Arduino无刷电机控制教程，电调，原理图，代码，实例

无刷电机广泛应用于电动工具，无人机，遥控船，水泵，风扇，吸尘器等场合。在本教程中，我们将学习如何使用 Arduino 和 ESC(电子调速器) 控制无刷电机。

本文作者: Dejan, 翻译整理：DIY百事

在这个例子中，我有一个具有以下规格的外转子 BLDC 电机：它的 KV 额定值为 1000，可以使用 2S、3S 或 4S 锂聚合物电池供电，它需要 30A ESC。无刷电机的 KV 额定值定义了电机在空载时每伏特的 RPM。

在这种情况下，1000KV 意味着，例如，如果我们为电机提供电压为 7.4 伏的 2S LiPo 电池，电机可以达到 7.4 * 1000 的最大 RPM，即 7400 RPM。

无刷电机耗电，最常见的供电方法是使用锂聚合物电池(LiPo)。LiPo电池的“S”号表示该电池包串接有多少节电池，每节电池的电压为3.7V。

在这个例子中，我将使用 3S LiPo 电池，它有 3 个电池，电压为 11.1V。所以，我可以期望我的电机达到 11100 的最大 RPM。

最后，这是我将用于此示例并符合电机要求的 30A ESC。ESC 的一侧有三根电线控制电机的三相，另一侧有两根电线，VCC 和 GND，用于供电。

还有另一组三根线从 ESC 出来，那就是信号线、+5V 和地。ESC 的这一功能称为免电池电路，顾名思义，它免除了单片机对单独电池的需求。有了这个，ESC 提供了可用于为我们的 Arduino 供电的 5V 稳压电源。

我们可以注意到，这种连接实际上与我们在伺服电机上看到的连接相同。

。因此，使用 ESC 和 Arduino 控制无刷电机就像使用 Arduino 控制伺服一样简单。ESC 使用与伺服相同类型的控制信号，这是标准的 50Hz PWM 信号。

这非常方便，因为例如在构建遥控飞机时，我们通常需要伺服和无刷电机，这样我们就可以使用相同类型的控制器轻松控制它们。

因此，使用 Arduino 我们只需要生成 50Hz PWM 信号，根据脉冲宽度或高电平持续时间（应从 1 毫秒到 2 毫秒不等），ESC 将驱动电机的转速从最小到最大。

Arduino无刷电机控制——电路图

这是此示例的电路图。除了 ESC，我们将只使用一个简单的电位器来控制电机速度。

本 Arduino 教程所需的组件：

· 无刷电机
· ESC 30A
· 锂电池
。· Arduino 板
· 电位器
· 面包板和跳线

用于 BLDC 电机控制的 Arduino 代码

Arduino 代码非常简单，只有几行代码。

/*
Arduino Brushless Motor Control
by Dejan, https://howtomechatronics.com
*/
#include <Servo.h>
Servo ESC; // 创建一个servo对象来控制ESC
int potValue; // 模拟针读数
void setup() {
    // Attach the ESC on pin 9
    ESC.attach(9,1000,2000); // (针脚号为9, 最小脉冲时间（ms), 最小脉冲时间（ms)
}
void loop() {
    potValue = analogRead(A0); // 电位器输入的数值 (0到1023)
    potValue = map(potValue, 0, 1023, 0, 180); // 变换成0到180
    ESC.write(potValue); // 发送控制信号到 ESC
}

说明：所以，我们需要定义Servo库，因为有了servo库我们可以很容易地产生50Hz的PWM信号，否则Arduino产生的PWM信号是不同频率的。然后我们需要为 ESC 控制创建一个伺服对象，并定义一个变量来存储来自电位器的模拟输入。在设置部分，使用 attach() 函数，我们定义哪个 Arduino 引脚是连接的 ESC 的控制信号，并以微秒为单位定义 PWM 信号的最小和最大脉冲宽度。

在loop部分，首先我们读取电位器，将其从 0 到 1023 的值映射到从 0 到 180 的值。然后使用 write() 函数将信号发送到 ESC，或生成 50Hz PWM 信号。0 到 180 之间的值对应于设置部分中定义的 1000 到 2000 微秒之间的值。

因此，如果我们将此代码上传到我们的 Arduino，然后使用电池为所有设备供电，那么我们可以使用电位计将无刷电机的速度从零控制到最大。

但是，这里有几件事我们应该注意。最初为电机供电时，信号值必须等于或低于最小值 1 毫秒。这称为电调的布防，电机发出确认蜂鸣声，以便我们知道它已正确布防。如果我们在供电时有更高的值，这意味着我们有一个油门，则在我们将油门降低到正确的最小值之前，ESC 不会启动电机。这在安全方面非常有用，因为如果我们在供电时油门开大，电机将不会启动。

电调校准

最后，让我们解释一下 ESC 校准的工作原理。每个 ESC 都有自己的高低点，它们可能略有不同。例如，低点可能是 1.2 毫秒，高点可能是 1.9 毫秒。在这种情况下，我们的油门在前 20% 内不会做任何事情，直到达到 1.2 毫秒的低点值。

为了解决这个问题，我们可以根据需要校准电调或设置高低点。为此，在为 ESC 供电之前，首先我们需要将电位计调高到最大值或至少大于当前中间点的值。然后我们可以给 ESC 加电，我们会听到电机发出几声哔哔声，这实际上确认我们已经设置了新的高点。

然后在 2 秒后，我们应该将我们的电位器移动到我们新的低点所在的位置。我们将再次听到确认蜂鸣声，然后我们就完成了 ESC 校准。现在我们的油门会立即响应，我们可以在这两个新点内控制电机。

这就是本教程的所有内容。