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开源大型电机闭环控制器PCB及固件源码-电路设计方案

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简介：
本项目提供开源的大型电机闭环控制系统的PCB设计和固件代码。包含详细的电路图与硬件方案，适用于需要精确控制的大功率电机应用。 该大型电机闭环控制器支持与数控机床的拉丝电机配合使用，并且可以与流行的步进和方向信号接口进行通信。当控制器接收到特定频率的步进脉冲时，它会即时旋转电机并读取编码器信号以确保编码器脉冲的数量和频率匹配步进信号。 这种设备允许驱动有刷马达作为步进电机使用，并且能够实现每转3200步或更高分辨率（取决于正交编码器的精度）。如果控制器无法使电机达到所需位置，它会发送信号给其他控制器以停止相应的电机，避免作业中断或损坏。 该大型电机闭环控制器电路板可以提供高达360瓦功率输出（在36伏特电压和10安培电流条件下），适用于需要加速大负载或高速运动的机器。此外，其限流功能能够保护电机免受过热，并控制施加于机械装置上的扭矩量。 该控制器具有以下特性： - 兼容STEP/DIR接口 - 支持线性及旋转正交编码器 - 使用48MHz PSoC4微处理器通过串行命令进行调整（需要USB到串行转换器） - 采用5mΩMOSFET H桥，安装于2盎司铜板上以实现冷却和高效运行 - 设有防尘罩、键头及可插拔螺丝端子以便快速且整洁的布线连接 - 具备闭环电流调节并通过两个板载LED指示故障模式 - 支持直接E停止或限位开关连接 电机电压范围为6到36伏特，连续输出电流可达10安培。逻辑输入支持1.8至5伏特电压，并且能够处理高达200kHz的编码器和步进信号频率。 伺服电机参数包括： - 峰值电流：在24V时可达到5A - 最大角速度：4000转/分钟 - 峰值扭矩：300 gcm - 功率峰值：30瓦特 光学编码器规格如下： - 每转计数：1440个点 - 直径：38毫米，轴直径5毫米

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  • 开源大型电机闭环控制器PCB及固件源码-电路设计方案
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    本项目提供开源的大型电机闭环控制系统的PCB设计和固件代码。包含详细的电路图与硬件方案，适用于需要精确控制的大功率电机应用。 该大型电机闭环控制器支持与数控机床的拉丝电机配合使用，并且可以与流行的步进和方向信号接口进行通信。当控制器接收到特定频率的步进脉冲时，它会即时旋转电机并读取编码器信号以确保编码器脉冲的数量和频率匹配步进信号。 这种设备允许驱动有刷马达作为步进电机使用，并且能够实现每转3200步或更高分辨率（取决于正交编码器的精度）。如果控制器无法使电机达到所需位置，它会发送信号给其他控制器以停止相应的电机，避免作业中断或损坏。 该大型电机闭环控制器电路板可以提供高达360瓦功率输出（在36伏特电压和10安培电流条件下），适用于需要加速大负载或高速运动的机器。此外，其限流功能能够保护电机免受过热，并控制施加于机械装置上的扭矩量。 该控制器具有以下特性： - 兼容STEP/DIR接口 - 支持线性及旋转正交编码器 - 使用48MHz PSoC4微处理器通过串行命令进行调整（需要USB到串行转换器） - 采用5mΩMOSFET H桥，安装于2盎司铜板上以实现冷却和高效运行 - 设有防尘罩、键头及可插拔螺丝端子以便快速且整洁的布线连接 - 具备闭环电流调节并通过两个板载LED指示故障模式 - 支持直接E停止或限位开关连接 电机电压范围为6到36伏特，连续输出电流可达10安培。逻辑输入支持1.8至5伏特电压，并且能够处理高达200kHz的编码器和步进信号频率。 伺服电机参数包括： - 峰值电流：在24V时可达到5A - 最大角速度：4000转/分钟 - 峰值扭矩：300 gcm - 功率峰值：30瓦特 光学编码器规格如下： - 每转计数：1440个点 - 直径：38毫米，轴直径5毫米
     
