CAN 总线步进电机闭环控制板

这是一个 CAN 总线的步进电机控制板。

CAN 总线步进电机闭环控制板封面
jf_269329432026-02-10 09:51:01GPL 3.0
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PCBA

设计文件

KiCad图标StepperServo-hardware.zip731.65KB

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详细介绍

概览

这款两相电机步进控制板具有一系列独特功能:闭环换向、CANbus 联网和开源。它特别适用于与用户交互和存在可变负载(转向、踏板、机械臂致动器)的低成本但坚固耐用的机器人技术。它能提供平稳、低噪音的扭矩输出,并能通过外部扭矩克服和逆转。控制器的设计使电机在外部旋转时不会产生阻力,并且控制功能被禁用。

控制器板适合 Nema17 和 Nema23 螺栓模式,可直接安装在电机背面,高度仅为 8 毫米。此外,如果不需要 Nema23 支持,还可以断开 PCB 的侧片,减小 PCB 的尺寸。

控制器的核心是一个磁传感器,其直径磁铁连接到电路板下的步进轴上。磁场穿透薄薄的 PCB 复合材料,由角度传感器芯片进行测量。为提高精确度并补偿磁铁偏差,控制器通过来回旋转进行初始校准。有关该过程的更多信息,请参阅固件部分。

低电流消耗允许控制器始终保持供电状态,并持续跟踪零角度和整数倍旋转。

输入/输出特性

  • 电源电压:9-30V

  • CANbus (兼容 3.3V 和 5V)

  • SWD 调试端口(3.3V)

  • 电机最大输出:

    • (连续)3.3A RMS 驱动电流

    • (1 秒)每相 3.3A 峰值失速电流

功能

  • 电路板可用于驱动一个步进电机或两个直流电机

  • 步进电机的高精度位置读取

  • 如果空间有限,可将电路板拆开,从 Nema23 转换为 Nema17

  • 具有过压保护功能的 freewheeling

  • CANbus 收发器

  • 两个功能按钮和一个复位按钮

  • 用于闪烁和配置的调试端口(带 ESD 保护)

  • (可选)启用端口,具有硬件中断功能和 ESD 保护功能。

  • 反极性和电压尖峰保护

  • 可选跳线焊盘,例如用于多电机识别

传感器

  • 磁角度传感器

  • 电流(低端)

  • 电机驱动电压

  • 电池驱动电压

  • PCB 温度

尺寸 Nema17 / Nema23

56mm x 40mm (+2.7) x 8mm (长/宽/高)

连接器类型

  • 4 针 JST XH 2.5 毫米(汽车、调试、电机 - 电子保护,防止错误插入)

  • 2 针端子 2.5 毫米(使能引脚) 

固件

https://github.com/dzid26/StepperServoCAN/releases

原理图 & PCB

License

GPL 3.0

仓库 & 下载

可以在Github中获取开源仓库:

https://github.com/dzid26/StepperServo-hardware