FastBond3基础部分-基于ESP32-S3和MCP4725的物联网FOC步进驱动设计
该项目使用了ESP32-S3和MCP4725,实现了物联网FOC步进驱动的设计,它的主要功能为:对步进电机进行FOC三闭环控制,可通过多种方式通信。。
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嵌入式系统
物联网
工业4.0
FOC
StreakingJerry
更新2024-08-13
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创意方案和所选创意方向介绍

在这个项目中我计划做一款步进电机FOC驱动,可以三闭环控制标准42步进电机,体积要小,可以直接安装在步进电机尾部。


作为工业4.0方向应用,该电机驱动应该支持多种通信方式,比如CAN,MODBUS,RS485以及常见的EN、DIR、STP控制,还要有工业上要求的各种毛刺保护电路。


同时,作为物联网方向应用,该电机驱动还应该拥有无线控制能力,支持MQTT协议。


方案框图和介绍

本项目使用的核心模块有两个,其中主控使用ESP32-S3,电机驱动使用的是DRV8962。为了可以自由调整DRV8962上的限流斩波控制阈值,还需要一块MCP4725来输出模拟量信号,控制DRV8962上的Vref。


DRV8962的集成度非常高,上面已经集成了低边电流测量功能,板载再加一个编码器识别电机角度即可。我选择的是AS5047P。


其他的模块是为了一些通信和调试功能服务。


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方案中可能用到哪个/哪些指定厂商元器件来设计并简单介绍

1,ESP32-S3 是一款低功耗的MCU 系统级芯片(SoC),支持2.4 GHz Wi-Fi 和低功耗蓝牙(Bluetooth® LE) 无线通 信。 芯片集成了高性能的Xtensa® 32 位LX7 双核处理器、超低功耗协处理器、Wi-Fi 基带、蓝牙基带、RF 模块 以及外设。

ESP32-S3-WROOM-1 双核蓝牙WiFi模块-双核ESP32芯片-亿佰特WiFi模块


2,MCP4725是一个低功耗,高精度,单通道,12位缓冲电压输出数字到模拟转换器(DAC)与非易失性存储器(EEPROM)。 它的板载精度输出放大器允许它实现轨到轨模拟输出摆动。 DAC输入和配置数据可以被编程到非易失性存储器(EEPROM)由用户使用I2C接口命令。

Overview | MCP4725 12-Bit DAC Tutorial | Adafruit Learning System


心得体会

我一直对自己DIY一台工业机械臂有兴趣,而最近又突然有需求需要制作一个小巧便携的智能家居窗帘电机。经过良久思考,这次活动刚好可以一次性满足我的这两个要求。希望像Fastbond这样灵活的创意活动可以多多举办。

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