是很容易的。
七. 器件選型
這里就要說說擴(kuò)展板的核心器件L6206有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片
特性：
(1) 操作電壓：8V-45V
(2) 峰值電流5.6A，持續(xù)電流2.8A
(3) 操作頻率高達(dá)100kHz
(4) SPI通信接口
(5) 可編程保護(hù)電流
(6) 檢測(cè)輸出，并行操作
(7) 熱保護(hù)
(8) 低電壓鎖定
(9) 集成續(xù)流二極管
芯片的特性決定了芯片具有多種驅(qū)動(dòng)方式，優(yōu)異的驅(qū)動(dòng)性能等等優(yōu)越的特性。
下圖是功能塊圖
八. 總結(jié)及展望
因?yàn)橛羞@樣一款優(yōu)秀的驅(qū)動(dòng)芯片加上驅(qū)動(dòng)板的合理設(shè)計(jì)，使得IHM04A1有著不同尋常的可使用性和多變化性。從各方面的性能和使用模式來說這是一塊非常優(yōu)秀的擴(kuò)展板，有多種工作模式選擇，可以驅(qū)動(dòng)多個(gè)電機(jī)，既可以在STM32Nucleo系列評(píng)估板上使用，也可以在應(yīng)用非常普遍的Arduino上使用，現(xiàn)在市面上還真的沒有這么多功能的直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)板，根據(jù)IHM04A1的性能，可以設(shè)計(jì)各種各樣的項(xiàng)目，例如：一個(gè)電機(jī)的風(fēng)扇，兩個(gè)電機(jī)的小車，四個(gè)電機(jī)的四旋翼等等有意思的小項(xiàng)目。
九. 官方資料
ST的官方網(wǎng)站上提供了非常詳細(xì)的資料供大家參考
鏈接：http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF261981
本文系21ic原創(chuàng)，未經(jīng)許可嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載
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