一、項(xiàng)目概況

CLN17 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一款開源、緊湊、高性能的閉環(huán)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，專為 NEMA17 外形尺寸電機(jī)設(shè)計(jì)。該驅(qū)動(dòng)器提供先進(jìn)的功能，如靜音和平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)、高精度的位置控制和節(jié)能功能，使其成為各種應(yīng)用的理想選擇，包括機(jī)器人、CNC 機(jī)床和 3D 打印機(jī)。

二、板框圖

三、項(xiàng)目特點(diǎn)

(1)位置控制和精度

閉環(huán)控制：電機(jī)驅(qū)動(dòng)器支持閉環(huán)控制，集成編碼器進(jìn)行實(shí)時(shí)位置監(jiān)控和調(diào)整，確保在具有挑戰(zhàn)性的條件下實(shí)現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)。精細(xì)定位：0.01 度的卓越位置控制精度確保了位置信息的高效和低延遲處理，并將噪音降至最低，從而實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行。極其精確的無傳感器泊車：先進(jìn)的無傳感器泊車算法無需額外的傳感器即可準(zhǔn)確定位電機(jī)，防止系統(tǒng)損壞。嵌入式 6 軸 IMU：LSM6DSO IMU 模塊通過 3 軸陀螺儀和 3 軸加速度計(jì)提供卓越的慣性測量功能，提供精確的運(yùn)動(dòng)反饋、系統(tǒng)振動(dòng)檢測和應(yīng)急響應(yīng)。性能和效率自適應(yīng)轉(zhuǎn)矩控制和能源效率：電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)負(fù)載要求調(diào)整扭矩，優(yōu)化能源效率，減少應(yīng)力并延長電機(jī)壽命。高性能：32 位 170MHz ARM Cortex-M4 微處理器為應(yīng)用代碼提供了顯著的性能改進(jìn)和充足的功能。超靜音和平穩(wěn)運(yùn)行：TMC2209超靜音驅(qū)動(dòng)器可確保對噪聲和振動(dòng)敏感的應(yīng)用安靜平穩(wěn)運(yùn)行。被動(dòng)制動(dòng)和續(xù)流：被動(dòng)制動(dòng)和續(xù)流功能可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的平穩(wěn)減速和滑行，從而增強(qiáng)控制和效率。

(2)兼容性和模塊化

開源方法：完全訪問硬件原理圖、PCB 布局、固件和軟件，促進(jìn)透明度、協(xié)作和創(chuàng)新，從而創(chuàng)建定制解決方案。增強(qiáng)的兼容性：多種連接選項(xiàng)，包括 UART、I2C、CAN 總線（支持 FD）和 USB2.0 Type-C（支持 PowerDelivery），有助于實(shí)現(xiàn)無縫通信并輕松集成到現(xiàn)有系統(tǒng)中。 模塊化概念：各種配置滿足尺寸和性能要求，同時(shí)保持成本效益，支持?jǐn)U展板的附加功能。 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：支持網(wǎng)絡(luò)配置架構(gòu)，允許多個(gè)驅(qū)動(dòng)程序相互連接，而無需額外的設(shè)備。

(3)安全可靠

可靠運(yùn)行：通過寬溫度范圍、診斷功能以及內(nèi)置的 ESD、電流限制、反極性、過載和 3.3V/5V IO 容差保護(hù)功能，確?？煽窟\(yùn)行。 增強(qiáng)的安全算法：增強(qiáng)的安全算法可智能監(jiān)控電機(jī)狀況，以保護(hù)電機(jī)系統(tǒng)和用戶免受潛在傷害。 具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘的精確定時(shí)：專用的 HSE 和 RTC 時(shí)鐘晶振可確保對時(shí)間關(guān)鍵型任務(wù)的精確定時(shí)、可靠的代碼執(zhí)行和準(zhǔn)確的時(shí)間處理。

四、應(yīng)用場景

CLN17 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器適用于廣泛的應(yīng)用，包括但不限于下列應(yīng)用。

(一)學(xué)習(xí)與研究

學(xué)習(xí)平臺：開源設(shè)計(jì)和清晰的文檔提供了通用的電機(jī)控制學(xué)習(xí)解決方案，促進(jìn)了學(xué)生和教育工作者之間的創(chuàng)新和協(xié)作。例如：機(jī)械臂套件;太陽能跟蹤系統(tǒng)。 實(shí)驗(yàn)室設(shè)備：精度、安全性和反饋功能對于可靠操作、準(zhǔn)確結(jié)果和研究人員安全至關(guān)重要。例如：自動(dòng)化液體處理系統(tǒng);精密樣品定位系統(tǒng)。 協(xié)作機(jī)器人和學(xué)習(xí)系統(tǒng)：精確的軸位置和速度檢測使電機(jī)驅(qū)動(dòng)器適用于協(xié)作機(jī)器人和學(xué)習(xí)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)安全的人機(jī)協(xié)作。例如：用于社交互動(dòng)的人形機(jī)器人;用于裝配任務(wù)的協(xié)作式機(jī)械臂。

(二)機(jī)器人和自動(dòng)運(yùn)動(dòng)

CNC機(jī)床和3D打印機(jī)：精確和無差錯(cuò)的定位對于CNC機(jī)床和3D打印機(jī)的精確制造至關(guān)重要。例如：高速或大幅面3D打印機(jī);激光切割雕刻機(jī);臺式數(shù)控銑床。 機(jī)器人和自動(dòng)化系統(tǒng)：精確的控制和運(yùn)動(dòng)提高了機(jī)器人和自動(dòng)化的整體性能。例如：自主移動(dòng)機(jī)器人;拾取和放置機(jī)器人系統(tǒng)。 工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)：可靠性和與工業(yè)接口的兼容性提高了工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制的性能。例如：輸送系統(tǒng)和三角機(jī)器人;自動(dòng)化裝配線。

(三)觸覺和穩(wěn)定

觸覺和力反饋系統(tǒng)：精確的電流和力控制對于逼真的觸覺和力反饋體驗(yàn)至關(guān)重要。例如：用于遠(yuǎn)程控制的遠(yuǎn)程操作系統(tǒng);具有力反饋的虛擬現(xiàn)實(shí)控制器。 相機(jī)/望遠(yuǎn)鏡穩(wěn)定系統(tǒng)：相機(jī)和望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的穩(wěn)定方向依賴于精確的定位和位置保持，從而簡化了系統(tǒng)校準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)精確的組件對準(zhǔn)。例如：電動(dòng)望遠(yuǎn)鏡支架;攝像機(jī)滑塊。該項(xiàng)目仍在開發(fā)中，無法保證所有項(xiàng)目材料都沒有錯(cuò)誤，請大家持續(xù)關(guān)注更新。