  • 大型电机闭环控制器硬件设计文档及固件源代码.zip
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    本资源包含一款用于大型电机的闭环控制器硬件设计文档以及其配套的固件源代码，适用于深入研究和开发高性能电机控制系统。 在电机控制系统设计过程中，大型电机闭环控制器的设计至关重要。它融合了电力电子技术、自动控制理论以及电机学等多个学科的知识点。本资料提供了一套完整的硬件设计文件及固件源码，对于希望深入了解电机控制系统的技术人员而言极具参考价值。 硬件设计文档通常涵盖电路原理图、PCB布局图、电气接口定义及相关元器件的选择等信息。在电路原理图中，可以看到控制器如何处理电源供应、信号输入输出、驱动电路以及保护机制等方面的问题。高效的开关电源模块被用于提供稳定的电压；而信号的输入和输出则可能涉及电流传感器、速度传感器及位置传感器，并且还包括与上位机或PLC通信接口的设计；驱动电路是连接控制器与电机的关键部分，它负责精确地控制电机的电流以实现闭环控制功能；保护机制在异常情况下（如过流、过压等）确保系统的安全性。 固件源码则是控制器的核心逻辑。通常采用PID算法实时调整电机的行为，并通过采集运行状态数据来计算合适的控制信号。此外，故障诊断和处理也是固件的重要组成部分之一，用来应对各种可能发生的系统问题。 学习这些设计文件时需要掌握以下知识点： 1. **电机控制系统理论**：了解交流或直流电机的工作原理及其动态模型。 2. **闭环控制机制**：理解PID控制器如何通过调整误差来优化输出信号，并实现对电机性能的精确调控。 3. **硬件架构设计原则**：熟悉电源模块、信号处理电路、驱动器及保护装置的设计理念，以及元器件的选择依据。 4. **嵌入式编程语言知识**：掌握C语言或其他适合于嵌入式的编程技术，理解固件中的控制逻辑和中断服务程序结构。 5. **通讯协议的应用**：学习如CAN总线、SPI接口或UART等常用的串行通信方式，并了解控制器如何与外部设备交换信息的机制。 6. **故障检测及处理策略**：掌握常见问题识别方法，并在软件设计中融入相应的保护措施。 通过研究这个大型电机闭环控制系统的硬件文档和固件源代码，可以深入了解其工作原理并提高实际的设计调试能力。对于从事相关领域工作的工程师来说，这是一个非常有价值的资源。
     
  • 官方开源：EG3011电动车控制器原理图及PCB源文件-电路设计方案
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    本项目提供EG3011电动车控制器的详细原理图和PCB源文件，旨在为工程师和技术爱好者展示完整的电路设计解决方案。 本设计基于EG89M52 + EG3011 + EG1181电动车控制器进行开发，并提供了相关原理图及PCB源文件供下载。 其中，EG3011是一款专为大功率MOS管和IGBT管栅极驱动而设的高性价比芯片。其内部集成了逻辑信号输入处理电路、死区时间控制电路、闭锁保护功能以及电平位移与脉冲滤波等输出驱动电路，特别适用于无刷电机控制器中的驱动应用。 EG1181是一款48V电池供电降压型DC-DC电源管理芯片。它内部包含了基准电压源、振荡器、误差放大器及过热保护等功能模块，并具备限流和短路保护特性，非常适合应用于60V以上的高压环境。在电动车控制器系统中使用EG1181可以替代LM317或LM7815等线性稳压器，具有高效率与可靠性特点，有助于降低整个系统的温度并提高稳定性。 此外，EG89M52是一款低功耗、高性能的八位CMOS工艺微控制器。它拥有8K字节Flash ROM，并兼容标准的MCS-51指令集和端口定义。由于采用了快速指令周期技术，在相同工作频率下比传统MCU效率提高2~12倍，且具备宽泛的工作电压范围（3.5V至6.5V）以及工业级温度适应能力（-40°C到85°C），非常适合在严苛环境中使用，并具有低电流消耗特点。
     
