Плата управления сервоприводами, коллекторными моторами и периферией ServoBoard
VBCores ServoBoard
VBCores ServoBoard — компактная плата управления небольшими коллекторными моторами и периферией для робототехнических систем. На одной плате объединены микроконтроллерный модуль VBCores VB32G4, семь PWM-выходов для сервоприводов с выделенным питанием, два драйвера коллекторных моторов, интерфейсы A/B энкодеров, аналоговые/GPIO входы и стандартные коммуникационные интерфейсы.
Плата предназначена для мобильных роботов, механизмов с сервоприводами, экспериментов с управлением моторами и образовательных робототехнических платформ, где несколько исполнительных устройств и датчиков подключаются к одному STM32-контроллеру.
Основана на микроконтроллерном модуле VB32G4.
Схема выводов
Возможности
- Модуль микроконтроллера: VB32G4 на базе STM32G474RE
- Выходы сервоприводов: 7 каналов, питание сервоприводов 5.8 В, до 5 А
- Драйверы коллекторных двигателей постоянного тока:
- 2 × TI DRV8870 драйвера двигателей
- управление ШИМ от выходов таймеров STM32
- ограничение тока: 3.3 А
- Варианты питания двигателей:
- встроенный выход DC-DC преобразователя: 12 В или 24 В, до 5 А
- питание двигателей от входного напряжения VIN
- Интерфейсы энкодеров: 2 × интерфейса квадратурных энкодеров
- Аналоговые/GPIO входы: 5 каналов, до 3.3 В
- Интерфейсы:
- SPI3, логический уровень 3.3 В
- I2C3 с выбираемым питанием разъема 3.3 В / 5 В
- UART, логический уровень 3.3 В
- CAN / CAN-FD
- Измерение входного напряжения: резистивный делитель 1:16
- Зуммер
Характеристики
- Входное питание: 12–45 В постоянного тока
- Питание сервоприводов: 5.8 В, до 5 А
- Питание двигателей: 12/24 В от выхода DC-DC преобразователя (до 5 А) или входное напряжение VIN
- Ограничение тока двигателя: 3.3 А
- Микросхема драйвера двигателя: TI DRV8870, 45 В, 3.5 А
- Логический уровень сигнала сервопривода: 3.3 В
- Логический уровень UART / SPI: 3.3 В
- Напряжение на входах Analog/GPIO: до 3.3 В
- Совместимость логических уровней I2C3: 3.3 В и 5 В
Размеры
- Плата: 56×101 мм
- Монтажные отверстия: 50×95 мм, D2.5 мм
Электрическая схема
Распиновка драйверов моторов
TI DRV8870, 45 В, 3.5 А — драйвер коллекторного двигателя постоянного тока с управлением ШИМ.
| Управление | PIN | Примечание |
|---|---|---|
| IN1 (Motor 1) | PB6 | TIM4_CH1 |
| IN2 (Motor 1) | PB4 | |
| IN1 (Motor 2) | PB7 | TIM4_CH2 |
| IN2 (Motor 2) | PB5 | |
| VREF | PB2 | 3.3 А max |
| R_ISEN | - | 0.15 Ом |
Измерение напряжения на входе платы
Измерение входного напряжения выполняется через резистивный делитель 1:16.
| Управление | PIN | ADC |
|---|---|---|
| VIN_SENSE | PA7 | ADC2_IN4 |
Перемычки настроек
Выбор напряжения питания моторов
| Состояние | Напряжение на моторах |
|---|---|
| Разомкнут | 12 В |
| Запаян | 24 В |
Эта настройка используется только тогда, когда источник питания моторов выбран как DC-DC. Напряжение питания мотора не может превышать VIN.
Выбор питания для моторов
| Позиция | Источник питания |
|---|---|
| 1 | DC-DC преобразователь: 12 В или 24 В, 5 А макс., в зависимости от запайки перемычки напряжения |
| 2 | Напряжение с разъема питания VIN, без регулировки |
Напряжение питания моторов не может превышать VIN.
Выбор напряжения для I2C3
Для I2C3 запаяйте перемычку рядом с разъемом I2C3, тем самым выбрав 3.3 В или 5 В.
Примечания
- Драйверы моторов начинают работать при минимальном напряжении питания 9 В.
- Максимальный ток мотора ограничен значением 3.3 А. Настраивается через VREF.
- Для моторов без энкодеров используйте только клеммы A и B (OUT).
- Напряжение питания сервоприводов составляет 5.8 В, что близко к максимуму стандарта для радиомоделей. Убедитесь, что ваши сервоприводы поддерживают это напряжение.
- Сигнальные пины сервоприводов используют логическое напряжение 3.3 В.
- Максимальное напряжение на разъеме аналоговых входов составляет 3.3 В. Не подавайте на них напряжение выше.
- Максимальное напряжение на разъеме SPI3 составляет 3.3 В.
- I2C3 линия совместима с 3.3 В и 5 В логическими уровнями. Также вы можете задать напряжение на разъеме 3.3 В или 5 В, запаяв перемычку рядом. Без запаянной перемычки напряжения на разъеме нет.
- UART логический уровень составляет 3.3 В.
SWD интерфейс для VB32G4
JST GH1.25, 6 pin
| Pin | Назначение |
|---|---|
| 1 | GND |
| 2 | 5V |
| 3 | SWCLK |
| 4 | SWDIO |
| 5 | TX USART2 |
| 6 | RX USART2 |
Фото
3D модели и текстуры
- STEP модель: vb-servoboard.stp
- Текстура верха: vb-servoboard-v0_2-texture-top.png
- Текстура низа: vb-servoboard-v0_2-texture-bottom.png
Последние версии всех 3D моделей, фото и схем продукции VBCores можно найти у нас на GitHub.