[项目] 【花雕学编程】Arduino动手做（222）---Simple FOC Shield V2.0.4

驴友花雕 中级技神
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发表于 2024-7-5 11:14:27

实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板兼容Simple FO...

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八、INA240电流传感器测试
● 使用Arduino IDE打开资料里面的电流测试程序，“angle_control_current_sense_test”，点击“上传”。

位置/角度运动控制示例
*步骤：
*1）配置电机和磁传感器
*2）运行代码
*3）从串行终端设置目标角度（弧度）

运行程序，电机会来回转动，打开串口监视器，可以监测电机的A相、B相的电流以及电流幅值。用手转动电机，电流值会发生改变。

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板兼容Simple FOC Shield V2.0.4（艾尔赛）
项目程序之三：INA240电流传感器测试，位置/角度运动控制

实验开源代码

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驴友花雕 中级技神
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发表于 2024-7-5 11:15:36

实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板兼容Simple FO...

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板 兼容Simple FOC Shield V2.0.4（艾尔赛）
  项目程序之三：INA240电流传感器测试，位置/角度运动控制
*/

#include <SimpleFOC.h>

// magnetic sensor instance - SPI
//MagneticSensorSPI sensor = MagneticSensorSPI(AS5147_SPI, 10);
// magnetic sensor instance - MagneticSensorI2C
MagneticSensorI2C sensor = MagneticSensorI2C(AS5600_I2C);
// magnetic sensor instance - analog output
//MagneticSensorAnalog sensor = MagneticSensorAnalog(A1, 14, 1020);

//无刷直流电机和驱动器实例
BLDCMotor motor = BLDCMotor(7);
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 5, 6, 8);
// Stepper motor & driver instance
//StepperMotor motor = StepperMotor(50);
//StepperDriver4PWM driver = StepperDriver4PWM(9, 5, 10, 6,  8);

// 电流传感器
// shunt resistor value
// gain value
// 引脚相位A、B（C可选）
InlineCurrentSense current_sense = InlineCurrentSense(0.01, 50.0, A0, _NC, A2);


// 角度设定点变量
float target_angle = 0;
// instantiate the commander
//Commander command = Commander(Serial);
//void doTarget(char* cmd) { command.scalar(&target_angle, cmd); }

void setup() {
  // 初始化电流感应
  current_sense.init();

  // for SimpleFOCShield v2.01/v2.0.2
  current_sense.gain_b *= -1;

  // 初始化磁传感器硬件
  sensor.init();
  // 将电机连接到传感器
  motor.linkSensor(&sensor);

  // 驱动程序配置
  // power supply voltage [V]
  driver.voltage_power_supply = 24;
  driver.init();
  //连接电机和驱动器
  motor.linkDriver(&driver);

  // 选择FOC调制（可选）
  motor.foc_modulation = FOCModulationType::SpaceVectorPWM;

  // 设置要使用的运动控制回路
  motor.controller = MotionControlType::angle;

  // 控制器配置
  // default parameters in defaults.h

  // 速度PI控制器参数
  motor.PID_velocity.P = 0.2;
  motor.PID_velocity.I = 2;
  motor.PID_velocity.D = 0;
  //设置给电机的最大电压
  motor.voltage_limit = 1;

  //速度低通滤波时间常数
  //越低过滤越少
  motor.LPF_velocity.Tf = 0.01;

  // 角度P控制器
  motor.P_angle.P = 5;
  //位置控制的最大速度
  motor.velocity_limit = 20;

  // 使用串行监控
  Serial.begin(115200);
  // comment out if not needed
  //motor.useMonitoring(Serial);


  // 初始化电机
  motor.init();
  // 对齐传感器并启动FOC
  motor.initFOC();

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

  Serial.println(F("电机准备就绪!"));
  Serial.println(F("使用串行终端设置目标角度："));
  Serial.println("电流感应就绪!");
  _delay(1000);
}


void loop() {

  // 主要FOC算法功能
  // the faster you run this function the better
  // Arduino UNO loop  ~1kHz
  // Bluepill loop ~10kHz

  motor.loopFOC();

  // 运动控制功能
  // 速度、位置或电压（在电机控制器中定义）
  // this function can be run at much lower frequency than loopFOC() function
  // You can also use motor.move() and set the motor.target in the code
  motor.move(target_angle);


  // function intended to be used with serial plotter to monitor motor variables
  // significantly slowing the execution down!!!!
  // motor.monitor();

  // user communication
  // command.run();

  PhaseCurrent_s currents = current_sense.getPhaseCurrents();
  float current_magnitude = current_sense.getDCCurrent();

  Serial.print(currents.a * 1000); // milli Amps
  Serial.print("\t");
  Serial.print(currents.b * 1000); // milli Amps
  Serial.print("\t");
  Serial.print(currents.c * 1000); // milli Amps
  Serial.print("\t");
  Serial.println(current_magnitude * 1000); // milli Amps
  _delay(1000);
}
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发表于 2024-7-5 11:34:39

实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板兼容Simple FO...

