Drone's DIYer

VESC 하드웨어(v4.12)의 부품리스트(BOM)입니다.

https://github.com/vedderb/bldc-hardware

Drstributor는 아래의 BOM 파일을 참고하시기 바랍니다.

BLDC4.12_BOM.ods

실시간 시스템(real time system)은 임의의 정보가 시스템 내/외부에서 이벤트 혹은 인터럽트(interrupt)의 형태로 시스템에 입력되었을 때 주어진 시간 안에 작업이 완료되어 결과가 주어져야 하는 시스템입니다. 즉, 이벤트 발생과 처리가 실시간으로 이루어지는 시스템입니다. 물론 CPU의 처리 속도를 증가시킬 수도 있지만 속도는 느리더라도 이벤트 처리 시간을 보장할 수 있도록 하여야 한다는 의미입니다.

RTOS(Real Time Operating System) 없이 펌웨어를 제작하여도 모든 작업을 할 수는 있습니다. 예전의 시스템에서 펌웨어(firmware)는 비교적 간단해서 OS의 개념을 적용하지 않고 순차적인 프로그램만으로 작성했어도 그리 문제가 되지 않았습니다. 하지만 최근에 점점 더 소형기기에 들어가는 기능이 다양해지고 Windows OS처럼 이벤트가 수ms 정도에 처리되어도 가능한 상황과 달리, 임베디드 시스템(embedded system)에서는 훨씬 빠른 응답을 요구하여 순차적인 프로그래밍 방식으로는 기능을 구현하기에 어려워졌고 시간도 많이 걸려 다음의 장점으로 여러개의 태스크(task)로 분할하여 개발할 필요가 있다는 것입니다. 왜냐면 여러가지 일을 할 수 있는 순차적인 프로그램 방법으로 구현하면 프로그램의 복잡도가 일의 갯수의 승수에 비례하기 때문입니다.

1. 코드의 개발, 수정, 유지, 보수가 보다 용이합니다.

2. 이벤트에 대해 보다 신속하게 응답할 수 있습니다. - 인터럽트가 발생하면, 진행 중인 태스크 대신 인터럽트를 처리할 태스크를 우선적으로 실행할 수 있습니다.

3. 시스템의 신뢰도와 성능을 높일 수 있습니다.

한편 우선 순위 방식에는 2가지가 있는데, 우선 순위가 높은 태스크가 우선 순위가 낮은 태스크를 잠시 멈추게 하고 프로세서를 차지할 수 있는 권한이 부여되면 최근 대부분 OS가 그렇듯 선점형 우선순위(Preemptive)가 됩니다. 반면에 우선 순위가 높다 하더라도 우선 순위가 낮은 태스크가 완료할 때까지 기다려 주는 방식을 Windows 95이전의 OS와 같은 비선점형 우선순위(Non-preemptive)라 부릅니다.

임베디드 시스템에서는 주로 선점형을 사용하는데, 우선 순위에 따라 프로세서의 사용 권한을 조정하는 것을 스케줄링(Scheduling)라고 부릅니다. 이와 같이 진행 중인 태스크가 바뀌게 되면 컨텍스트(Context)라고 불리는 기존의 태스크에 대한 정보를 저장하고 새로운 태스크를 불러오는 동작을 해야 하는데 이를 컨텍스트 스위칭(context switching)이라고 합니다. 또한 진행 중인 태스크들의 각종 정보를 태스크 컨트롤 블럭(TCB: Task control block)이라고 부릅니다. 다음은 선점형 OS에서 사용하는 스케줄링 방식입니다.

1. Priority Scheduling Algorithm

2. Round-Robin Scheduling Algorithm

이처럼 예전에는 하드웨어 성능과 크기의 제약으로 OS 없이 단순한 기능만 수행 가능했던 것이 하드웨어 성능의 향상으로 다양한 일이 요구되었습니다. 이에 RTOS라는 OS 개념을 도입하여 각각의 태스크에 대한 스케줄링으로 자원을 효율적으로 사용할 수 있게 하고 복잡한 일들을 태스크로 나눔으로써 일을 단순화 시킬 수 있다는 것입니다. 뿐만 아니라 다음과 같은 까다로운 문제가 발생하는데, 이들 문제를 직접해결하기 보다는 멀티태스킹(multi-tasking; 엄밀하게 multi-threading) OS를 도입하는 것이 훨씬 효과적이라는 것입니다. 근래에는 멀티태스킹 뿐 아니라 Network, File System, GUI도 구현하고 있습니다.

1. 태스크간 경쟁의 관리

2. 데드락(deadlock)

3. 우선 순위 역전(priority inversion)

4. 재진입 문제(reentrancy)

5. 태스크간 통신

※ 일반적인 OS vs. RTOS

• 효율성 / 시간 제약성 : 일반 OS 경우에 태스크들 사이에 효율성을 유지하려고 하지만 real-time OS에서는 태스크에 시간 제약성이 존재하고 이런 시간 제약성 때문에 효율성을 무시하는 경우가 발생하며 효율성은 고려하지 않습니다.

• 공평성 / 우선순위 : 일반 OS 경우 여러 명의 사용자가 쓰는 경우에는 각 사용자들이 실행하는 프로그램이 태스크로서 수행이 되고 대개의 경우에는 각 태스크가 공평성을 유지하려고 한다. 그러나 real-time OS에서 태스크는 대개 우선순위가 차이가 있도록 하며 이때 태스크 사이의 공평성은 고려하지 않습니다.

결론적으로 RTOS는 시간의 정확성을 보장하는 멀티태스킹 호출과 인터럽트에 대한 반응시간의 최대값을 보장할 수 있고 실행시간의 편차가 작아야 하는데 즉, 작업의 소요시간을 예측할 수 있어야 합니다. 우선순위가 높은 일이 우선적으로 자원을 분배하여 시간제한 내에 끝날 수 있도록 해야 합니다.

1. 다수의 작업에 우선 순위를 두어 멀티태스킹을 지원합니다.

2. 짧은 interrupt lattency - interrupt latency는 인터럽트가 걸려서 인터럽트 핸들러에 도착하기까지의 시간이며 이벤트에 의한 반응 속도가 빠릅니다.

3. 적은 용량의 kernel 사용 - 작고 유연한 구조(10 ~ 50 KB 수준)

다음의 GitHub에서 vesc-tool의 소스 코드를 다운로드 합니다.

https://github.com/vedderb/vesc_tool

다음의 Qt 홈페이지에서 Qt 프로그램을 받기 위해서는 다음의 링크에서 'Get your open source package' 버튼을 클릭하여 installer 프로그램을 우선 다운로드 받아 실행시켜야 합니다.

Qt 다운로드

만약 아래 게시글에서 처럼 이미 Qt 환경에서 vesc-tool의 이전 버젼인 bldc-tool을 성공적으로 컴파일 한 경험이 있고, 이와 같은 동일한 방법으로 vesc-tool을 컴파일을 시도하였는데, 사용자의 Qt 버젼에 따라 프로젝트 파일(*.pro)을 열자마자 다음의 에러 메세지가 나타날 수 있습니다.

Qt에서 bldc-tool 컴파일 방법

'Unknown module(s) in QT: quickcontrols2'라는 메세지는 프로젝트 파일인 'vesc_tool.pro'에서 'QT += quickcontrols2'의 지정 때문으로 이는 makefile을 생성하는 'qmake'가 'quick control 2'라는 C++ 라이브러리를 컴파일시 링크하기 위한 것입니다. 이 'quick control 2' 모듈은 Qt Quick에 완전한 인터페이스를 구현을 위한 도구들의 집합으로 Qt 5.7에서 포함되었습니다.

따라서 그 미만의 버젼이 이미 설치되었거나 혹은 새롭게 Qt를 설치하는 경우에 bldc-tool과 다르게 Qt 5.7 이상을 설치해야 합니다. 아래는 설치시 콤포넌트 설정을 보인 것입니다. 이미 설치된 경우에는 '제어판'에서 '프로그램 제거'를 클릭하고 여기서 Qt에 우클릭으로 '삭제' 아닌 '변경'을 클릭하여 아래와 같은 동일한 'Maintain Qt' installer 화면을 볼 수 있습니다. 참고로 필자는 이전 버젼 Qt 5.5를 제거하고 새롭게 Qt 5.10.0을 용량의 이유로 최소 설치하였습니다. 

위 설정에서 보이지 않는 컴포넌트들은 선택되지 않았습니다. 설치가 완료되었다면 나머지는 bldc-tool의 컴파일 방법과 동일합니다. 또한 MinGW도 v4.9.2에서 v5.3.0으로 업데이트 되었습니다. 다음은 'Build' 메뉴의 'Run'으로 실행시킨 vesc-tool의 실행 화면입니다. 필자(Intel Atom CPU Z3735F @1.33GHz / 2GB 메모리 / Windows 10 Home(32bit))의 경우에는 컴파일 시간이 약 40분 걸렸습니다.

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/drv8302.pdf

Features

• 8-V to 60-V Operating Supply Voltage Range 

• 1.7-A Source and 2.3-A Sink Gate Drive Current Capability 

• Bootstrap Gate Driver With 100% Duty Cycle Support 

• 6 or 3 PWM Input Modes 

• Dual Integrated Current Shunt Amplifiers With Adjustable Gain and Offset 

• 3.3-V and 5-V Interface Support 

• Hardware Control Interface 

• Protection Features: 

– Programmable Dead Time Control (DTC) 

– Programmable Overcurrent Protection (OCP) 

– PVDD and GVDD Undervoltage Lockout (UVLO) 

– GVDD Overvoltage Lockout (OVLO) 

– Overtemperature Warning/Shutdown (OTW/OTS) 

– Reported through nFAULT and nOCTW pins

Function Block Diagram

Description 

The DRV8302 is a gate driver IC for three phase motor drive applications. It provides three bridge drivers, each capable of driving two N-channel MOSFETs. The device supports up to 1.7-A source and 2.3-A sink current capability. The DRV8302 can operate off of a single power supply with a wide range from 8-V to 60-V. It uses a bootstrap gate driver architecture with trickle charge circuitry to support 100% duty cycle. The DRV8302 uses automatic hand shaking when the high side or low side MOSFET is switching to prevent current shoot through. Integrated VDS sensing of the high and low side MOSFETs is used to protect the external power stage against overcurrent conditions.

