王昱顺 发表于 2025-4-23 12:27:41

FOC-有感@Ai8051U,7万5千转的电机!系统成本6元, 5/26更新,磁编码器,低速重载启动

有感FOC, 磁编码器, 7万5千转:
适合低速重载启动,低速要求反复正反转,
伺服类应用场景,对位置控制要求精度高,
运行噪音低的场景。

FOC@Ai8051U Lite V3版本 横空出世,
可控制7万5千转的电机!突破行业想象!
系统成本仅需6元成本即可解锁全新无刷电机控制方案!
革命性精简至10个核心元器件,更是新集成Type-C智能接口:
一根数据线走天下,USB直连下载 + USB调试 双模并行,
彻底告别繁琐的下载器束缚!

核心算法全栈式重构!使用全整数运算架构让理论控制频率直冲500kHz巅峰!
实测性能突破磁编码器桎梏,以75kHz控制响应,
实现超过PWM控制周期的碾压级性能优势!
理论最高可控制7万5千转的电机!

硬件架构全面进化!DMA智能通道覆盖SPI/PWM全链路,
打造超低CPU占用的全自动流水线作业,让每一条指令都精准执行在毫微秒级!

更搭载Ai8051U旗舰级大RAM配置!
SVPWM动态波形表实时生成,首次通电即完成永久性加速部署,
让每毫安电流都迸发极致效能!

新录制的从零开始组装和使用视频:

提供部分介绍视频(后续还会录制代码详细讲解版本的视频):
FOC@Ai8051U Lite V3版本 横空出世,
6元成本,TypeC接口调试(Ai8051U的FOC)
校准视频:               |            控制演示视频:
   
堵转保护功能演示视频:

注意事项:
1.下载完成后不能直接校准,需要断电再上电后校准
2.目前仅支持PWM占空比控制(2~20Khz),方向线为复用串口输入信号线。串口控制功能还没写,等待后续更新
3.下载过程为:插入TypeC线到电脑,然后给电机上电(8~12V均可)
等待STC-ISP出现HID下载端口后下载,主频选40Mhz,其他全默认/
4.校准过程为:等待下载完成,或者不插入TypeC线上电,等待三声自检后再插入TypeC线,通过CDC串口来控制
通过串口助手输入任意内容即可调出菜单,根据菜单选择即可校准,注意校准过程中不要堵塞电机。
原理图:

FOC@Ai8051U Lite V3版本 横空出世,
6元成本,TypeC接口调试(Ai8051U的FOC)
软件部分:

(新增堵转保护功能并可设置力度)
(新增可设置开环校准力矩,适配高KV电机,并修复撤掉PWM信号后仍有概率继续转动的问题,以及下载后不能立刻校准的问题)
版本号可以通过USB-CDC串口菜单中的编译时间查看:

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PCB直接下载此文件可打板(双层板,符合嘉立创免费沉金规则)
ZD2808电机版本:
ZD2808电机适配3D打印外壳:
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2312A电机版本:
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XXD(新西达)电机 2208/2212/2217兼容的3D打印转接座
可兼容上述两种PCB,直接安装

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硬件工程(包含PCB和原理图,需要用立创EDA专业版导入打开)













DebugLab 发表于 2025-10-13 13:25:31

立创EDA 开源工程,本楼附件下载:

STC-BLDC-中功率-V1.0-20251017
本开发板支持无感FOC电机控制、有感外接编码器转子位置反馈方案 !
本开发板支持无感方波六步换相电机控制、有感外接编码器转子位置反馈方案 !
为了通用性和考虑到机械装配问题,没有板载磁编码器传感器芯片,

磁编码传感器通过CN6外接,ABZ增量编码器通过CN7外接
支持多种接口的磁编码器,
如SSC(单数据线半双工SPI)接口的TLE5012、SSI接口的MT6701、
SPI接口的MT6816、I2C接口的AS5600等

为增加ABZ增量编码器,驱动电机的PWM改为P22~P27,
P20、P21使用PWM5、PWM6接ABZ增量编码器的AB相信号,INT0接Z信号

为避免六步换相采样和磁编码器冲突,六步换相采样改为CMP+、CMP+_2、CMP+_3
此时六步换相采样和串口3冲突,但还有串口2和串口4可用,影响不大

修改后,FOC采样和六步换相采样的U相采样电阻重复,
原理图的FOC采样U相采样电阻编译屏蔽,共用R21、R30,
由于只有INT0、INT1两个外部中断支持双边沿触发,可使用CN6的P05~P07或CN7接三相霍尔
此时因32G12K128的I/O中断边沿触发不可用,不要使用32G12K128,可以使用32G8K64
某些磁编码传感器除I2C或SPI外还有一些其他的IO,如CE和模拟信号输出,
都可以接到CN6,其中P05、P06有ADC功能









ercircle 发表于 2025-4-24 11:22:40

同款电机,打样一块学习学习

lsk01 发表于 2025-4-24 11:26:57

学习了

zzjsql 发表于 2025-4-24 11:29:29

厉害

易板 发表于 2025-4-24 11:30:32

牛X,学习下

飞龙在天 发表于 2025-4-24 13:36:20

感谢楼主分享,学习了。之前用arduino主控。

xinxinsky 发表于 2025-4-24 14:30:29

项目中少了个def.h头文件, 应该是定义BYTE等数据类型的

王昱顺 发表于 2025-4-24 14:42:49

xinxinsky 发表于 2025-4-24 14:30
项目中少了个def.h头文件, 应该是定义BYTE等数据类型的


更新到最新的Ai-ISP软件,然后重新添加一次单片机头文件即可解决这个问题




nine16 发表于 2025-4-24 15:02:46

{:qiang:}厉害

xinxinsky 发表于 2025-4-24 15:38:20

王昱顺 发表于 2025-4-24 14:42
更新到最新的Ai-ISP软件,然后重新添加一次单片机头文件即可解决这个问题

...

集成到库里了原来{:touxiao:}
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