DDSM315 使用教程
产品说明
产品介绍
DDSM315 直驱伺服电机是基于一体化开发理念，集外转子无刷电机、编码器、伺服驱动于一体的高可靠性永磁同步电动机，其结构紧凑，安装方便，运行稳定，小体积、高转速特别适合应用于以下直驱领域：小型 AGV 驱动轮、平衡车驱动轮、开发车载平台等高级机器人项目。
通过对极槽数、槽型、气隙、永磁材料等相关优化，确保电机在空载状态下转速高达 315±10RPM，能够以 200RPM 的额定转速结合 0.55Nm 的额定转矩转动，可用于需要高速转动且对扭矩要求不高的机器人项目，为用户提供了高性能的直驱应用解决方案。
该电机适配的驱动器使用磁场定向控制 (FOC) 算法，配合电机内置的高精度传感器，达到对电机的精确控制及更好的静音效果。驱动器具备完整可靠的电机 OBD(On-board diagnostics) 监控机制和保护功能，确保电机运行安全可靠。
同时我们为该型号直驱伺服电机提供了开源的四驱越野车的结构模型，你可以在最下面的“资料”-“开源结构”中下载该开源结构的模型和工程文件。
产品特性
- 超低噪音
- 高精度无背隙
- 响应快，直接驱动无延迟
- 电机和驱动器一体化设计，结构紧凑，集成度高
- 支持 RS485 通信方式
- 通过通信可以获取电机的位置、速度、电流及故障码等信息
- 支持霍尔位置检测，过流保护等功能
- 支持电刹车
- 无传动机械摩擦，传动效率接近 99.99%
产品参数
| DDSM315 轮毂电机 | |||
|---|---|---|---|
| 额定电压 | 18V DC | 工作电压 | 12~24V DC |
| 额定转速 | 200rpm | 空载转速 | 315±10rpm |
| 额定电流 | 0.5A | 空载电流 | 0.25A |
| 堵转电流 | 3.5A | 使用环境温度 | -20~45℃ |
| 额定转矩 | 0.55Nm | 堵转扭矩 | 1.1Nm |
| 编码器分辨率 | 4096 | 相对精度 | 1024 |
| 整机重量 | 349±5g | 单轮承重负载 | 10kg |
| 转速常数 | 17.5rpm/V | 噪音等级 | ≤55dB(A) |
产品使用注意事项
1. 在使用前确认工作电压是否为产品参数中规定电压范围。
2. 确保电机在规定环境温度范围（-20℃~45℃）内使用。
3. 请避免电机浸泡在水中，否则可能会导致电机运行异常或损坏。
4. 使用前请确保接线正确，稳固，避免接触不良的情况出现。
5. 使用电机前请参考安装说明，保证电机安装正确，稳固。
6. 使用电机前请参考安装说明，保证电机对外输出部分安装正确，稳固。
7. 使用时请避免损伤线材，否则可能会导致电机运行异常或损坏。
8. 使用时请勿触摸电机转动部分，避免受伤。
9. 电机大转矩输出时，会出现发热的情况，请勿触摸电机，避免烫伤。
10. 请勿私自拆卸电机，否则可能会导致电机运行异常或损坏，并可能带来安全隐患。
电机接口及线序说明
- 接口类型：ZH1.5*4P
- 线束号：红色和黑色电源线——26AWG；白色和黄色信号线——28AWG
| 线序号 | 名称 | 颜色 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | GND | 黄色 | 电源负极 | - |
| 2 | A | 白色 | 信号线 | 485 总线 A |
| 3 | B | 黑色 | 信号线 | 485 总线 B |
| 4 | 预留 | 红色 | - | 预留 |
- 接口类型：XH2.54*2P
| 线序号 | 名称 | 颜色 | 类型 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | VCC | 黄色 | 电源正极 | 额定 18V DC |
| 2 | GND | 白色 | 电源负极 | - |
安装指引
请参考电机安装孔尺寸和位置，将电机安装到您的项目中。也可以使用我们的悬挂结构件 UGV Suspension (A) 来安装轮毂电机。
- 电机安装端的安装孔螺孔大小为 M2.1，深 6mm，安装孔圆心在直径为 15.2mm 的位置均匀分布，安装过程中需要使用自攻螺钉，请选择合适的螺丝进行安装。
产品使用
简单使用
硬件连接
您可以直接使用我们配套的 DDSM Driver HAT (A) 驱动板来驱动该电机；
串口调试助手
串口设备检查
确保你已经根据上述硬件连接里的内容连接正确，将 USB 转 TTL 模块插上电脑后，在 Windows 左下角搜索“设备管理器”，查看串口是否连接正常。
驱动电机
这里介绍使用简单的串口调试助手来控制轮毂电机。下载串口调试助手，下载完成后，打开“cktszsss32.exe”，选择好串口号，波特率选择115200，勾选“HEX显示”和“HEX发送”，点击“打开串口”，如下图。
电机上电后为失能状态，需先使能，使能后默认为电流环模式，可根据通讯协议中电机模式切换部分切换至速度环再进行控制，出厂电机默认 ID 为 1 或者 2。
【示例】让 ID1 电机以 30RPM 的速度进行旋转，可以在串口助手中发送下述指令：
- 使能指令：01 A0 08 00 00 00 00 00 00 6F
- 切换至速度环指令：01 A0 02 00 00 00 00 00 00 E4
- 给定 30RPM 转速指令：01 64 01 2C 00 00 00 00 00 A6