DRV8302는 3상 모터 구동 애플리케이션을 위한 게이트 드라이버 IC입니다. 이는 3개의 브릿지 드라이버를 제공하는데 각각은 2개의 N채널 MOSFET을 구동하는 것이 가능합니다. 이 디바이스는 1.7A까지 source와 2.3A까지 sink 전류 용장성을 갖습니다. DRV8302는 8V - 60V의 넓은 범위의 단독 전원에서 동작할 수 있습니다. 이것은 100% 듀티 싸이클을 지원하기 위해서 trickle charge(작은 전류로 충전하는 완속충전) 회로로 부트스트랩(bootstrap) 게이트 드라이버 구조를 사용합니다. DRV8302는 high side 혹은 low side MOSFET이 스위칭 할 때 전류 shoot through를 방지하기 위해서 automatic hand shaking을 사용합니다. high 그리고 low side MOSFET의 집적화된 VDS 센싱은 과전류 조건에서 외부 전원을 보호하기 위해서 사용됩니다.

The DRV8302 includes two current shunt amplifiers for accurate current measurement. The amplifiers support bi-directional current sensing and provide and adjustable output offset up to 3 V.

DRV8302는 정확한 전류 측정을 위해서 2개의 current shunt amplifier를 내장합니다. 이 amplifier는 양방향 전류 센싱을 지원하고 3V까지 조정할 수 있는 출력 옵셋을 제공합니다.

The DRV8302 also includes an integrated switching mode buck converter with adjustable output and switching frequency. The buck converter can provide up to 1.5 A to support MCU or additional system power needs.

DRV8302는 또한 조정할 수 있는 출력 그리고 스위칭 주파수를 갖는 집적화된 스위칭 모드 buck 컨버터를 포함합니다. 이 buck 컨버터는 MCU 혹은 추가적인 시스템 전원을 지원하기 위해서 1.5A까지 공급할 수 있습니다.

A hardware interface allows for configuring various device parameters including dead time, overcurrent, PWM mode, and amplifier settings. Error conditions are reported through the nFAULT and nOCTW pins.

하드웨어 인터페이스는 dead time, overcurrent, PWM mode 그리고 amplifier 셋팅을 포함한 다양한 디바이스 파라미터들을 설정하는 것을 허용합니다. 에러 조건들은 nFAULT과 nOCTW 핀을 통해서 보고됩니다.

Three-Phase Gate Driver

The half-bridge drivers use a bootstrap configuration with a trickle charge pump to support 100% duty cycle operation. Each half-bridge is configured to drive two N-channel MOSFETs, one for the high-side and one for the low-side. The half-bridge drivers can be used in combination to drive a 3-phase motor or separately to drive various other loads.

Half-bridge 드라이버는 100% 듀티 싸이클 동작을 지원하기 위해서 trickle charge pump을 갖는 부트스트랩(bootstrap) 구성을 사용합니다. 각 half-bridge는 2개의 N채널 MOSFET를 구동하는데, high side에 하나 그리고 low side에 하나입니다. half-bridge 드라이버는 3상 모터를 구동하는 조합으로 혹은 다양한 부하를 독립적으로 구동하기 위해서 사용될 수 있습니다.

The internal dead times are adjustable to accommodate a variety of external MOSFETs and applications. The dead time is adjusted with an external resistor on the DTC pin. Shorting the DTC pin to ground provides the minimum dead time (50 ns). There is an internal hand shake between the high side and low side MOSFETs during switching transitions to prevent current shoot-through.

내부 dead time은 다양한 외부 MOSFET과 애플리케이션과 함께 사용할 수 있도록 조절이 가능합니다. 이 dead time은 DTC 핀에 외부 저항과 함께 조절됩니다. DTC 핀을 GND로 단락시키는 것은 최소 dead time(50 ns)을 갖습니다. 전류 shoot through를 방지하기 위해서 스위칭 천이 시간 동안에 high side와 low side MOSFET 사이에 내부적인 hand shake가 있습니다.

The three-phase gate driver can provide up to 30 mA of average gate driver current. This can support switching frequencies up to 200 kHz when the MOSFET Qg = 25 nC. The high side gate drive will survive negative output from the half-bridge up to –10 V for 10 ns. During EN_GATE low and fault conditions the gate driver keeps the external MOSFETs in high impedance mode. Each MOSFET gate driver has a VDS sensing circuit for overcurrent protection. The sense circuit measures the voltage from the drain to the source of the external MOSFETs while the MOSFET is enabled. This voltage is compared against the programmed trip point to determine if an overcurrent event has occurred. The trip voltage is set through the OC_ADJ pin with a voltage usually set with a resistor divider. The high-side sense is between the PVDD1 and SH_X pins. The low-side sense is between the SH_X and SL_X pins. Ensuring a differential, low impedance connection to the external MOSFETs for these lines helps provide accurate VDS sensing. The DRV8302 provides both cycle-by-cycle current limiting and latch overcurrent shutdown of the external MOSFET through the M_OC pin.

이 3상 게이트 드라이버는 30mA까지 평균적인 게이트 구동 전류를 공급할 수 있습니다. 이것은 MOSFET Qg = 25nC일 때 스위칭 주파수를 200kHz까지 지원할 수 있습니다. High side 게이트 구동은 10ns 동안 -10V까지 half-bridge로부터 음의 출력을 유지할 수 있습니다. EN_GATE가 low이고 결함 조건인 동안 게이트 드라이버는 외장 MOSFET을 높은 임피던스로 유지합니다. 각 MOSFET 게이트 드라이버는 과전류 보호(overcurrent protection)를 위한 VDS 센싱 회로를 갖습니다. 이 센스 회로는 외장 MOSFET이 가능한 동안 드레인으로부터 소스로의 전압을 측정합니다. 과전류 이벤트가 발생했다면, 이 전압은 과전류가 발생했는지 아닌지 결정하기 위해 프로그램된 트립 포인트(trip point)와 비교합니다. 이 트립 전압은 보통 저항 분배기로 설정된 전압으로 OC_ADJ를 통해서 설정됩니다. High side 센스는 PVDD1 그리고 SH_X 핀이고 low side 센스는 SH_X 그리고 SL_X 핀 사이입니다. 이들 라인들에 대해서 외장 MOSFET으로 differential, low impedance 배선을 확실하게 하는 것은 정확한 VDS 센싱이 가능하게 합니다. DRV8302는 cycle-by-cycle current limiting과 M_OC 핀을 통하여 외장 MOSFET의 latch overcurrent shutdown을 제공합니다.

The DRV8302 allows for both 6-PWM and 3-PWM control through the M_PWM pin.

DRV8302는 M_PWM 핀을 통하여 6-PWM과 3-PWM 제어를 허용합니다.

표 1. 6-PWM mode

표 2. 3-PWM mode

표 3. Gate Driver External Components 

Buck Converter

The DRV8302 uses an integrated TPS54160 1.5-A, 60-V, step-down DC-DC converter. Although integrated in the same device, the buck converter is designed completely independent of the rest of the gate driver circuitry. Because the buck converter can support external MCU or other external power need, the independency of buck operation is crucial for a reliable system; this gives the buck converter minimum impact from gate driver operations. Some examples are: when gate driver shuts down due to any failure, the buck still operates unless the fault is coming from the buck itself. The buck keeps operating at much lower PVDD of 3.5 V, assuring the system has a smooth power-up and power-down sequence when gate driver is not able to operate due to a low PVDD.

DRV8302는 집적화된 TPS54160 1.5A, 60V, step-down DC-DC 컨버터를 사용합니다. 비록 동일한 디바이스에 집적하였을지라도 buck 컨버터는 게이트 드라이버 회로의 나머지에 완전하게 독립적으로 설계되었습니다. buck 컨버터는 외장 MCU 혹은 다른 외장 전원 요구를 지원할 수 있습니다. buck 동작의 독립성은 신뢰성 있는 시스템을 위해서 결정적입니다: 이것은 게이트 구동 동작으로부터 buck 컨버터에 최소 충격을 줍니다. 일부 예제는 다음과 같습니다: 게이트 드라이버는 어떤 실수로 셧다운 되었을 때 buck는 만약 그 결함이 buck 자체로부터 오지 않는 한 여저히 동작할 것입니다. buck는 훨씬 낮은 3.5V PVDD에서도 동작을 유지합니다. 이는 게이트 드라이버가 낮은 PVDD로 인해 동작이 불가능할 때 시스템이 부드러운 power-up 그리고 power-down 시퀀스를 보장합니다.

For proper selection of the buck converter external components, see the data sheet, TPS54160 1.5-A, 60-V, Step-Down DC/DC Converter With Eco-mode™, SLVSB56. 

Buck 컨버터의 외장 부품의 적당한 선택을 위해서 데이터시트를 참조하세요. TPS54160 1.5-A, 60-V, Step-Down DC/DC Converter With Eco-mode™, SLVSB56.

The buck has an integrated high-side N-channel MOSFET. To improve performance during line and load transients the device implements a constant frequency, current mode control which reduces output capacitance and simplifies external frequency compensation design.

