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步进直驱DIY。。。

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 楼主| 发表于 2017-10-21 22:27:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 squallwsx 于 2017-10-21 22:27 编辑

一年前接触到赛车模拟,之前的梦想就是PS的GT系列,看到GT4的各种宣传,那个画面,简直口水。。。直到看到PC的PCARS,突然眼前一亮,原来我根本不用羡慕主机党,PC也有画面这么惊艳的游戏。。。然后。。。然后就入了坑。。。

入坑归入坑,罗技的G27,G29价格对我来说都奇高,不好入手,轻易买了怕家里LD给我扔出去。。。也看到淘宝上几百的一套,但是方向盘达不到标准900度,质量也各种担忧,然后就开始考虑各种DIY。。。

考虑的途中,看到SRFC出现了直驱DIY成功的帖子。里面的各种介绍,让我各种口水,然后去查了一下伺服套装的价格,TMD。。。二手的都要1K多快2K,全新更是各种贵。。。比罗技还要贵得多,我哪敢买,只有压住心思,慢慢意淫。。。

今年加入了几个模拟赛车设备DIY的群,也时常到xsimulator上学习学习,过过眼瘾,里面的各种DIY也是让我好生羡慕。。。然后偶然看到几个帖子,说到步进电机直驱的DIY,我突然想到,是呀,步进电机扭矩够大,价格又不贵,虽然xsimulator里面没有开源,但起码给我指了条明路,我决定,自己DIY一个步进直驱的方向盘。

说干就干,开始采购零件,买实验用电机和编码器。

然后,有了下图。。。

                               
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图上,有8颗MOS管加IR半桥驱动芯片组成的双H桥用于驱动步进电机的两组绕组。

有ST的步进电机时序和斩波恒流芯片,还有ESP2866单片机和一个DAC。。。

最开始因为考虑不足,DAC用了I2C接口的MCP4725,其实芯片是好芯片。。。但是I2C总线,太慢了。。。一次PWM->电压的转换要用掉几百US的时间,靠。。。这还得了,MMOS的3.4KHZ的PWM波,一个周期都才294US。。。换方案吧,买了SPI的MCP4921,SPI应该是挺快的,结果拿到手上,测试转换时间,傻眼了。。。用的现成的库,居然一次转换也要用掉几百US。。。这简直不能忍。。。算了,自己写库吧。。。最终结果不错,优化到20US的计算加转换输出时间。

实验板子搞好了,就开始实验,中途实验结果尚可。。。但是有一次不注意,电源接反。。。大面积烧原件。。。反正都是洞洞板的,算了,重新焊一片吧。。。

然后又有了下图:

                               
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之后就开始了各种写程序,局部调整硬件,步进驱动的时序,DAC对VREF的控制,斩波频率的调整。。。反正就是各种头大。。。

真的到了程序调试阶段,才发现,步进来做直驱,根本不是刚开始想的那么回事。。。其他电机PWM可以直接调速。。。但是PWM波对步进电机啥都不是。。。没法,又做信号转译,转速信号,方向信号,转矩信号,断断续续一个多月过去了。。。写程序真的很头疼。。。

然后有了初步成果。。。我的步进直驱跑起来了,结果喜人。。。


                               
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这个电机虽然看起来小,但是本身是3NM的电机,力度并不小,而且4A工作电流被我超频到了6A。。。实际上应该有5NM左右的扭矩了,力度真大,实验期间我用扳手扭电机轴,没注意,有点旷量,结果轴和扳手死磕,报废一个电机。。。

最后感谢70块钱包邮卖我STM32F407DISCOVERY开发板的QQ上的朋友,没去记住名字的咸鱼上的电机+编码器50大米还包邮的让我捡漏的大哥。。。最终做到现在这个样子,板子上的原件加开发板加电机加编码器加电源成本用了200不到。。。后面会换12NM的大电机进行进一步测试,然后上新视频。。。先到这儿喽。。。
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发表于 2017-10-22 17:31:06 | 显示全部楼层
我是谁不重要,重要的是我是来给你捧场的,不要急,会受到大家关注的,开源还是算了,你会烦的
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发表于 2017-10-22 17:31:08 | 显示全部楼层
前来支援大神,步进直驱优势成本低,力矩大,应该是直驱的另一个大方向,佩服大神的技术和钻研分享精神,赞

MARK,慢慢学习。
活着的时候开心点,因为我们要死很久。
如果说当年的张伯伦是上帝派到人间的篮球使者,那么乔丹就是穿着芝加哥公牛队23号球衣的上帝本人!

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发表于 2017-10-22 17:42:18 | 显示全部楼层
楼主牛逼了, 我做的时候还是靠成品伺服组装的。 看视频那个恩恩的声音是点机的吗。
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发表于 2017-10-22 18:40:31 | 显示全部楼层
技术牛X啊,但你这技术居然会觉得G27价格都奇高实在有点说不过去...

不过真挺牛的.

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牛逼啊  低成本超高效
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发表于 2017-10-22 22:46:21 | 显示全部楼层
动手达人

前些天才试跑了步进电机的直驱  感觉足够用了  而且成本也可以压下来


不过还是组了个国产伺服直驱

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发表于 2017-10-23 12:22:35 | 显示全部楼层

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 楼主| 发表于 2017-10-23 20:23:58 来自手机 | 显示全部楼层
wo520yuanyan 发表于 2017-10-22 17:42
楼主牛逼了, 我做的时候还是靠成品伺服组装的。 看视频那个恩恩的声音是点机的吗。

嗯,是电机的声音,没带电烙铁到办公室。调整原件可以减少这个声音的
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 楼主| 发表于 2017-10-23 20:29:48 来自手机 | 显示全部楼层
jinyuze 发表于 2017-10-22 18:40
技术牛X啊,但你这技术居然会觉得G27价格都奇高实在有点说不过去...

不过真挺牛的.

你是不知道结了婚的苦,嘿嘿。。。
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发表于 2017-10-25 03:08:54 | 显示全部楼层
仅代表老玩家兼DIY小白向每一位付出心血的DIYer道一声:“你们辛苦了!我们玩家会永远全心全意支持你们!支持严谨的设计和研发!期待各位大显神通“
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发表于 2017-10-30 17:18:23 | 显示全部楼层
看到能自己写程序的我就羡慕不已啊。我总觉得,会写程序,就没有搞不成的东西。
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发表于 2017-11-4 11:56:13 | 显示全部楼层
怎么样了,老兄,板子出来了吗?
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如果说当年的张伯伦是上帝派到人间的篮球使者,那么乔丹就是穿着芝加哥公牛队23号球衣的上帝本人!

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 楼主| 发表于 2017-11-7 13:28:40 | 显示全部楼层
上帝本人 发表于 2017-11-4 11:56
怎么样了,老兄,板子出来了吗?


                               
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还在焊板子呢。。。
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发表于 2017-11-7 19:58:39 | 显示全部楼层
楼主是把pwm转换成频率信号吗?具体怎么做的呢

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