- 给定 0RPM 转速指令：01 64 00 00 00 00 00 00 00 50
【示例】让 ID2 电机以 30RPM 的速度进行旋转，可以在串口助手中发送下述指令：
- 使能指令：02 A0 08 00 00 00 00 00 00 9A
- 切换至速度环指令：02 A0 02 00 00 00 00 00 00 11
- 给定 30RPM 转速指令：02 64 01 2C 00 00 00 00 00 53
- 给定 0RPM 转速指令：02 64 00 00 00 00 00 00 00 A5
常用指令集
电机模式切换
该指令无反馈
01 A0 00 00 00 00 00 00 00 01 （电流环）
01 A0 00 00 00 00 00 00 00 02 （速度环）
01 A0 00 00 00 00 00 00 00 03 （位置环）
切换位置环电机速度需低于 10rpm
电流环指令
给定值范围：－32767～32767 对应量程－8A～8A
01 64 F8 30 00 00 00 00 00 08 （－2000）
01 64 EC 78 00 00 00 00 00 D3 （－5000）
01 64 D8 F0 00 00 00 00 00 78 （－10000）
01 64 00 00 00 00 00 00 00 50 （0）
01 64 07 D0 00 00 00 00 00 27 （2000）
01 64 13 88 00 00 00 00 00 A7 （5000）
01 64 27 10 00 00 00 00 00 57 （10000）
速度环指令
给定值范围：-330~330 rpm
01 64 FF CE 00 00 00 00 00 DA （－50rpm）
01 64 FF 9C 00 00 00 00 00 9A （－100rpm）
01 64 00 00 00 00 00 00 00 50 （0rpm）
01 64 00 32 00 00 00 00 00 D3 （50rpm）
01 64 00 64 00 00 00 00 00 4F （100rpm）
加速时间
以电机 ID 为 1，速度 30rpm 为例：
01 64 00 1E 00 00 00 00 00 18 （默认加速时间为 0）
01 64 00 1E 00 00 01 00 00 B3 （加速时间设置为 1）
01 64 00 1E 00 00 0A 00 00 72 （加速时间设置为 10）
刹车指令
速度环模式下有效：
01 64 00 00 00 00 00 FF 00 D1 （电机 1）
02 64 00 00 00 00 00 FF 00 24 （电机 2）
获取电机反馈
01 74 00 00 00 00 00 00 00 04 （电机 1）
02 74 00 00 00 00 00 00 00 F1 （电机 2）
通讯协议
通信设置
- 波特率：115200；数据位：8bit；停止位：1bit；奇偶校验位：无
- 数据长度：10 字节
- 回复形式：一问一答
- 速率：最高 250Hz
- 电流环模式下：-32767~32767 对应 -8A~8A（非电机电流范围），数据类型有符号 16 位；
- 速度环模式下：-330~330，单位 rpm，数据类型有符号 16 位；
- 位置环模式下：0~32767 对应 0°~360°，数据类型无符号 16 位；
备注：波特率不支持通过指令修改
操作步骤：
①设置电机 ID（断电保存）
②发送使能指令，使能后默认电流环
③发送给定值
CRC8 校验位计算方法
- CRC8值：对数值DATA[0]~DATA[8]进行CRC8校验后的值。
- CRC算法：CRC-8/MAXIM
- 多项式：x8 + x5 + x4 +1
验证产品阶段可以通过这个网站来计算校验位：https://crccalc.com/
【示例】将出厂的电机 ID 设置为 2：
在上述网站中的输入框里输入 DATA[0]~DATA[8] 的数值，输入好后选择“HEX 输入”和“HEX 输出”，选择“CRC-8”，可以看见下方的数值有变化，注意到 CRC-8/MAXIM-DOW 的结果为 0x92，可以得到设置电机 ID 为 2 的指令为：AA 55 53 02 00 00 00 00 00 92
协议1：驱动电机转动
| 发送到电机： | ||||||||||
| 数据域 | DATA[0] | DATA[1] | DATA[2] | DATA[3] | DATA[4] | DATA[5] | DATA[6] | DATA[7] | DATA[8] | DATA[9] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 内容 | ID | 0x64 | 速度/位置/电流给定高8位 | 速度/位置/电流给定低8位 | 0 | 0 | 加速时间 | 刹车 | 0 | CRC8 |
| 电机反馈： | ||||||||||
| 数据域 | DATA[0] | DATA[1] | DATA[2] | DATA[3] | DATA[4] | DATA[5] | DATA[6] | DATA[7] | DATA[8] | DATA[9] |
| 内容 | ID | 模式值 | 转矩电流高8位 | 转矩电流低8位 | 速度高8位 | 速度低8位 | 位置高8位 | 位置低8位 | 故障码 | CRC8 |