Buck는 집적화된 high-side N채널 MOSFET을 갖습니다. 라인 그리고 부하 과도 응답 동안에 성능을 개선하기 위해서 디바이스는 일정한 주파수, 출력 커패시턴스를 감소시키고 외부 주파수 보상 설계를 간단화하는 current mode 제어를 구현합니다.

The wide switching frequency of 300 kHz to 2200 kHz allows for efficiency and size optimization when selecting the output filter components. The switching frequency is adjusted using a resistor to ground on the RT_CLK pin.

300 - 2200kHz의 넓은 스위칭 주파수는 출력 필터 부품들을 선택할 때 효율과 사이즈 최적화를 허용합니다. 스위칭 주파수는 RT_CLK 핀에 GND로 저항을 사용하여 조정될 수 있습니다.

The device has an internal phase lock loop (PLL) on the RT_CLK pin that is used to synchronize the power switch turn on to a falling edge of an external system clock. 

이 디바이스는 RT_CLK 상에 내부적인 phase lock loop(PLL)을 가지며 이 핀은 외부 시스템 클럭의 falling edge에 전력 스위치가 켜지도록 동기화하기 위해서 사용됩니다.

The buck converter has a default start-up voltage of approximately 2.5 V. The EN_BUCK pin has an internal pullup current source that can be used to adjust the input voltage undervoltage lockout (UVLO) threshold with two external resistors. In addition, the pullup current provides a default condition. When the EN_BUCK pin is floating the device will operate. The operating current is 116 µA when not switching and under no load. When the device is disabled, the supply current is 1.3 µA.

Buck 컨버터는 약 2.5V의 디폴트 start-up 전압을 갖습니다. EN_BUCK 핀은 내부의 pullup 전류원을 가지며 이는 2개의 외장 저항으로 input voltage undervoltage lockout(UVLO) threshold를 조정하기 위해서 사용될 수 있습니다. 추가로, pullup 전류는 디폴트 조건을 제공합니다. EN_BUCK 핀이 플로팅(floating)일 때 디바이스는 동작할 것입니다. 동작 전류는 스위칭 하지 않고 부하 없는 조건에서 116 µA입니다. 디바이스가 disable 될 때 supply current는 1.3 µA입니다.

The integrated 200-mΩ high-side MOSFET allows for high-efficiency power supply designs capable of delivering 1.5 A of continuous current to a load. The bias voltage for the integrated high side MOSFET is supplied by a capacitor on the BOOT to PH pin. The boot capacitor voltage is monitored by an UVLO circuit that turns the high side MOSFET off when the boot voltage falls below a preset threshold. The buck can operate at high duty cycles because of the boot UVLO. The output voltage can be stepped down to as low as the 0.8-V reference.

집적화된 200mΩ high-side MOSFET은 부하에 연속적인 1.5A 전류를 공급하는 고효율 전원 설계가 가능하도록 합니다. 집적화된 high side MOSFET을 위한 바이어스 전압은 BOOT에서 PH 핀으로 커패시터에 의해서 공급됩니다. 부트 커패시터 전압은 UVLO 회로에 의해서 모니터되고 이 UVLO 회로는 부트 전압이 미리 설정한 threshold 아래로 떨어질 때 high side MOSFET을 off 합니다. Buck는 boot UVLO로 인하여 높은 듀티 싸이클에서 동작할 수 있습니다. 출력 전압은 0.8V reference 만큼 낮게 떨어집니다.

The BUCK has a power good comparator (PWRGD) which asserts when the regulated output voltage is less than 92% or greater than 109% of the nominal output voltage. The PWRGD pin is an open-drain output that deasserts when the VSENSE pin voltage is between 94% and 107% of the nominal output voltage, allowing the pin to transition high when a pullup resistor is used.

Buck는 우수한 비교기(PWRGD)를 가지며, 이는 안정화된 출력 전압이 정상적인 출력 전압보다 92% 작거나 혹은 109% 이상일 때 활성화됩니다. PWRGD 핀은 오픈 드레인 출력으로 VSENSE 핀 전압이 정상적인 출력 전압의 94%와 107% 사이일 때 비활성화됩니다. 즉, pullup 저항이 사용될 때 핀이 high로 가는 것을 허용합니다.

The BUCK minimizes excessive output overvoltage (OV) transients by taking advantage of the OV power good comparator. When the OV comparator is activated, the high-side MOSFET is turned off and masked from turning on until the output voltage is lower than 107%.

Buck은 overvoltage(OV) power good 비교기의 사용으로 과잉 출력 overvoltage 과도 응답을 최소화합니다. OV 비교기가 활성화되었을때 high-side MOSFET은 꺼지고 출력 전압이 107%보다 낮아질 때까지 켜지는 것으로부터 마스크됩니다.

The SS_TR (slow start/tracking) pin is used to minimize inrush currents or provide power supply sequencing during power-up. A small value capacitor should be coupled to the pin to adjust the slow start time. A resistor divider can be coupled to the pin for critical power supply sequencing requirements. The SS_TR pin is discharged before the output powers up. This discharging ensures a repeatable restart after an overtemperature fault,

SS_TR(slow start/tracking) 핀은 inrush current를 최소화하고 혹은 power-up 동안에 power supply sequencing을 제공하기 위해서 사용됩니다. 작은 값을 갖는 커패시터는 slow start time을 맞추기 위해서 그 핀으로 연결되어야 합니다. 저항 분배기는 중대한 power supply sequencing 요구조건을 위해서 그 핀에 연결될 수 있습니다. SS_TR 핀은 출력이 power-up 전에 방전됩니다. 이 방전은 overtemperature 문제 후에 반복적인 재시작을 확실하게 합니다.

The BUCK, also, discharges the slow-start capacitor during overload conditions with an overload recovery circuit. The overload recovery circuit slow-starts the output from the fault voltage to the nominal regulation voltage once a fault condition is removed. A frequency foldback circuit reduces the switching frequency during start-up and overcurrent fault conditions to help control the inductor current.

Buck은 또한 overload recovery circuit의 사용으로 과부하 조건 동안에 slow-start 커패시터를 방전합니다. Overload recovery circuit는 결함 조건이 일단 제거된 후에는 결함있는 전압을 정상적인 안정된 전압으로 출력을 천천히 시작합니다. Frequency foldback circuit은 start-up 그리고 인덕터 전류를 제어하는데 돕는 과전류 결함 조건 동안 스위칭 주파수를 감소시킵니다.

표 4. Buck Regulator External Components

Protection Features

The DRV8302 provides a broad range of protection features and fault condition reporting. The DRV8302 has undervoltage and overtemperature protection for the IC. It also has overcurrent and undervoltage protection for the MOSFET power stage. In fault shut down conditions all gate driver outputs is held low to ensure the external MOSFETs are in a high impedance state.

DRV8302는 광대한 범위의 보호 특성과 결함 조건 리포팅을 제공합니다. DRV8302는 IC에 대해서 undervoltage와 overtemperature protection을 갖습니다. 이것은 또한 MOSFET 파워 스테이지를 위해서 overcurrent와 undervoltage protection을 갖습니다. 결함으로 인한 셧다운 조건에서 모든 게이트 드라이버 출력은 외부 MOSFET이 높은 임피던스 상태에 있기를 확실히 하기 위해 'low'를 유지합니다.

1. Overcurrent Protection (OCP) and Reporting

To protect the power stage from damage due to excessive currents, VDS sensing circuitry is implemented in the DRV8302. Based on the RDS(on) of the external MOSFETs and the maximum allowed IDS, a voltage threshold can be determined to trigger the overcurrent protection features when exceeded. The voltage threshold is programmed through the OC_ADJ pin by applying an external reference voltage with a DAC or resistor divider from DVDD. Overcurrent protection should be used as a protection scheme only; it is not intended as a precise current regulation scheme. There can be up to a 20% tolerance across channels for the VDS trip point.

과잉 전류로 인한 손상으로부터 파워 스테이지를 보호하기 위해서, VDS 센싱 회로가 DRV8302에 구현되었습니다. 외장 MOSFET의 RDS(on)과 최대 허용된 IDS에 근거하여, 전압 한계(voltage threshold)는 과잉되었을 때 overcurrent protection 기능을 활성화하기 위해서 결정될 수 있습니다. 이 전압 한계는 OC_ADJ를 통하여 DAC 혹은 DVDD로부터 저항 분배기를 사용하여 외부 기준 전압(reference voltage)을 공급하는 것에 의해서 프로그램됩니다. Overcurrent protection은 단지 보호용으로서 사용되어야만 합니다; 이것은 정밀한 전류 안정화 회로로써 계획되지는 않았습니다. VDS 트립 포인트는 채널에 걸린 전압의 허용오차가 20%까지 될 수 있습니다.

The VDS sense circuit measures the voltage from the drain to the source of the external MOSFET while the MOSFET is enabled. The high-side sense is between the PVDD and SH_X pins. The low-side sense is between the SH_X and SL_X pins. Ensuring a differential, low impedance connection to the external MOSFETs for these lines helps provide accurate VDS sensing.

VDS 센스 회로는 외장 MOSFET이 enable 된 동안 드레인으로부터 소스로의 전압을 측정합니다. High-side 센스는 PVDD와 SH_X 핀 사이입니다. low-side 센스는 SH_X와 SL_X 핀 사이입니다. 이들 라인들에 대해서 외장 MOSFET로의 차분의, 낮은 임피던스 배선을 확실하게 하는 것이 정확한 VDS 센싱을 제공합니다.

There are two different overcurrent modes that can be set through the M_OC pin.

2개의 서로 다른 overcurrent 모드가 있으며 이는 M_OC 핀으로 설정될 수 있습니다.

