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ST-MCSDKでPMSMモータを動かす

はじめに
確認環境
確認手順
リポジトリ
参考資料

はじめに

NUCLEO STM32F446REとIHM07M1の組み合わせに、ST MCSDK(ソフトウェア)を組み込んで、ドローンに使用可能なA2208-1100KVモータを動かした。FOCに手入れなくても動作可能になった。確認環境、確認手順を以下にメモしておく。中間生成物のモータプロファイルとワークベンチに、結果物のSTM32CubeIDEプロジェクトを含めるリポジトリをGithubに公開済み。

確認環境

NUCLEO STM32F446RE
X-NUCLEO-IHM07M1
A2208-1100KV SM-PMSM Motor
DC Power Output 14.8V
X-CUBE-MCSDK_5.4.7(Motor profiler & Motor workbench含む)
stm32cubemx-win_v6-3-0
stm32cubeide_1.14.0_19471_20231121_1200_x86_64.
Windows 11

※何回かの試行錯誤から、MCSDK_5.4.7と、stm32cubemx-win_v6-3-0の組み合わせではエラーなく行けると確認された。

確認手順

以下、Motor Profiler→Workbench→STM32CubeIDE→WorkbenchMonitorの順でメモしていく。

Motor Profiler

12極=6ペア、3セル=14.8V、1100KV * 14.8V=16280RPM、永久磁石は回転子表面実装=SM-PMSMとして入力して、一度モータを馳せて、測定したモータプロファイルを書き出す。入力したMAX SPEEDまでモータを回転させるので、机に固定することに注意すること。

Workbench

Workbenchを立ち上げて、制御ボード、モータドライバ、モータプロファイルとともに、Workbenchプロジェクトを書き出す。

STM32CubeIDE

Workbenchプロジェクトを読み込んで、コンパイルして制御ボードに書き込む。

Workbench Monitor

Workbench Monitorを立ち上げて、Start/Stop Motorでモータを制御する。

リポジトリ

https://github.com/soarbear/stm32f446-ihm07m1に公開済み。

参考資料

STM32向けモータ制御ソフトウェア開発キット(MCSDK)
X-NUCLEO-IHM07M1
Three-phase brushless DC motor driver expansion board based on L6230 for STM32 Nucleo
NUCLEO-F446RE
STM32 Nucleo-64 development board with STM32F446RE MCU, supports Arduino and ST morpho connectivity

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はじめに

いよいよSTM32ファミリーのハイクラスに属する、Cortex-M7コアをもつ、stm32h750(クロック周波数480MHz)を新製品に組み込もうと、早速stm32h750の開発ボードでSine波を作ってみよう。今回はSine波のサンプリングデータを1周期当たり100データに、DACでアナログ波に、トリガをTimer6に、サンプリングデータをDMA転送に指定して、Sine波の周波数は、タイマクロック周波数240MHz / タイマのリロード最大カウンタ数(239+1) / Sine波1周期当たりタイマリロード数100 = 10KHzにしよう。

確認環境

・Windows 10 ／ STM32CubeIDE
・stm32h750 開発ボード
・ST-LINK V2 プログラマ／デバッガ
・オシロスコープ

パタメータ配置

RCC、Clock、DAC、Timer、DMA、Serial wireの順でパラメータ配置を行って、STM32CubeIDEにソースコード生成しよう。

Target MCU

TargetをSTM32H750VBに指定する。

RCC

RCCを外部HSEクリスタルに指定する。

Clock

HSEを25MHzオンボードに指定して、Timerクロックを240MHzにする。Timerクロックは他の値にしてもありうる。

DAC

DACのOutput2に指定する。

Timer

Timer6に指定する。

DMA

MCUの負担を軽減して、DMA転送方式に指定する。

Serial wire

プログラマ&デバッガをSWD(ST-LINK)に指定する。

ソースコード

Generate codeして、main.cへ以下ソースを追加する。

/* USER CODE BEGIN 0 */
uint16_t data[100];
void sine_wave(void) {
	for (uint16_t i = 0; i < 100; i++) {
		data[i] = (uint16_t)(2000 * sin(i * 2 * 3.14159 / 100) + 2000);
	}
}
/* USER CODE END 0 */

int main() {
...
/* USER CODE BEGIN 2 */
sine_wave();
HAL_TIM_Base_Start(&htim6);
HAL_DAC_Start_DMA(&hdac1, DAC_CHANNEL_2, (uint32_t *)data, 100, DAC_ALIGN_12B_R);
/* USER CODE END 2 */
...
}

出力確認

BUILD & RUN、Sine波は予想通り、周期10KHzでPA5から出力されていることを確認済み。

プロジェクト

https://github.com/soarbear/stm32h750_dac_timer_sine_wave に公開済み。

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SWO/SWV with STM32CubeIDE

はじめに
確認環境
確認手順
プロジェクト
参考資料

はじめに

SWV/SWV(Serial Wire Output/Serial Wire Output Viewer)は、デバッグの際にSTM32CubeIDEのコンソールにデータを表示することでいざとプロセスやデータを確認したいときに大変便利なツールである。

確認環境

・NUCLEO-F446RE(MB1136)
・STM32CubeIDE 1.12.0 @UBUNTU 22.04

確認手順

1・NUCLEO-F446RE CN2などのジャンパー接続は、以下写真のとおりとなっている。

2・SYS/Mode/Debug/Trace Asynchronous SWにするとSWOピンが設定される。

3・Generate Codeして、main.cへコードを追加する。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

/* USER CODE BEGIN 0 */
int __io_putchar(uint8_t ch) {
	return ITM_SendChar(ch);
}
/* USER CODE END 0 */

  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
	printf("Hello, SWO/SWV\r\n");
	HAL_Delay(1000);
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */

4・Debug実行する。