  • Crazyflie 2.0 飞行器电路图、PCB 布局及固件源码官方开源 - 电路方案
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    Crazyflie 2.0是一款微型四旋翼飞行器，其电路图、PCB布局和固件源码完全开放。该设计为开发者提供了深入了解无人机电子架构的机会，并支持自定义开发与实验研究。 Crazyflie 2.0是一款多功能飞行器开发平台，重量仅为27克，适合放在手掌上操作。其高级功能使其成为开发人员的理想选择，并且通过蓝牙LE技术可以轻松从移动设备控制它进行飞行。 该装置体积小、轻便，非常适合室内使用。组装过程简单快捷：无需焊接就能快速将电机连接到电路板框架，并准备好立即起飞。 Crazyflie 2.0支持多种无线电协议，包括蓝牙低功耗（BLE），可用于iOS和Android移动设备；也兼容PC端的 Crazyradio 或 Crazyradio PA 设备进行控制。虽然从手机操控已经非常方便了，但借助适用于Windows、Mac OS X 和 Linux系统的Python客户端将平台连接到计算机后可以释放出更多功能。 这些附加功能包括：完全使用所有扩展板的能力，轻松调整飞行参数，并以图形方式记录数据和设置变量等操作。此外，在与电脑相连时还可以利用任何具有至少四个模拟轴的游戏手柄或操纵杆进行控制，设备支持内部映射到客户端中以便于操控。 Crazyflie 2.0具备以下特点： - 易组装且无需焊接 - 自动检测扩展板功能 - 支持从iOS和Android移动设备通过蓝牙低功耗飞行，以及使用 Crazyradio 或 Crazyradio PA 的Windows/MacOSX/Linux计算机进行控制 技术规格方面包括：重量27克；尺寸92x92x29毫米（电机到电机的距离）；测试表明Crazyflie 2.0在LOS条件下可达到1公里以上的无线电范围，使用的是nRF51822无线模块和电源管理MCU。平台还配备了一块集成的LiPo充电器，并通过标准uUSB接口连接。 飞行性能方面：一次充满电后大约可以持续7分钟飞行时间；冷却时间为40分钟左右；最大推荐的有效载荷重量为约15克，扩展端口包括VCC、GND、I2C等。此外，该平台还配备了一个高精度压力传感器（LPS25H）和一个3轴陀螺仪/加速度计/磁力计组合模块。 最重要的是，这是一个开放项目提供源代码及硬件设计文档，并且在开发环境中考虑了日志记录、实时参数设置以及无线固件更新等特性。平台支持不断扩展的社区提供的API集合（Java, Ruby, C/C++, C# 和 JavaScript），为有兴趣进行更深层次开发的人提供了JTAG/SWD连接的支持套件，以实现与两个MCU的轻松对接。 该飞行器通过无线电和蓝牙LE技术实现了无线固件更新功能，在发布新版本时可以方便地完成升级。
     
  • 甩脂机控制电路设计方案（含PCB和Sch源文件）- 电路方案
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    本项目提供一种高效的甩脂机控制电路设计，包含详细的PCB与Sch源文件。适用于健身器材爱好者及电子工程专业人员进行研究与开发。 基于S320F28027FP设计的甩脂机控制器能够支持AC220V、300W的设备，并且包含PCB和Sch文件。
     
  • 基于ATmega328P控制器的避障机器人电路设计方案（含源码、PCB及电路图）
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    本项目详细介绍了一种基于ATmega328P微处理器的智能避障机器人的硬件设计与软件实现，包括完整的电路原理图、PCB布局和程序代码。 该机器人控制板包含一个ATmega328P微控制器和一个L293D电机驱动器。它与Arduino Uno板相似，但更有用处，因为它无需额外的屏蔽即可直接驱动电机，并且不受跳线干扰的影响，可通过CH340G轻松编程。在同时驱动两个直流电动机时，还可以通过此板上的I/O引脚控制不同的传感器。在此项目中使用了HC-SR04超声波距离传感器和IR红外传感器以及一个伺服电机。 该控制板可以对具有五种不同场景的机器人进行编程。这些方案包括：相扑模式（两个机器人尝试将对方推出圆圈）；跟随我模式（通过HC-SR04传感器感应前方物体并跟随它）；跟踪模式（黑线或白线追踪车辆），避开模式（智能感知障碍物，并转向绕过它们的路径）以及绘图模式，其中包含伺服电机和一支笔，在表面上绘制自己的运动轨迹。 在该项目中使用的是DIP类型的组件以便于焊接。所需组件包括：带有Bootloader的ATmega328P、L293D电机驱动器IC、B型USB插座、14/28销孔式插座、16MHz晶振、L7805 TO-220稳压器，电容（如100uF）、LED和电阻（例如：1K / 10k）及其它小元件。此外还需要电源插座，接线端子等配件；以及电机和电池等动力源部件。
     