1.1 Current Limit Mode (M_OC = LOW)

In current limit mode the devices uses current limiting instead of device shutdown during an overcurrent event.

전류 제한 모드(current limit mode)에서 디바이스는 overcurrent 이벤트 동안에 디바이스 셧다운 대신에 전류 제한을 사용합니다.

After the overcurrent event, the MOSFET in which the overcurrent was detected in will shut off until the next PWM cycle. The overcurrent event will be reported through the nOCTW pin. The nOCTW pin will be held low for a maximum 64 µs period (internal timer) or until the next PWM cycle. If another overcurrent event is triggered from another MOSFET, during a previous overcurrent event, the reporting will continue for another 64 µs period (internal timer will restart) or until both PWM signals cycle.

Overcurrent 이벤트 후에 과전류가 감지된 MOSFET은 다음 PWM 싸이클까지 커질 것입니다. Overcurrent 이벤트는 nOCTW 핀으로 보고될 것입니다. nOCTW 핀은 최대 64µs 기간(내부 타이머) 동안 혹은 다음 PWM 싸이클까지 'low'로 유지될 것입니다. 만일 또 다른 overcurrent 이벤트가 이전 overcurrent 이벤트 동안에 다른 MOSFET에서 발생하면, 리포팅은 또 다른 64 µs기간(내부 타이머는 다시 시작할 것입니다) 혹은 두 PWM 신호 싸이클까지 계속될 것입니다.

1.2 OC Latch Shutdown Mode

When an overcurrent event occurs, both the high-side and low-side MOSFETs will be disabled in the corresponding half-bridge. The nFAULT pin will latch until the fault is reset through a quick EN_GATE reset pulse.

Overcurrent 이벤트가 발생했을 때 high-side와 low-side MOSFET 모두 대응하는 half-bridge에서 disable 시킬 것입니다. nFAULT 핀은 빠른 EN_GATE reset 펄스로 fault가 reset 될 때까지 latch 될 것입니다.

2. OC_ADJ 

When external MOSFET is turned on, the output current flows through the on resistance, RDS(on) of the MOSFET, which creates a voltage drop VDS. The over current protection event will be enabled when the VDS exceeds a preset value. The voltage on OC_ADJ pin will be used to pre-set the OC tripped value. The OC tripped value IOC has to meet following equations:

외장 MOSFET이 켜졌을 때, 출력 전류는 MOSFET의 저항, RDS(on)을 통하여 흐릅니다. 이것은 VDS의 전압 강하를 만듭니다. Over current protection 이벤트는 VDS가 미리 설정된 값을 초과할 때 enable 될 것입니다. OC_ADJ 핀의 전압은 OC tripped 값을 미리 설정하기 위해서 사용될 것입니다. OC tripped 값 IOC는 다음의 방정식을 만족해야 합니다.

where 

• R1 + R2 ≥ 1 KΩ 

• DVDD = 3.3 V

Connect OC_ADJ pin to DVDD to disable the over-current protection feature.

Over-current protection 기능을 disable 하기 위해서 OC_ADJ 핀을 DVDD에 연결하세요.

BLDC(Brushless Direct Current) 모터는 Inrunner와 Outrunner 모터로 구분되는데 Outrunner 모터는 중심에 코일이 감긴 고정자(Stator)가 위치하고 그 둘레를 영구 자석이 장착된 통이 회전하다고 하여 소위 '통돌이' 모터 불립니다.

모터의 일반적인 표기법은 다음과 같습니다.

AABB/CC - DDDD kv Motor(예를 들어, 6355 190 kv Motor)

• AA는 모터 내부 고정자의 지름(직경; Φ)이나 모터의 외곽 지름을 표시하기도 합니다(단위: mm).

• BB는 고정자의 두께 즉, 샤프트를 제외한 모터의 길이를 나타냅니다(단위: mm).

• CC는 권선수이지만 표시하지 않는 경우가 많습니다.

• DDDD는 모터가 무부하 상태에서 1V 당 회전수입니다. 만일 무부하에서 1S을 연결한다면 190 X 3.7 = 703 rpm으로 회전함을 의미합니다. DDDD값이 크면 빠른 속도로 회전하는 모터라 생각할 수 있습니다.

이 메뉴얼은 Maytech에서 작성한 Maytech VESC Manual V1.1를 기반으로 작성된 한글 메뉴얼입니다. Maytech은 http://vedder.se/로부터 OBM에 따라서 VESC를 제작하였습니다. 비록 VESC 하드웨어와 펌웨어가 오프 소스이지만 Maytech은 전기적인 회로도나 PCB 배선 그리고 부품 버젼, 소스 코드를 변경하지 않았습니다. 그러나 Maytech도 공식적인 오픈 소스 하드웨어 & 펌웨어에 버그가 없다는 것을 보증할 수는 없습니다. VESC 제품을 사용 전에 사용자가 충분히 테스트 해야 합니다.

1. FEATURES    

◆ 하드웨어와 소프트웨어(펌웨어)는 오픈 소스입니다. MCU 리소스가 충분히 남았기 때문에 사용자는 나름데로 최적화 가능성이 무궁무진 합니다.

◆ STM32F4 32Bit ARM MCU.  

◆ DRV8302 MOSFET driver / buck converter / current shunt amplifier.  

◆ IRFS7530 MOEFETs.  

◆ DRV8302에 집적된 buck converter로부터 외장 전자장치를 위해서 5V 1.5A를 출력합니다. 

◆ Voltage: 8V – 60V (3s to 12s LiPo).  

◆ Current: 수 초간의 240A 혹은 온도와 PCB 주변의 공기 순환에 따라서 연속적으로 약 50A까지 공급합니다.

◆ Firmware based on ChibiOS real time OS.  

◆ PCB size: slightly less than 40mm x 60mm.  

◆ 모든 상에서 전류와 전압을 측정할 수 있습니다.

◆ Regenerative braking(회생 제동).

◆ DC motors are also supported.  

◆ Sensored or sensorless operation.  

◆ A GUI with lots of configuration parameters.  

◆ Adaptive PWM frequency to get as good ADC measurements as possible.  

◆ RPM-based phase advance (or timing/field weakening).  

◆ Good start‐up torque in the sensorless mode (and obviously in the sensored mode as well).  

◆ The motor is used as a tachometer, which is good for odometry on modified RC cars.  

◆ Duty‐cycle control(voltage control), speed control or current control. 

◆ Seamless 4‐quadrant operation.

◆ Interface to control the motor: PPM signal (RC servo), analog, UART, I2C, USB or CAN‐bus.      

◆ Wireless WII nunchuk (Nyko Kama) control through the I2C port. 전기 스케이트보드에서 편리합니다.    

◆ Consumed and regenerated amp‐hour and watt‐hour counting.     

◆ Optional PPM signal output. 예를 들어 Raspberry Pi나 안드로이드 디바이스로부터 RC 카를 제어할 때 유용합니다.

◆ USB 포트는 모뎀 프로파일을 사용합니다. 그래서 안드로이드 디바이스는 루팅(rooting)없이 모터 제어기에 연결할 수 있습니다. 서보 출력, 주행거리계(odometry)와 여분의 ADC 입력(센서를 위해서 사용될 수 있습니다)은 안드로이드(혹은 Raspberry Pi)로부터 제어되는 RC 카의 개조를 위해서 완벽합니다.

◆ Adjustable protection against:         

Low input voltage         

High input voltage         

High motor current         

High input current         

High regenerative braking current (separate limits for the motor and the input)         

Rapid duty cycle changes (ramping)         

High RPM (separate limits for each direction)     

◆ 전류 한계(current limit)에 도달했을 때 soft back‐off 전략이 모터가 동작하는 동안에 사용됩니다. 만일 전류가 너무 크다면 모터는 완전하게 커질 것입니다.

◆ RPM 한계(RPM limit) 또한 soft back‐off 전략을 갖습니다.     

◆ Commutation은 모터의 속도가 급격하게 변했을 때 조차도 완벽하게 동작합니다. 이는 이전 속도에 근거하여 시간 지연을 추가하는 방식 대신에 zero crossing 후에 자속(magnetic flux)이 적분된다는 사실 때문입니다.

◆ 제어기가 커진 동안 모터가 회전할 때, commutation과 회전 방향은 추적됩니다. 동일한 속도를 얻기 위해서 듀티 싸이클은 또한 계산됩니다. 

◆ 모든 하드웨어는 센서 없는 자속 기준 제어(Field‐Oriented Control; FOC)를 위해서 준비되었습니다. 소프트웨어를 작성하는 것이 남아있지만 많은 사용자는 FOC가 조금 정숙하게 동작한다는 것 이외에 낮은 인덕턴스 고속 모터를 대해서 많은 이득을 갖을 것인지에 대해서 확신하지는 못합니다.

2. SOME NOTES BEFORE USING VESC  

2.1 DC와 BLDC 모터 모두 VESC로 동작시킬 수 있습니다.

2.2 모터의 전류/전압이 VESC 제어 하에 있는지 확인하세요. VESC 전류/전압 범위는 8-60V 50A 연속적인 전류입니다.

2.3 VESC는 센서 있는 모터와 엔고더(encoder)가 장착된 모터 그리고 센서 없는 모터(sensorless motor)를 동작시킬 수 있습니다.  

2.4 속도 신호 형태를 체크하세요. VESC는 다음과 같은 신호를 수락합니다:

2.4.1 PPW: RC 산업계에서 PWM이라 부릅니다.

2.4.2 ADC: E‐bike 산업에서 Voltage Signal이라 부릅니다.

2.4.3 I2C: WII Remote Kama dongle.  

2.4.4 UART: 모바일 블루투스 어댑터. 게다가 속도 제어를 위해서 USB나 Can Bus를 사용할 수 있습니다.

2.5 전원이 배터리나 파워 어댑터로부터 공급되는지 확인하세요.