- 加速时间：速度环模式下有效，每 1rpm 的加速时间，单位为 0.1ms，当设置为 1 时，每 1rpm 的加速时间为 0.1ms，当设置为 10 时，每 1rpm 的加速时间为 10*0.1ms=1ms，设置为 0 时，既默认为 1，每 1rpm 的加速时间为 0.1ms。
- 刹车：0XFF 其他值不刹车，速度环模式下有效。
协议2：获取其它反馈
| 发送到电机： | ||||||||||
| 数据域 | DATA[0] | DATA[1] | DATA[2] | DATA[3] | DATA[4] | DATA[5] | DATA[6] | DATA[7] | DATA[8] | DATA[9] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 内容 | ID | 0x74 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | CRC8 |
| 电机反馈： | ||||||||||
| 数据域 | DATA[0] | DATA[1] | DATA[2] | DATA[3] | DATA[4] | DATA[5] | DATA[6] | DATA[7] | DATA[8] | DATA[9] |
| 内容 | ID | 模式值 | 转矩电流高8位 | 转矩电流低8位 | 速度高8位 | 速度低8位 | 绕组温度 | U8位置值 | 故障码 | CRC8 |
- U8 位置值：0~255 对应 0~360°
- 绕组温度：单位℃
- 故障码：
| 故障值 | BIT7 | BIT6 | BIT5 | BIT4 | BIT3 | BIT2 | BIT1 | BIT0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 内容 | 保留 | 保留 | 保留 | 过温故障 | 堵转故障 | 相电流过流 | 过流故障 | 传感器故障 |
例如故障码为：0x02 即为 0b00000010，表示发生过流故障。
协议3：电机模式切换发送协议
| 发送到电机： | ||||||||||
| 数据域 | DATA[0] | DATA[1] | DATA[2] | DATA[3] | DATA[4] | DATA[5] | DATA[6] | DATA[7] | DATA[8] | DATA[9] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 内容 | ID | 0xA0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 模式值 |
- 模式值：
- 0x01：设定为电流环
- 0x02：设定为速度环
- 0x03：设定为位置环
协议4：电机 ID 设置发送协议
| 发送到电机： | ||||||||||
| 数据域 | DATA[0] | DATA[1] | DATA[2] | DATA[3] | DATA[4] | DATA[5] | DATA[6] | DATA[7] | DATA[8] | DATA[9] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 内容 | 0xAA | 0x55 | 0x53 | ID | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
协议5：电机 ID 查询发送协议
| 发送到电机： | ||||||||||
| 数据域 | DATA[0] | DATA[1] | DATA[2] | DATA[3] | DATA[4] | DATA[5] | DATA[6] | DATA[7] | DATA[8] | DATA[9] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 内容 | 0xC8 | 0x64 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | CRC8 |
| 电机反馈： | ||||||||||
| 数据域 | DATA[0] | DATA[1] | DATA[2] | DATA[3] | DATA[4] | DATA[5] | DATA[6] | DATA[7] | DATA[8] | DATA[9] |
| 内容 | ID | 模式值 | 转矩电流高8位 | 转矩电流低8位 | 速度高8位 | 速度低8位 | 位置高8位 | 位置低8位 | 故障码 | CRC8 |
注：查询 ID 时请保证总线上只有一个电机。
保护规定
1. 母线过流保护阈值：3A，过流发生后触发停机保护，5S 后解除
2. 电机过温保护阈值：80℃，温度低于阈值 5℃ 后解除保护
3. 相电流保护阈值：4.6A，过流发生后触发停机保护，5S 后解除
4. 堵转保护：堵转持续时间超过 5S 触发保护，5S 后自动解除（速度环有效）
产品资料
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开源结构
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技术支持
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