  • 无电源遥控器的新型节能设计方案（含原理图、PCB源文件、源码及论文）-电路方案
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    本项目提供了一种无需外部电源供应的创新遥控器设计，包含详细的电路工作原理和硬件布局文件。通过集成高效的能量收集技术和低功耗微控制器，实现了节能环保的目标，并附有完整的源代码以及技术分析文档。此设计方案旨在为消费电子产品行业带来一种全新的节能操作模式。 绿色能源无电源遥控器电路功能概述：该遥控器通过振动、压力或光线变化产生电压，并利用环境与使用者之间的温差来发电。产生的能量由LTC3588芯片收集并存储，为负载供电；或者将能量储存在大电容中，在没有外部输入能量时使用储存的电量供负载工作，从而实现了无需更换电池的设计，解决了市场上遥控器频繁换电池的问题。 视频演示和电路板截图可展示该无电源遥控器的工作原理和技术细节。
     
  • 【开源】TMS320F28069 控制器板载电路原理图及 PCB 源文件和系统代码-电路方案
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    本项目提供TMS320F28069控制器板的详细设计资料，包括电路原理图、PCB源文件以及系统代码，旨在支持开源社区进行学习与开发。 德州仪器 (TI) 的 C2000 controlCARD 是面向 OEM 客户的理想选择，适用于初期软件开发、系统原型设计、测试代表以及许多其他项目中的短期构建需求，这些项目需要高性能控制器且易于使用。controlCARD 使用行业标准 DIMM 封装提供低截面单板控制器解决方案的完整模块化板卡。 所有 C2000 controlCARD 采用统一的100引脚连接器封装，并提供了模拟和数字 I/O 板载控制功能，因此可以互相替换。每个 controlCARD 都具备独立的 RS-232 接口进行通信。主机系统只需为controlCARD 提供单一5V电源轨即可支持其全部功能运行。 TMS320F28069 controlCARD 的具体特点包括： 1. TMS320F28069 Piccolo 微处理器 2. 尺寸：长宽比为 9cm x 2.5cm 3. 标准的100引脚 DIMM 接口 4. 包含 F28x 模拟 I/O、数字 I/O 和 JTAG 信号在内的DIMM接口配置 5. 独立的 RS-232 接口支持通信需求 6. 单个5V电源轨即可满足全部功能运行 调试工作需要使用JTAG仿真器，该设备通常单独出售（部分开发套件内置了板载 JTAG 仿真的特性）。
     
  • USB电源开关与PD控制器设计（含原理图、PCB源文件及BOM清单）- 电路方案
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    本项目提供了一种基于USB的电源控制解决方案，结合了智能电源开关和PD协议控制器的设计。包含详细的原理图、PCB布局文件以及物料清单，助力高效开发与应用。 USB电源开关及PD控制器电路功能概述： 该设计提供了一种基于TPS65982的参考方案，适用于USB Type-C 和电力输送（PD）应用中的电源管理。此设计方案能够实现多种功率分配模式以及交替模式（如DisplayPort），支持用户对现有的系统进行调试和开发。 所涉及的重要芯片包括：TPS54335A、TPS65982等。 TPS54335A芯片介绍： 该系列器件为同步转换器，工作电压范围在4.5V至28V之间。此系列产品集成了低侧开关场效应晶体管（FET），无需使用外部二极管，从而减少了组件数量。 特性USB PD 控制器包括： - 符合Type-C标准 - 拉电流和灌电流功率端口开关功能 - 过压及过流保护机制 - 数据端口多路复用能力 - USB低速端点支持
     
  • 【海外开源】ArduPilot Mega 无人机控制板原理图/PCB/固件源码-电路设计
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    本项目提供ArduPilot Mega无人机控制板的详细资料，包括原理图、PCB布局及固件源代码。适合爱好者学习与开发飞行控制系统。 ArduPilot Mega是一款完全可编程的飞行控制器，它需要GPS模块和各种传感器来支持无人机的操作。这款设备解决了稳定系统与导航两个关键问题，并且不再依赖于独立的稳定控制系统。此外，该装置还具备fly-by-wire(飞控)模式，在遥控器手动操控飞机时可以提供更加平稳、安全的飞行体验。 ArduPilot Mega由Chris Anderson和Jordi Muñoz设计并开发，其最新版本采用ATmega2560取代了先前使用的ATmega1280。该控制板包括三轴陀螺仪、加速度计、气压高度测量传感器以及一个工作频率为每秒十次的GPS模块。它还装备有用于监控电池状态的电压感应器，4MB的数据存储空间以记录飞行任务数据，并支持将这些数据导出成KML格式。 此外，该控制板具有内置硬件故障处理机制，在发生失控情况时可以引导无人机返回起始位置（此功能可选）。其他可能集成到系统中的传感器包括三轴磁力计、空速测量器和电流感应设备。