2.5.1 만일 배터리가 사용되면, 최대 방전 전류가 모터의 최대 전류보다 커야만 합니다.

2.5.2 만약 파워 어댑터를 사용한다면 우리는 다음을 조언합니다:

2.5.2.1 스위치 어댑터(switch adapter)가 아닌 리니어 어댑터(linear adapter)를 사용하세요.

2.5.2.2 브레이크를 끄세요 그렇지 않으며 'regenerative braking'가 발생할 때 VESC는 높은 전압을 출력하기 때문에 파워 어댑터가 손상될 수 있습니다.

2.6 스마트폰이나 컴퓨터에 앱이나 'BLDC Tool' 소프트웨어를 다운로드합니다. 이는 VESC 파라미터를 설정하기 위한 GUI입니다.

2.6.1 'BLDC Tool' 버젼은 VESC 하드웨어와 동일하지 확인하세요. 

2.6.2 Maytech은 윈도우 OS를 위한 'BLDC Tool'만을 제공합니다. 안드로이드나 리눅스 혹은 Mac OS에 대해서는 사용자가 컴파일하거나 다른 웹사이트에서 다운로드 해야만 합니다.

2.7 GUI screen shot과 파라미터들은 이들 플랫폼에서 얻어집니다:

MTVESC50A VESC: Firmware version 2.18; Hardware Version 4.12. 

BLDC TOOLS for Windows OS.

MTO6374 Motor KV 190，with Hall Sensor.

MTSKR1512 Wirelss remote controller: 1ms-2ms PPM.  

2.8 The VESC MTVESC50A 디폴트 셋팅:    

2.8.1 BLDC senslorless mode  

2.8.2 속도 신호는 1ms-2ms PPM입니다. 펄스폭이 1.5ms 이상일 때 모터는 단방향 회전을 시작합니다. 최대 속도는 2ms이고 브레이크 범위는 1-1.5ms입니다.

3. POWER WIRES CONNECTION:    

VESC는 곧바로 납땜을 하거나 고품질의 커넥터로 모터와 연결할 수 있습니다. 항상 새로운 커넥터를 사용하세요. 이 커넥터는 케이블과 주의하여 납땜해야 하며 heat shrink 튜브로 절연되어야 합니다. 밧테리팩 연결선의 최대 길이는 6인치(15.24cm) 이내여야 합니다.

◆ 배터리 연결선과 적당한 커넥터를 납땜합니다.

◆ 모든 납땜한 커넥터들을 heat shrink 튜브로 절연합니다.

◆ 모터 연결선에 VESC를 연결합니다.

◆ 제어기 빨강 그리고 검정 연결선을 배터리팩 빨강 그리고 검정 연결선에 각각 연결합니다.

Note : 만약 배터리 전압이 30V보다 크면 VESC가 배터리에 연결될 때 스파크가 생길 것입니다. 그래서 XT60/XT90 anti‐spark 커넥터가 추천됩니다.

4. HOW TO USE A NEW VESC?

MTVESC50A VESC 디폴트 셋팅은 대부분의 BLDC 모터가 동작하게 합니다. 안전을 고려해서 우선 파라미터를 확인하고 모터를 auto‐detect를 하기 위해 PC에 VESC를 연결하세요.

4.1 모터와 배터리를 VESC에 연결합니다. 모터는 부하가 걸려있지 않아야 합니다. VESC를 빨간등이 커졌을 때 USB 케이블로 PC와 연결합니다.

4.2 만약 VESC를 PC와 처음 연결한다면, 윈도우는 새로운 하드웨어를 발견했다고 알림을 줄 것입니다. 그리고 나서 윈도우는 드라이버를 자동적으로 설치할 것입니다. 만일 윈도우가 이전에 드라이버를 설치한 적이 있다면 다시는 이 드라이버를 설치하지 않을 것입니다.

4.3 새롭게 추가된 COM 포트는 Window Device Manager에서 발견될 것입니다. 'COMX'로 보여질 수 있고 'X'는 서로 다른 숫자가 될 것입니다. 

4.4 BLDC Tool을 기동하고 COMX를 선택하고 나서 "connect"를 클릭합니다. 접속이 성공하면 이는 우측하단 코너에 녹색을 보일 것입니다.

    그림 4.4 

4.5 'Configuration >> Motor'를 선택하고 'Read Configuration'을 클릭합니다. 이것은 VESC 셋팅을 읽어 올 것입니다. 파라미터가 아래 그림과 동일한 지를 확인합니다. 만약 동일하지 않으면 파라미터를 수정하고 나서 새로운 파라미터를 VESC 보드에 업로드 하기 위해 'Write Configuration'을 클릭합니다.

그림 4.5 

만약 설정 정보를 XML(eXtensible Markup Language) 포맷의 파일로 갖고 있다면 위 그림에서 우측 하단의 'Load XML'을 클릭하여 읽어 올 수 있습니다. 게다가 설정한 정보를 다시 XML 포맷의 파일로 저장하기를 원한다면 마찬가지로 'Save XML'을 클릭하여 저장할 수 있습니다.

4.6 'Motor Configuration >> BLDC'를 선택하고 'Read Configuration'을 클릭합니다. 이것은 VESC 셋팅을 읽어 올 것입니다. "Motor Type"이 BLDC인지 확인합니다. 그리고 나서 'Start detection'을 클릭합니다. 모터는 갑자기 3초간 회전할 것입니다. 많은 파라미터들이 모터가 정지한 후에 감지될 것입니다. 그리고 나서 이들 파라미터들을 적용하기 위해서 "Apply" 버튼을 클릭합니다. 만약 모터가 회전하지 않는다면, 이것은 VESC와 모터 연결에 문제가 있거나 혹은 디폴트 셋팅이 그 모터에 대해서 적당하지 않을 수 있습니다. 이 경우에 VESC와 모터의 연결을 확인하거나 혹은 수작업으로 'start‐up current'와 'minimum rotate speed'를 조정하세요. 모터 감지가 올바로 끝난 후에 파라미터들을 업로드 하기 위해서 'Write Configuration'을 클릭합니다.

Picture 4.6 

4.7 'App Configuration >> General'을 선택하고 'Read Configuration'을 클릭합니다. 이것은 VESC 셋팅을 읽어 올 것입니다. 파라미터들이 아래 그림과 동일한지 확인합니다. 만일 같지 않다면 파라미터를 수정하세요, 그리고 나서 새로운 파라미터들을 업로드 하기 위해서 'Write Configuration'을 클릭합니다. 만약 "APP to use"가 수정되었다면 VESC가 재부팅한 후에 적용될 것입니다.

Picture 4.7 

4.8 'App Configuration >> PPM'을 선택하고 'Read Configuration'을 클릭합니다. 만일 아래와 같지 않다면 파라미터들을 수정하세요. 그리고 나서 새로운 파라미터들을 업로드 하기 위해서 'Write Configuration'을 클릭합니다.

Picture 4.8 

4.9 서보 신호 케이블을 수신기에 연결하고 원격 조종기를 켭니다. 'Display'를 체크하세요. VESC가 원격 신호를 수신하는 것을 볼 수 있습니다.

Picture 4.9 

4.10 원격 조이스틱을 위로 미세요, 그러면 모터가 회전합니다. 조이스틱을 가장 낮은 위치로 당기세요, 그러면 모터가 브레이크 걸립니다. 이 순간이 VESC와 관련 장비들이 모두 괜찮은지 확인시켜주는 것입니다. 여러분은 다른 파라미터들을 조정하기 위해서 계속할 수 있습니다.      

5. ADJUST VESC PARAMETERS     

5.1 Motor Configuration  

5.1.1 Motor  

Picture 5.1.1 

5.1.1.1 Motor Type: BLDC/DC/FOC  

BLDC: Brushless Direct Current motor; PWM으로 속도를 조절합니다.

DC: Direct Current Motor; PWM으로 속도를 조절합니다.

FOC: Field‐Oriented Control은 vector 제어라고도 불리며 아래 허브 모터(hub motor)에 적당합니다.

5.1.1.2 Current Limits:  

Current Limits: 전류가 이 한계를 초과할 때 "Error"가 발생하고 빨간등이 깜박거립니다. VESC는 신호를 출력하는 것을 멈출 것입니다. '-'의 표현은 음으로 역방향을 의미합니다. 

5.1.1.3 RPM Limits (BLDC Only) PWM:  

Limit ERPM with negative torque: power generation mode가 높은 RPM에서 활성화될 것입니다.

Note: ERPM(Electrical RPM) = RPM*Pole/2 

5.1.1.4 Temperature:

만약 모터의 정확한 온도를 얻기를 원한다면 모터에 NTC(Negative Temperature Coefficient) 저항을 추가하세요. 홀센서 케이블로 VESC와 모터를 연결하세요.

5.1.1.5 Voltage Limits: 

전압의 한계값. 배터리와 VESC를 보호하기 위해서 배터리의 전압 한계를 설정하세요.

5.1.1.6 Other Limits: 

BLDC PWM 모드에서 Duty Ratio limits. 이것은 RPM.2의 최소 및 최대값을 제한할 수 있습니다.

5.1.2 BLDC

Picture 5.1.2 

5.1.2.1 Sensor Mode: Sensorless / Sensored /Hybrid  

Sensor mode로 start-up하고 어떤 RPM에서 sensorless mode로 전환하는데, 이를 Hybrid mode라 부릅니다. Sensor & Sensorless mode로부터 신호의 피드백에 따라 VESC는 commutation 시간을 측정합니다.

