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【STC-FOC Lite】 FOC青春版,更少的成本,更简单的构造

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    发表于 2023-11-27 19:17:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
    本帖最后由 王昱顺 于 2024-3-27 18:28 编辑


    STC-FOC Lite V2版本更新啦,本贴保留作为功能介绍
    想下载原理图和程序的请移步新的帖子:
    [高性能FOC]STC-FOC Lite V2开源!经过多天测试,稳定无异常 - 有ICache的STC32F12K54测试版块,FOC - 国芯论坛-STC全球32位8051爱好者互助交流社区 - STC全球32位8051爱好者互助交流社区 (stcaimcu.com)


    前言:

    经过前段时间对FOC的深入研究,我发现软件如果怎么调都不尽人意,很大原因是硬件部分的协调不够完善。
    正好之前也有计划出一个简单且集成度高一点的板子,使用磁编码器做有感FOC
    之前发现,就目前的STC32F系列单片机来说,速度仍然不能算是非常快,所以这次我砍掉了电流传感器。
    经过几天的调试,成功通过HPLL驱动PWM实现了25KHz基准频率下PWM的5000点分辨率驱动(之前是500点分辨率)
    以及SPI磁编码器高达12MHz的驱动水准。这样可以实现高速反应的电压环和高精度的电机操控。
    上个效果视频:
    可以看到就算开环都是非常丝滑的,和以前的抖动完全不一样了。

    这个是闭环运行效果,非常的静音

    STC-FOC, 成功通过HPLL驱动PWM实现了25KHz基准频率下
    PWM的5000点分辨率驱动(之前是500点分辨率)
    以及SPI磁编码器高达12MHz的驱动水准。
    这样可以实现高速反应的电压环和高精度的电机操控。
    这个是基于查表加速的SVPWM,可以做到17us,占用32KFlash程序Code空间

    这个是速度闭环后的效果,速度值无滤波。可以看到速度仍然非常稳定

    这个是位置闭环效果,可以看到反应非常灵敏,对力量要求不是特别高可以直接作为直驱无刷舵机使用。

    参数介绍:
    看完视频,来介绍以下这次的青春版主要参数
    易用性:全板采用0805R、0805C、LQFP、TSSOP封装,焊接非常容易。
    高性能:峰值驱动能力可达10A,拥有高达5000点的PWM分辨率,高性能SVPWM查表方式输出,低至20us一次
    多通讯:通讯上硬件可以支持PPM脉宽控制、高速IIC控制、单线串口控制、0~5V模拟电压控制(当然这些我还没写呢,稍等我再完善完善着)
    适配强:板子自带4x2.8mm孔位(推荐使用M2.5螺丝),可以通过转接板支持多种孔位的电机,目前已经适配ZD2808电机、2812S电机
    安全足:虽然没有电流环,但是仍然拥有堵转限流保护,并且可以随意设置保护电流阈值

    成本介绍:
    全成本加起来不到50块钱(按三套电机,平均每个计算,因为商品还要算个邮费进去)
    如果仅看PCB和元器件成本甚至只有15块钱。所以能找到的拆机、散新电机越便宜,整套价格就越便宜。

    最后的话:
    推荐智能车的同学使用作为轮边电机,FOC的高速响应势必比有刷电机要简单许多。
    尤其是驱控一体的小巧,内置高精度磁编码器的便捷,直驱的结构简单,启动可以满力矩输出的强大。都是选择使用无刷电机的优点。
    软件硬件全部开源,无任何限制。你改一个字符拿出去说是自己的都没问题,我只是分享我的研究成果。
    同时也欢迎大家一块研究高性能的电机驱动,这对顶层算法控制上限和下限的提升尤为明显。

    开源链接:
    软件开源链接:王昱顺/STC-FOC Lite - 码云 - 开源中国 (gitee.com)
    硬件开源链接:STC-FOC Lite - 嘉立创EDA开源硬件平台 (oshwhub.com)

    开源的文件在本论坛同步更新,小的进步和新的研究成果在本论坛优先更新
    截图202312072020259699.jpg




    2812s转接块.step

    53.75 KB, 下载次数: 93

    ZD2808转接块.step

    65.23 KB, 下载次数: 87

    STC-FOC Lite开源项目[2024年1月18日更新].zip

    1.02 MB, 下载次数: 184

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    发表于 2023-11-29 19:38:54 | 显示全部楼层

    STC8051H-100MHz-LQFP48, LQFP44, PDIP40
    ===2024/3 争取出来


    硬件三角函数/硬件浮点 跑 100MHz, CPU跑40MHz, 无ICache设计
    ===算力可定是强了
    ===管脚兼容 STC89C52RC/STC12C5A60S2



    STC32G400K256-180MHz-LQFP100/64/48

    ===2024/5 前争取出来

    硬件三角函数/硬件浮点 跑 100MHz, CPU跑40MHz, 无ICache设计
    ===算力肯定是强大了太多


    点评

    哇,STC32G400K256-180MHz,这是400内存,256K存储,180M速度吗?国产要起飞了。。。  发表于 2024-1-15 09:37
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    发表于 2023-11-28 10:09:22 | 显示全部楼层
    终于有FOC的案例了,我买的几个BLDC电机可以玩起来了
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    发表于 2023-11-29 08:57:27 | 显示全部楼层
    没有过流保护,差评。

    点评

    现在通过堵转保护已经实现了较好的过流保护效果,在堵转状态下可以拥有稳定的抵抗力矩且电流在安全范围内。经过测试,位置模式和速度模式下都可以起到有效的保护。并且做成小车实测没有烧驱动和电机过热的情况。  详情 回复 发表于 2024-1-31 14:14
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    发表于 2023-11-29 13:40:44 | 显示全部楼层
    算力,可能要等 STC32G400K256-180MHz-LQFP100/64/48
    2024/5 前争取出来
    截图202311291936384651.jpg
    深圳国芯人工智能有限公司-产品_STC32G400K256系列 (stcai.com)


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    发表于 2023-11-29 16:29:22 | 显示全部楼层
    硬件资料在哪?
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    发表于 2023-11-29 19:35:09 | 显示全部楼层
    神农鼎 发表于 2023-11-29 13:40
    算力,可能要等 STC32G400K256-180MHz-LQFP100/64/48

    STC32G400K  大概什么时候能到市场?
    新的 8051H系列大概什么时候能到投放市场?
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