  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板兼容Simple FOC Shield V2.0.4（艾尔赛）
  项目程序之四：角度控制电流感应测试（内联电流感应类）

实验开源代码

/*
  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板 兼容Simple FOC Shield V2.0.4（艾尔赛）
  项目程序之四：角度控制电流感应测试（内联电流感应类）
*/

#include <SimpleFOC.h>

// current sensor
// shunt resistor value
// gain value
// pins phase A,B, (C optional)
InlineCurrentSense current_sense = InlineCurrentSense(0.01f, 50.0f, A0, A2);


void setup() {
  // initialise the current sensing
  current_sense.init();

  // for SimpleFOCShield v2.01/v2.0.2
  current_sense.gain_b *= -1;

  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Current sense ready.");
}

void loop() {

  PhaseCurrent_s currents = current_sense.getPhaseCurrents();
  float current_magnitude = current_sense.getDCCurrent();

  Serial.print(currents.a * 1000); // milli Amps
  Serial.print("\t");
  Serial.print(currents.b * 1000); // milli Amps
  Serial.print("\t");
  Serial.print(currents.c * 1000); // milli Amps
  Serial.print("\t");
  Serial.println(current_magnitude * 1000); // milli Amps
  _delay(1000);
}
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发表于 2024-7-5 11:36:13

实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板兼容Simple FO...

实验串口返回情况
串口输出截图
【花雕学编程】Arduino动手做（222）---Simple FOC Shield V2.0.4图1

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发表于 2024-7-9 09:51:13

实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板兼容Simple ...

九、测试开环位置控制

实验注意：12V先不要上电，开环控制电机会发热，上电时间过久容易烧坏。最好等到程序编译上传后再上电，上电尽快操作。开环控制的目的主要是建立对电机控制的初步认识，以及验证电机和驱动板功能是否正常，不要停留太久！

【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板兼容Simple FOC Shield V2.0.4（艾尔赛）
  项目程序之四：测试开环位置控制
  实验开源代码

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  【Arduino】168种传感器模块系列实验（资料代码+仿真编程+图形编程）
  实验二百二十二：Arduino FOC无刷电机驱动板 兼容Simple FOC Shield V2.0.4（艾尔赛）
  项目程序之四：测试开环位置控制
*/

// Open loop motor control example
#include <SimpleFOC.h>


// BLDC motor & driver instance
// BLDCMotor motor = BLDCMotor(pole pair number);
BLDCMotor motor = BLDCMotor(7);
// BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(pwmA, pwmB, pwmC, Enable(optional));
BLDCDriver3PWM driver = BLDCDriver3PWM(9, 5, 6, 8);

// Stepper motor & driver instance
//StepperMotor motor = StepperMotor(50);
//StepperDriver4PWM driver = StepperDriver4PWM(9, 5, 10, 6,  8);


//target variable
float target_velocity = 0;

// instantiate the commander
Commander command = Commander(Serial);
void doTarget(char* cmd) {
  command.scalar(&target_velocity, cmd);
}
void doLimit(char* cmd) {
  command.scalar(&motor.voltage_limit, cmd);
}

void setup() {

  // driver config
  // power supply voltage [V]
  driver.voltage_power_supply = 12;
  // limit the maximal dc voltage the driver can set
  // as a protection measure for the low-resistance motors
  // this value is fixed on startup
  driver.voltage_limit = 6;
  driver.init();
  // link the motor and the driver
  motor.linkDriver(&driver);

  // limiting motor movements
  // limit the voltage to be set to the motor
  // start very low for high resistance motors
  // current = voltage / resistance, so try to be well under 1Amp
  motor.voltage_limit = 2;   // [V]

  // open loop control config
  motor.controller = MotionControlType::velocity_openloop;

  // init motor hardware
  motor.init();

  // add target command T
  command.add('T', doTarget, "target velocity");
  command.add('L', doLimit, "voltage limit");

  Serial.begin(115200);
  Serial.println("电机准备就绪！");
  Serial.println("请设置目标位置");
  _delay(1000);
}

void loop() {

  // open loop velocity movement
  // using motor.voltage_limit and motor.velocity_limit
  // to turn the motor "backwards", just set a negative target_velocity
  motor.move(target_velocity);

  // user communication
  command.run();
  _delay(1000);
}
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