5.1.2.2 Sensorless:

Note: ERPM. BR ERPM은 이상적인 최대 Electrical RPM입니다.

Note: Phase advance at BR ERPM은 이상적인 최대 ERPM에서 phase advance입니다.

5.1.2.3 Sensorless Commutation Mode: Integrate/Delay

Integrate: Integrator Limit / Int Limit Min ERPM / BEMF Coupling 파라미터들은 "Detect Parameters" 메뉴로 자동적으로 채워질 것입니다. 'Start detection' 그리고 'Apply' 버튼을 클릭합니다. 파라미터들은 감지될 것입니다.

5.1.2.4 Hall Sensors:

테이블의 파라미터는 "Detect Parameters" 메뉴로 자동적으로 채워질 것입니다.

5.1.2.5 Detect Parameters:

파라미터를 감지하는 것은 새로운 모터를 사용할 때 매우 중요합니다. 배터리 그리고 VESC, 모터가 연결되었을 때 'Start Detect' 버튼을 클릭합니다. 모터는 감지되기 위해서 3초 동안 회전할 것입니다. Integrator limit / Int Limit Min ERPM / BEMF Coupling 파라미터들은 감지 후에 자동적으로 얻어질 것입니다. 만약에 홀센서(hall sensor)가 연결되었다면 홀센서 테이블의 파라미터도 감지될 것입니다.

Note: 'Start Detect'가 시작할 때 주의하세요.

Note: 만약에 모터가 'Start Detect'으로 동작하지 않는다면, 연결을 확인하세요. 필요하다면 Current / Min ERPM / Low duty를 조정하세요.

Note: 감지 후에 파라미터를 저장하기 위해서 'Apply' 버튼를 클릭하세요. VESC로 파라미터들을 업로드 하기 위해서 'Write configuration'를 클릭합니다.

Note: Sensored 혹은 Hybrid mode일 때 홀센서 테이블은 비록 자동으로 감지될지라도 홀센서가 설치된 위치는 차이가 존재합니다. 우리는 가장 낮은 전류로 그 조합을 설정하는데 수작업으로 phase sequence를 맞추기를 제안합니다.

5.1.3 FOC 

FOC(Field Oriented Control)는 모터가 좀 더 부드럽고 잡음이 적으며 전력을 많이 아끼도록 합니다. 그러나 모든 모터가 FOC를 지원하지는 않습니다. 모터 공급자에게 이를 확인하시기 바랍니다. FOC 제어 알고리즘은 전문적인 지식과 용어를 포함합니다. 설정 전에 먼저 살펴보시기 바랍니다. 우선 모터 파라미터를 감지하고 FOC 사용을 원한다면 λ, R, L, CC(TC, Kp, Ki)를 감지하세요. 홀센서 테이블은 홀 혹은 엔코더(encoder)가 사용될 때에는 또한 반드시 감지되어야 합니다:

Picture 5.1.3 

5.1.3.1 I / Duty / RPM이 채워졌을 때 'Measure λ' 버튼을 클릭하세요.

Picture 5.1.3.1‐1 

'λ'가 감지된 후에 'Apply'를 클릭합니다. 이것은 'Measure R and L'과 'Motor Parameters'안을 채울 것입니다.

Picture 5.1.3.1‐2

Picture 5.1.3.1‐3 

5.1.3.2 'λ'가 채워진 후에 'Measure R and L' 버튼을 클릭합니다. R & L 파라미터가 감지될 것입니다. 그리고 나서 'Apply'를 클릭합니다. 이것은 'Motor Parameters'안을 자동적으로 채울 것입니다.

Picture 5.1.3.2‐1

Picture 5.1.3.2‐2 

5.1.3.3 'Cale CC'를 클릭합니다 그러면 TC / Kp / Ki이 감지될 것입니다. 그리고 나서 'Apply'를 클릭합니다.

Picture 5.1.3.3   

5.1.3.4 General

Current Control: 전류 제어 모드(current control mode) 하에서 P/I 값.

Encoder: 엔코더(Encoder) 파라미터들.

Sensorless ERPM: Sensorless mode는 ERPM이 여러분이 설정한 값보다 클 때 활성화될 것입니다.     

5.1.3.5 General(Cont): General(Cont) Speed Counter setting.

F_SW and Dtc: 샘플링 주파수 그리고 deadband time.

Speed track: 속도 추적의 P/I 값.

Duty downramp: Duty downramp의 P/I 값.

Open RPM: Open-loop control은 ERPM이 여러분이 설정한 값보다 클 때 활성화됩니다.

Motor Parameters (for Sensorless and Hall Operation) setting, 5.1.3.1‐5.1.3.3을 참조하세요.

5.1.3.6 Sensorless Startup and Low Speed:

Open Loop: hysteresis and time

D Current Injection: d-축은 고정자에 DC 성분축이며 회전자 자계와 같은 방향입니다. 전류 주입은 회전자 위치를 감지하는데 용이하게 합니다. 

5.1.4 Advance 

5.1.4.1 PWM mode (DC and BLDC only)  

PWM 모드와 동기 제어(Synchronous control)는 Bipolar 제어보다 좀 더 안정적이지만 응답이 느립니다. 비동기(Nonsynchronous) 모드는 추천되지 않습니다.

5.1.4.2 Current control  

5.1.4.3 Backoff and ramping (DC and BLDC only) : Backoff and ramping parameters  

5.1.4.4 Speed Control   

5.1.4.5 Position Control  

5.1.4.6 Misc  

5.1.4.7 Hall/encoder Port mode

Picture 5.1.4

5.1.5 Description: 사용자는 여기에 메모할 수 있습니다.

Picture 5.1.5 

5.2 App Configuration: 'App Configuration' 입력 방법.

Picture 5.2 

5.2.1 General  

"App to use"는 VESC에서 중요한 파라미터입니다.

Picture 5.2.1  

입력 신호 소스를 선택합니다. 그러면 여러분은 대응하는 그 신호로 VESC를 제어할 수 있습니다(2.4를 참조하세요). 그리고 나서 'Write Configuration'을 클릭합니다. 이것은 VESC가 다시 시작한 후에 동작할 것입니다.

5.2.2 PPM: RC 모델 수신기 신호이며 PWM 신호인데 서보 케이블로 신호 입력을 제어합니다.

Picture 5.2.2‐1 

Picture 5.2.2‐2

5.2.2.1 Control Mode: 

Duty cycle / Duty cycle no reverse: 속도 제어

Current / Current no reverse / Current no reverse with Brake: 출력 전류를 제어하고 토크 제어와 유사한 효과를 갖습니다.

PID Speed control / PID Speed control no reverse: 이것은 속도가 변할 때 PID 파라미터로 제어합니다. PID 파라미터는 'Motor Configuration >> Speed Control'로 조정될 수 있습니다.

5.2.2.2 Setting: 

PID max ERPM: 'PID speed control / PID speed control no reverse'에 최대 ERPM입니다.

Deadband: 이것은 수신기 PPM의 "ms" 단위의 dead zone을 의미합니다. 여러분이 Maytech 원격 조종기를 사용한다면 0.2ms로 설정하세요.

Minimum Pulsewidth (ms): 가장 낮은 속도에서 PPM 신호의 펄스폭입니다. 여러분이 Maytech 원격 조종기를 사용한다면 1.5ms로 설정하세요.

Maximum Pulsewidth (ms): 가장 높은 속도에서 PPM 신호의 펄스폭입니다. 여러분이 Maytech 원격 조종기를 사용한다면 디폴트 셋팅(2.0ms)을 유지하세요.

User Median Filter: 이 필터는 PPM 신호의 간섭(interference)을 제거할 수 있습니다.

Safe Start: 갑작스러운 start-up으로 손상을 방지합니다.

5.2.2.3 Soft RPM limit (current mode only): 고속의 무부하 속도로부터 손상을 방지하기 위함입니다.

5.2.2.4 Multiple ESCs over Can: Can 버스로 연결되어 동작하는 여러 개의 ESC가 있을 때 토크를 같게 유지하기 위함입니다.

5.2.2.5 Display: PPM 신호의 듀티를 보여주기 위함입니다.

5.2.3 ADC: 전압 신호와 제어 신호는 P3 포트의 ADC 그리고 ADC2의 입력입니다. 이 ADC와 ADC2는 아날로그 신호 혹은 스위치 신호를 입력으로 받을 수 있습니다.

Picture 5.2.3‐1 

Picture 5.2.3‐2 

5.2.3.1 Control Mode:   

Current / Current center / Current Button/ Current no rev center / Current no rev button / Current no rev  

ADC2: ADC 혹은 ADC2에 아날로그 전압을 입력하는 것은 전류 출력의 크기와 방향을 제어할 수 있습니다. 이것은 토크 제어에 의해서 발생된 효과처럼 보입니다.

Duty cycle / Duty cycle center / Duty cycle button: ADC 혹은 ADC2에 아날로그 전압을 입력하는 것은 속도의 값과 방향을 제어할 수 있습니다.

5.2.3.2 Setting:           

Update Rate: ADC(transition of digital and analog) 샘플링 주파수.

DeadBand: 이것은 전압의 dead zone을 의미합니다. 간섭(interference)을 피하기 위해서 전압 변화 범위가 deadband 이상일 때 VESC에 의해서 오직 인식될 수 있습니다.

Minimum Voltage / Maximum Voltage: 입력 전압 신호의 최소 혹은 최대값을 의미합니다.

5.2.3.3 Button:

Current Button / Current no rev button / Duty cycle button mode에서 "Button"의 설명:  

쿠르즈(cruise) 제어 버튼은 전류 제어가 사용될 때 눌러진 동안 현재 속도를 유지할 것입니다. 그리고 어떠한 스로틀(throttle)도 받지 않습니다. 리버스(reverse) 버튼은 대응하는 제어 모드 중 하나가 사용될 때 스로틀을 거꾸로 하기 위해서 사용됩니다.

