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有刷电机驱动全能王—X-NUCLEO-IHM04A1直流有刷电机驱动板评测
- [导读]
- ST公司推出了很多的MCU开发板和很多扩展板，之前小编介绍了IHM01A1步进电机驱动板，今天我们再来介绍一下直流有刷电机驱动板X-NUCLEO-IHM04A1。
一. 前言
话说每个男孩都会有一个好动的心，小时候的玩具也不外乎就是车车呀，飞机呀什么的，很多人时不时的还总想自己做个小车，许多同学上大学的时候也一定做过和小车相关的东西,然而想要做会动的小车肯定就离不开电机。，今天我们就聊聊电机驱动的事情。ST公司推出了很多的MCU开发板和很多扩展板，之前小编介绍了IHM01A1步进电机驱动板，今天我们再来介绍一下直流有刷电机驱动板X-NUCLEO-IHM04A1。
二. 定位
IHM04A1直流有刷电机驱动板属于STM32 Nucleo expansion boards，也就是说属于Nucleo扩展板，用于直流有刷电机的驱动。
三. 开箱
扩展板的包装遵循了ST一贯的简单风格，透明塑料壳包装(吸塑泡壳专业叫法)，附带印刷纸板做简要说明，如下图：
四. 产品功能
该扩展板主要应用是使用Arduino或者STM32 NUCLEO系列的控制类评估板来控制有刷直流电机的运转。
特性：
(1) 输入电压8V-45V
(2) 相电流2.8A(持续电流)
(3) 直接输出驱动
(4) 全功率保护电路
(5) 低电压锁定
(6) 可编程过流保护
(7) 热关断保护
(8) 兼容Arduino，NUCLEO 开发板
五. 产品设计
1. 结构设计
板子的外形采用了与IHM01A1相同的设计，一侧凹，另一侧凸的设计，另一侧的凸出来的部分其实是为了配合在这部分“凹陷”方便拼版，如下图：
这样在加工的时候不会造成材料的浪费，以上原因为小编猜测并未得到官方的确认。
其他方面，排座都是一次成型的(按数量定长短)没有剪切的痕迹，元件排列整齐，丝印清晰这都是基本要求也都是应该有的。
2. 外观接口
(1)外观接口方面：与所有的NUCLEO系列评估板一样预留了Arduino UNO R3 的接口和NUCLEO扩展接口，唯一不同的是这各扩展板上只焊接了Arduino的排座，下方为长的排针，NUCLEO的接口并没有焊接，应该是为了方便用户适应不同的连接方式，由用户自行安装。
下图是IHM04A1与Arduino UNO R3和NUCLEO-F410RE的大小对比图
下图是IHM04A1与Arduino UNO R3连接
下图是IHM01A1与NUCLEO-F410RE连接
与IHM01A1步进电机扩展板相同，板子的凹槽是为了将下面的NUCLEO板子上的两个按键漏在外面，这样就不会影响操作了。我们对比了IHM01A1，IHM04A1，IHM07M1 都有这样一个缺口，所以可以确定这是用来操作按键的。
下图从左至右依次为IHM07M1，IHM01A1，IHM01A1
(2)电机和电源 采用了端子连接器。
端子采用的是国际知名品牌菲尼克斯如下图BOM
(3)板上设置有每一相信号线的指示LED。
(4)板上预留了一些未焊接的0R电阻用于模式选择。
(5)板上使用了2512封装的0欧贴片，之所以用这么大封装的电阻是因为这里电流非常大。
这里也可以使用小阻值电阻作为电流检测，具体位置如下图：
(6)板上的铝电解电容使用了两种封装，一种是直插，一种是贴片，这样设计就可以有两种物料可以选择，就不会因为个别材料缺货而影响产品的正常生产，这种做法也是工程上经常使用的，如下图：
图中焊接了直插的电解电容，板上还有贴片电解电容的丝印和焊盘。
六. 产品使用方案
(1)在ST的官方网站上提供了详细的使用说明
板子的接口的详细介绍如下图：
(2)一块IHM04A1扩展板可控制1-4个直流电机工作在不同的模式下，最多七种，使用方法是通过焊接板子上的J1，J2，J3，J4电阻选择驱动模式，详细情况如下图：
下图中红色框线内为J1，J2，J3，J4电阻
这种设计使相比跳线，使用起来不方便因为需要使用烙铁，但是这种使用起来比较可靠。
具体的使用模式如下：
模式1：两个双向电机
模式2：四个单向电机
模式3：一个双向电机(大电流)
模式4：两个单向电机(大电流)
模式5：一个双向电机(小电流)
模式6：两个单向电机(小电流)
模式7：一个单向电机(超大电流)
总结一下，一块电机驱动芯片能有这么多的驱动模式实属不易，这是一款非常优秀的电机驱动芯片。
连接上电源电源指示灯就亮起来了，如下图：
接上电源，接上两个直流电机如下图：
(3)软件的使用
ST官方网站提供了扩展板在L053和F401两款平台的软件包，如下图：
软件包中提供了单个双向电机和四个单向电机的例程，如下图：
与所有软件包相同提供了IAR和MDK两款平台的例程，如下图：
总的来说使用起来还是很容易的。
七. 器件选型
这里就要说说扩展板的核心器件L6206有刷直流电机驱动芯片
特性：
(1) 操作电压：8V-45V
(2) 峰值电流5.6A，持续电流2.8A
(3) 操作频率高达100kHz
(4) SPI通信接口
(5) 可编程保护电流
(6) 检测输出，并行操作
(7) 热保护
(8) 低电压锁定
(9) 集成续流二极管
芯片的特性决定了芯片具有多种驱动方式，优异的驱动性能等等优越的特性。
下图是功能块图
八. 总结及展望
因为有这样一款优秀的驱动芯片加上驱动板的合理设计，使得IHM04A1有着不同寻常的可使用性和多变化性。从各方面的性能和使用模式来说这是一块非常优秀的扩展板，有多种工作模式选择，可以驱动多个电机，既可以在STM32Nucleo系列评估板上使用，也可以在应用非常普遍的Arduino上使用，现在市面上还真的没有这么多功能的直流有刷电机驱动板，根据IHM04A1的性能，可以设计各种各样的项目，例如：一个电机的风扇，两个电机的小车，四个电机的四旋翼等等有意思的小项目。
九. 官方资料
ST的官方网站上提供了非常详细的资料供大家参考
链接：http://www.st.com/web/en/catalog/tools/PF261981
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