M5Stack U188-Lite – strömmodul

Unit RollerCAN-Lite (SKU U188-Lite) från M5Stack är en rörelseenhet med borstlös likströmsmotor och integrerade styrfunktioner, utformad för effektiv rörelsestyrning. Enheten matas med 6–16 V DC via CAN-gränssnittet eller med 5 V via Grove-gränssnittet och kan automatiskt justera effektkoefficienten för att ge optimal prestanda. Det inbyggda FOC-drivsystemet med sluten reglerloop använder en 3504 200KV borstlös motor, med en maximal kontinuerlig fasström på 0,5 A utan forcerad kylning och upp till 1 A under korta perioder. Enligt leverantörens produktbeteckning är det utförandet utan slipring (Lite).

Drivkretsen använder en magnetisk encoder som återkoppling och stöder trippelloop-reglering av ström, hastighet och läge för exakt styrning. En 0,66-tums OLED-display på baksidan visar status i realtid, och enheten har även inbyggda RGB-indikatorer och funktionsknappar för enkel interaktion. Basen har LEGO-kompatibla monteringshål och M3-skruvhål för snabb montering och integrering. Hårdvaran och programvaran är helt öppna, och rörelsestyrning och parameterjustering kan göras via CAN- eller I2C-buss. Tillverkaren anger robotleder, rörelsestyrning, industriell automation och visuella demonstrationsprojekt som användningsområden.

Teknik och prestanda

Enheten bygger på mikrokontrollern STM32G431CBU6 (Cortex-M4, 128 KB Flash, 32 KB SRAM, 170 MHz) tillsammans med motordrivkretsen DRV8311HRRWR och vinkelgivaren TLI5012BE1000. Motorn är en D3504 200KV borstlös motor med en diameter på 41 mm. Databladet anger följande driftpunkter vid 16 V DC:

• Belastning 50 g: varvtal 2100 rpm, ström 225 mA
• Belastning 200 g: varvtal 1400 rpm, ström 601 mA
• Belastning 500 g (maximal last): varvtal 560 rpm, ström 918 mA
• Utan last: ström 78 mA

Utgående vridmoment är 0,021 N.m (0,2 kgf.cm) vid matning via Grove-porten med 5 V DC och en ström på 350 mA, och 0,065 N.m (0,66 kgf.cm) vid matning via CAN-gränssnittet (XT30) med en ström på 927 mA. Standbyströmmen är 70 mA vid 5 V DC via Grove-porten och 32 mA vid 16 V DC via CAN-gränssnittet (XT30). Ljudnivån anges till 48 dB och drifttemperaturen till 0 till 40 °C. Produkten mäter 40,0 x 40,0 x 40,0 mm och väger 72,2 g.

Matningsspänningen får inte överstiga 16 V. Överstiger spänningen 18 V visar motorn felkoden E:1, motorn arbetar inte, texten Over Voltage visas och lysdioden lyser blå. I absolut positionsläge motsvarar encodervärdet 36000 pos 360°. Eftersom den mekaniska monteringsvinkeln och encodervinkeln inte är exakt uppriktade kan ett fel på cirka 2° förekomma.

Anslutningar och gränssnitt

Kommunikation sker via 2 x CAN (XT30-gränssnitt, XT30 (2+2) PW-M) och 1 x I2C (adress 0x64). Motorn kan matas med 6–16 V via CAN-gränssnittet (XT30) eller med 5 V DC via Grove-porten. I databladets pinbeläggning (PinMap) anges signalerna FDCAN_RX, FDCAN_TX och CAN_STB för CAN samt SYS_I2C_SCL och SYS_I2C_SDA för I2C. Grove-porten (HY2.0-4P, PORT.A) har ledningsfärgerna svart (GND), röd (5V), gul (SDA) och vit (SCL). Lokalt på enheten finns en 0,66-tums OLED-display (64 x 48, SPI), två WS2812-2020 RGB-lysdioder och en knapp. För felsökning finns SWD- och SWO-gränssnitt.

I förpackningen ingår:

• 1 x Unit RollerCAN-Lite
• 1 x PwrCAN-kabel (10 cm)
• 1 x HY2.0-4P Grove-kabel (5 cm)
• 6 x friktionsstift
• 1 x fläns
• 1 x fäste
• 1 x monteringsplatta för motor
• 1 x insexnyckel (2,5 mm)
• 1 x insexnyckel (2 mm)
• 6 x M3-muttrar
• 2 x insexskruvar M3x14 mm
• 4 x insexskruvar M3x10 mm
• 1 x insexskruv M2x5 mm
• 4 x försänkta insexskruvar M3x14 mm
• 2 x försänkta insexskruvar M3x12 mm
• 4 x försänkta insexskruvar M3x5 mm
• 1 x enkeländad 5-polig felsökningskabel, 1,25 mm delning, 100 mm längd

Programvara och kompatibilitet

Både hårdvara och programvara är helt öppna (open source). Tillverkarens handledning för Unit RollerCAN-Lite beskriver hur enheten konfigureras, hur arbetsläge ställs in och hur den kopplas, och ett Arduino-bibliotek (Unit RollerCAN Arduino Library) finns tillgängligt. Databladen för vinkelgivaren TLI5012BE1000 och motordrivkretsen DRV8311HRRWR, kretsschema och strukturfiler är länkade i tillverkarens dokumentation.

Egenskaper

• Borstlös motor D3504 200KV, diameter 41 mm
• Inbyggt FOC-drivsystem med sluten reglerloop
• Trippelloop-reglering: ström, hastighet och läge
• 2 x CAN (XT30 (2+2) PW-M) och 1 x I2C (adress 0x64)
• Matning 6–16 V DC via CAN (XT30) eller 5 V DC via Grove
• Maximal last 500 g vid 560 rpm (16 V DC)
• Fasström max 0,5 A kontinuerligt, 1 A kortvarigt
• 0,66-tums OLED (64 x 48) och 2 x WS2812-2020 RGB-LED
• Vinkelgivare TLI5012BE1000 (magnetisk encoder)
• SWD/SWO-felsökning, öppen hårdvara och programvara
• Lite-utförande utan slipring, 72,2 g
• LEGO-kompatibla monteringshål och M3-skruvhål

Användningsområden

• Robotleder och styrning av robotleder
• Rörelsestyrning
• Smart tillverkningsutrustning och industriell automation
• Visuella demonstrationer

Databladstexten anger inget om CAN-hastighet, terminering eller kommunikationsprotokoll; se tillverkarens dokumentation.

Tillverkarens artikelnummer U188-Lite. Uppgifterna är hämtade ur tillverkarens datablad (PDF). Lagerförd vara – skickas inom 1–3 vardagar.