단지 'ADC app'만 사용될 때 TX 핀이 쿠르즈 제어 버튼으로 사용되고 RX 핀이 리버스 버튼으로 사용됩니다. 'ADC와 UART app'가 동시에 사용되면 서보 입력이 버튼으로써 사용될 것입니다. 이 경우에 이것은 버튼과 함께 제어 모드가 선택될 때 리버스 버튼으로써 사용될 것입니다. 그렇지 않으면 쿠르즈 제어 버튼으로써 사용될 것입니다.

5.2.3.4 Soft RPM limit (current mode only): 고속의 무부하 속도로부터 손상을 방지하기 위함입니다.  

5.2.3.5 Multiple ESCs over Can: Can 버스로 연결되어 동작하는 여러 개의 ESC가 있을 때 토크를 같게 유지하기 위함입니다.

5.2.3.6 Setting: UART Port - Baud rate.

Picture 5.2.3.6

5.2.4 Numchuk: WII Numchuk ‐ 원격 조종기의 파라미터.

Picture 5.2.4 

5.2.5 NRF: 블루투스(Bluetooth) 수신기의 파라미터.

Picture 5.2.5

5.2.6 GUI control

Picture 5.2.6

5.2.6.1 Contorl

'App Configuration'에서 우선 PPM, ADC 그리고 Numchuk에 'Disabled'를 설정하세요. 그리고 나서 인터페이스는 동작할 것입니다.

Duty 값을 설정합니다. 'Duty'를 클릭하세요 그러면 값이 저장됩니다. 모터는 여러분이 설정한 속도로 회전할 것입니다.

RPM 값을 설정합니다. 'RPM' 값을 클릭합니다. 그러면 값이 저장됩니다. 모터는 여러분이 설정한 RPM 값으로 회전할 것입니다.

전류값을 설정하세요. 'Current'를 클릭하세요 그러면 값이 저장됩니다. 모터는 여러분이 설정한 전류값으로 회전할 것입니다. 

Brake 값을 설정하세요. 'Brake'를 클릭하세요 그러면 값이 저장됩니다. 모터는 회전하는 동안에 여러분이 'Brake'를 클릭할 때 멈추게 될 것입니다.

위치값을 설정하세요. 'Position'을 클릭하세요 그러면 값이 저장됩니다. 모터는 여러분이 설정한 위치값으로 회전할 것입니다.

Note 1: 속도 혹은 전류는 'Motor Configuration'에 최대값을 초과할 수 없습니다.

Note 2: 만약 어떤 기능이 활성화되었다면, 모터는 다음 순서가 수신될 때까지 회전할 것입니다. 'Release Motor'을 클릭합니다 그러면 모터는 멈춥니다.

5.2.6.2 Plot and Sample

이 기능은 아직 테스트되지 않았고 가까운 미래에 가능할 것입니다.

ELECTRIC SKATEBOARD MOTOR 6355 190KV($90.00)

WHAT'S INCLUDED

(1) 6355 190KV EPOWER Motor (Fits 63mm Motor Mount)

(1) 3x3 Keyway Key

PRODUCT DESCRIPTION

최대 사이즈 고정자를 갖는 6355 190KV! 이것은 평범한 "평균적인" 6355 모터가 아닙니다. 모터는 현재 55mm 폭으로 최대의 스펙을 갖고 있습니다. 아래의 모든 특성과 업그레이드는 우리가 팔던 6355 190KV 모터의 지금 표준입니다.

• Max Power: 2500 Watts

• Max Amps: 80 Amps

• Max Volts: 12S

• Max Torque: 2.83Nm

• Recommend ESC: 12S 120A-150A (VESC or 12S TorqueBoards ESC)

TORQUEBOARDS 12S 120A CAR ESC OPTO HV

• SHAFT: Diameter 8mm, 32mm length, 2 flat spot w/ 3x3 keyway slot.

• Motor Wire: 150mm silicone 12AWG wire with 5.5mm Gold Bullet Connector Female.

• Wire configuration:

- Blue = A

- Black = B

- Yellow = C

• Sensor Wire: Standard RC Sensor Wire JST-ZH 6pin 1.5mm pitch

• Internal PCB with 120 Degree Hall Effect Sensors.

• Motor can be used with or without a sensor. Sensorless operation is most common.

• VESC Sensor Wires($6.99) required to use with VESC.

• Wire configuration:

- Red = 5v

- White = Temp

- Blue = A

- Yellow = C

- Green = B

- Black = GND

OUR 6355 190KV FEATURES

• 최고의 부분이 우리는 모터의 고정자 사이즈를 키웠다는 것입니다. 그래서 6365 모터와 같은 동등한 사이즈를 얻게 됩니다! 우리의 새로운 고정자는 52.8mm x 30mm. 가장 큰 것은 55mm 길이 모터에 끼워 넣을 수 있다는 것입니다.

• 여분의 긴 모터 샤프트는 12mm 폭 pulley에 키울 수 있습니다. 또한 8mm 모터 샤프트 사이즈를 갖고 keyway, flatspot and cir-clip.

• 5.5mm gold bullet 커넥터를 갖는 12awg high strand silicone wire

• 센서 모터! 센서 없이 동작시킬 수 있으며 센서 연결선은 연결되지 않은 상태로 남겨둘 수 있습니다.

12mm 폭 벨트와 듀얼 rear setup으로 고정할 수 있는 55mm 길이를 갖습니다.

VESC 프로젝트를 기반으로 한 상업적 VESC와 구입처입니다. 대표적으로 제조사를 기준으로 하여 MayTech VESC, DIY ELECTRIC VESC(TORQUE ESC) 그리고 TRAMPA VESC 등이 있습니다. 상업용 제품은 MayTech VESC와 같이 출고시 펌웨어 업그레이드가 불가능할 수도 있습니다.

VESC Open Source Project인 VESC 소프트웨어와 호환되는 TORQUE ESC($99.99)

VESC BLDC는 가장 최근의 강력한 오프 소스 ESC이며 전기 스케이트보드(Electric Skateboard) 모터에 전력을 공급합니다. 이 ESC는 많은 사용자 지정 옵션을 수렴하여 만들어졌습니다. VESC를 사용하여 여러분은 완전한 정지 상태에서 센서 없는(sensorless) 모터를 출발할 수 있습니다.

v4.12 Hardware (Latest)

v2.18 Firmware (Latest)

VESC BLDC 오픈 소스 전기 스케이트보드 ESC VESC는 오픈 소스이며, Benjamin Vedder에 의해서 다양하게 변경이 가능한 전자 속도 제어기입니다. 여러분의 DIY 전기 스케이트보드 제작에 있어서 환상적으로 동작합니다. VESC는 여러분이 정지 혹은 완전한 정지 상태로부터 출발하는데 어려움을 겪는 전통적인 RC ESC로부터 센서 없는 모터가 부드러운 출발(start-up)을 하는 것을 가능하게 합니다. 여러분은 PC에 Mini USB를 이용하여 ESC를 연결하고 VESC 설정을 변경할 수 있습니다. Linux, Windows, MacOSX에 대해서 VESC BLDC Tool 소프트웨어가 있습니다. 우리 VESC는 생산 과정에서 여러번의 테스트를 걸쳐 여러분에게 배송됩니다. 그리고 6355 190KV EPOWER 모터와 12S2P EPOWER 팩으로 단독 모터 전기 스케이트보드로 미리 설정됩니다. 여러분의 VESC는 여러분의 특별한 모터와 밧데리 전압에 대해서 설정될 때 최상의 성능을 얻을 것입니다. 여러분의 VESC에 어떻게 프로그래밍 하는지에 대한 자세한 정보를 위해서 아래 비디오를 참고하시기 바랍니다. 여러분은 여러분의 VESC와 함께 아래의 제품도 필요하거나 그리고/혹은 요구될 수 있습니다.

VESC 추가적인 제품

여러분이 VESC를 적절히 사용하기 위해서 요구될 수 있는 아래 제품들을 잊지 마시기 바랍니다.

• Male to Male Servo Connector($1.99) - Connect your 3pin PPM VESC pins to your Electric Skateboard Remote.

• VESC XT90 Parallel Connector($8.99) - Connect Dual VESC's power plugs XT90s for power source.

• VESC CanBus Connector($6.99) - Connect Dual VESC's for data communication. Don't forget to set VESC to Master/Slave.

• VESC Warranty($60.00) - Get 1 Year Warranty for your VESC.

단독 모터 설정을 위해 요구되는 제품

• Male to Male Servo Connector - Connect your 3pin PPM VESC pins to your Electric Skateboard Remote.

두개 모터 설정을 위해 요구되는 제품

• Male to Male Servo Connector - Connect your 3pin PPM VESC pins to your Electric Skateboard Remote.

• VESC XT90 Parallel Connector - Connect Dual VESC's power plugs XT90s for power source.

• VESC CanBus Connector - Connect Dual VESC's for data communication. Don't forget to set VESC to Master/Slave.

기타

• Mini USB Cable($1.99) - Mini USB 케이블은 VESC를 프로그래밍하기 위해서 필요합니다. 이는 표준 Mini USB 케이블이고 여러분이 이미 갖고 있으며 필요하지 않습니다.

• VESC Sensor Wires($6.99)

CURRENT VESC SPECS

• v4.12 Hardware (Latest hardware version)

• Latest v2.18 for Firmware for FOC (Latest firmware version)

• 10awg motor wires w/ 5.5mm bullet connectors.

• 2mm JST-PH Connectors (all connectors)

• Bootloader와 Motor Detection와 FOC가 테스트된 Firmware가 설치됨

• *여러분은 설정을 위해서 여러분 자신의 모터 Detection & Setting이 요구됩니다. 우리는 전기 스케이드보드 설정에 대한 가이드를 갖고 있습니다.

VESC BLDC ELECTRIC SKATEBOARD ESC BENEFITS

• 강인하고 신뢰성 있고 진보된 전기 브레이크.

• 마치 센서가 있는 것처럼 센서 없는 모터를 정지에서 출발.

• 전류 제어와 온도 제어 특징과 같은 다양한 안전 특성.

• 센서와 그리고 센서 없는 Field Oriented Control(FOC)는 여러분의 스케이트보드가 정숙한 주행이 가능하도록 합니다.

VESC BLDC ELECTRIC SKATEBOARD ESC FEATURES

• Built in 5V BEC (수신기를 위해서 사용되어짐)

• Voltage: 8V to 60V (Up to 14S LiPo Voltage)

• Current: Up to 240A for a few seconds or 50A continous

• PCB size is 40mm x 60mm

• Regenerative Braking

• Sensored or Sensorless operation

• Great start-up torque with sensorless motors

• VESC complete size is 120mm long, 40mm wide.

VESC TUTORIALS & VIDEOS

• How To Configure the VESC *BLDC Mode

• How To Setup VESC FOC Mode *FOC Mode

• How To Connect RC Mini Remote To VESC

• How To Fix VESC FOC Mode

VESC PRODUCTION UPDATES

• VESC Batch #4+

• VESC Hardware v4.12

• VESC Firmware v2.18

• All VESC's have (3) 63v 680µF.

• Upgraded C18 to 4.7µF (From standard 2.2µF)

• Battery Wires = XT90 Female w/ 5mm Male Bullet Connectors w/ 10awg High Silicone Strand Wire

• Motor Wires = 5.5mm Bullet Connectors w/ 10awg High Silicone Strand Wire

VESC BLDC WARRANTY

보증없이 저렴한 VESC. 현재 제품 가격에서 우리는 VESC에 대해서 완전한 보증을 제공할 수는 없습니다. 그러나 배송 이전에 테스트가 됩니다. VESC는 잘못 사용한다면 쉽게 손상될 수 있습니다. 이는 여전히 BETA 제품입니다. 

VESC is currently a BETA product. VESC는 현재 BETA 제품입니다.

보증 없이 VESC를 구입하는 것은 여러분의 책임입니다. 어떤 DRV8302 오류 혹은 테스팅 후에 오류는 여러분의 책입니다. 우리는 어떤 교체나 환불을 제공하지 않습니다.

우리는 bootloader/firmware, BLDC 모드 테스팅, motor detection 그리고 FOC 모드 테스팅을 포함하여 끝까지 광범위한 테스팅에 최선을 다합니다. 우리는 2~3배로 테스트를 진행합니다. 만일 우리가 어떠한 문제없이 다음으로 진행이 가능하다면 VESC는 배송 준비가 된 것입니다.

제가 어떤 VESC 커넥터를 주문해야 하나요?

단독 모터 VESC 설정을 위해서 어떤 커넥터가 필요한지요?

• Male to Male Connector - Male to Male Connector는 VESC와 원격 수신기 안으로 꼽아질 것입니다. 이는 VESC와 원격 수신기 사이에 통신을 위해서 요구됩니다.

WHAT CONNECTORS DO I NEED FOR A DUAL MOTOR VESC SETUP? 듀얼 모터 VESC 설정을 위해서 어떤 커넥터가 필요한지요?

• Male to Male Connector - Male to Male Connector는 VESC와 원격 수신기 안으로 꼽아질 것입니다. 이는 VESC와 원격 수신기 사이에 통신을 위해서 요구됩니다.

• VESC XT90 Parallel Connector - XT90 Parallel Connector는 듀얼 모터 설정을 위해서 병렬로 전원선을 연결합니다.

• VESC CAN bus Connector - CAN bus Connector는 VESC 1과 VESC 2가 통신하고 듀얼 모터 설정을 위해서 요구됩니다.

• VESC Sensor Wire Adapter - Sensor Wire Adapter는 센서 있는 모터의 센서 케이블을 VESC로 연결하는 아답터입니다. 센서 연결선은 요구되지 않지만 전형적으로 더욱 정숙한 FOC Sensored(VESC 모드)에서 사용됩니다. 사용자의 약 50%는 그들이 센서 없이 완벽하게 동작하기 때문에 센서 없는 설정을 실행합니다. 이것은 단지 추가된 옵션이며 요구되지는 않습니다. 만일 여러분이 모터에 포함된 센서를 사용하지 않는 것을 선택한다면 여러분은 박스에 방치하셔도 됩니다. 우리는 센서 연결선을 자르는 것을 권하지 않습니다.

• Mini USB Cable - Mini USB 케이블은 VESC를 프로그래밍하기 위해서 필요합니다. 이는 표준 Mini USB 케이블이고 여러분이 이미 갖고 있으며 필요하지 않습니다.

NUCLEO-F446RE 보드의 회로도

Top and Power

STM32 MCU

 ST-LINK/V2-1

Extension connectors

STM32 누클레오 보드는 빠른 평가와 LQFP64 패키지로 STM32 마이크로컨트롤러와 함께 개발을 시작하기 위해서 사용되는 저 비용 그리고 사용이 쉬운 개발 플랫폼입니다. 

STM32 누클레오 보드의 자세한 정보와 데모 소프트웨어에 접근하기 위해서 www.st.com/stm32nucleo 웹사이트를 방문하세요. 혹은 STM32 누클레오 보드의 사용자 메뉴얼을 참고하시길 바랍니다.

시작하기

STM32 누클레오 보드를 설정하고 데모 소프트웨어를 사용하기 위해서 아래의 절차를 따르세요:

1. 보드에 점퍼 위치를 확인합니다, JP1 off, JP5 (PWR) on U5V, JP6 on (IDD), CN2 on (NUCLEO) selected.

2. 호스트 PC에서 디바이스 인터페이스의 올바른 인식을 위해서 보드를 연결하기 이전에 www.st.com/stm32nucleo로부터 누클레오 USB 드라이버를 설치합니다. 

3. 보드에 전원을 공급하기 위해서 USB 커넥터 CN1을 통하여 'Type-A to Mini-B' USB 케이블로 PC로 STM32 누클레오 보드를 연결합니다. 빨간색 LED LD3(PWR)과 LD1 (COM)은 켜져야만 합니다. 그리고 녹색 LED LD2는 깜박거려야 합니다.

4. 버튼 B1 (왼쪽 버튼)을 누릅니다.

5. 3개의 LED인 LD1에서 LD3을 버튼 B1을 클릭하면거 깜박거리는 빈도를 관찰합니다.

6. STM32 누클레오 보드 기능을 어떻게 사용하는지에 대한 데모 소프트웨어와 몇개의 예제가 www.st.com/stm32nucleo에서 가능합니다.

7. 가능한 예제를 사용해서 애플리케이션을 개발합니다.

시스템 요구사항

• Windows OS (7, 8 and 10), Linux 64-bit or macOS

• USB Type-A to Mini-B cable

Development toolchain

• Arm Keil: MDK-ARM

• IAR: EWARM

• GCC-based IDEs including free SW4STM32 from AC6

• Arm Mbed online (see http://mbed.org) 

Hardware block diagram

Extension connector

STM32 누클레오 보드 상에 Arduino 커넥터는 Arduino Uno V3를 지원합니다. Arduino Uno V1과 호환을 위해서 다음의 설정이 필요합니다:

• SB46과 SB52는 ON이어야 하고,

• SB51과 SB56는 I2C on A4 (핀 5)과 A5 (핀 6 of CN8)를 연결하기 위해서 OFF이어야 합니다.

주의 1: STM32 마이크로컨트롤러의 I/O는 Arduino Uno V3를 위한 5V 대신에 3.3V 호환입니다.

주의 2: CN5 핀 8에 공급되는 VREF+ 전력을 갖는 Arduino 쉴드를 구현하기 전에 SB57을 제거하여만 합니다.

NUCLEO-F446RE 상에 Arduino 커넥터

ST morpho 커넥터는 보드의 양면에서 접근가능한 수컷 핀 헤더(CN7 그리고 CN10)로 구성됩니다. 이들은 STM32 누클레오 보드를 확장 보드 혹은 STM32 누클레오 보드의 앞면이나 뒷면에 위치되는 prototype/wrapping 보드로 연결하는데 사용될 수 있습니다. STM32의 모든 신호와 전력 핀이 ST morpho 커넥터 상에 가능합니다. 이 커넥터는 또한 오실로스코프나 logical analyzer 혹은 전압계에 의해서 프로브될 수 있습니다.

1. BOOT0의 디폴트 상태는 0입니다. 이는 점퍼가 CN7의 핀 5-7상에 있을 때 1로 설정될 수 있습니다. 두개의 사용되지 않은 점퍼는 CN11과 CN12(보드의 뒷면)에서 가능합니다. 

2. U5V는 ST-LINK/V2-1 USB 커넥터로부터 5V 전원이고 이는 +5V 전에 올라갑니다.

3. PA13 and PA14 share with SWD signals connected to ST-LINK/V2-1, it is not recommend to use them as IO pins if ST-LINK part is not cut PA13과 PA14는 ST-LINK/V2-1에 연결된 SWD 신호와 공유됩니다. 만일 ST-LINK 파트가 분리되지 않았다면 IO 핀으로서 이들을 사용하는 것은 권고되지 않습니다.

NUCLEO-F446RE 상에 ST morpho 커넥터