# miniFOC
**Repository Path**: BenueLin/miniFOC
## Basic Information
- **Project Name**: miniFOC
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: AGPL-3.0
- **Default Branch**: dev
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No
## Statistics
- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2024-10-12
- **Last Updated**: 2024-10-12
## Categories & Tags
**Categories**: Uncategorized
**Tags**: None
## README
   [English](./README.md) / 中文
你还在买十几块钱一个的直流有刷电机的驱动模块吗？你还在为有刷电机的高噪声、低响应速度和低寿命而烦恼吗？来看看这个项目吧，一个20块钱就能搞定的FOC无刷电机控制方案！**miniFOC**内置了力矩闭环控制器，为你提供一个通过3线UART口就能控制的无刷电机控制器。本项目的软件及硬件设计完全遵循AGPL-3.0开源协议。
**注：此分支还在开发阶段，目前硬件电路已经完成设计并测试稳定，固件仍在开发中。此分支开发完成后，将提供电流环和无感FOC功能，同时1.x.x版本将达到寿命终期（EOL），不再维护且2.x.x版本不再提供对1.x.x版本的任何兼容**
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### 简介
本开源项目旨在实现一种在国内（中国）就可以以及低成本实现的FOC (Field Oriented Control) 方案，示例电路中选用的元件均为国产芯片。FOC在控制BLDC (Brushless Direct Current)电机上有诸多的好处，主要有如下几点优势：
1. FOC则完全没有转速的限制，不论在什么转速下都可以实现精确的控制。
2. FOC的换向性能极其优秀，最高转速下正反转切换可以非常顺畅。
3. FOC可以以能量回收的形式进行刹车控制。
4. FOC可以实现力矩、速度、位置三个闭环控制。
5. FOC驱动器的噪音会比电调小很多，效率也比电调高很多。
但是由于FOC的计算量大、原理复杂，所以需要很高成本的控制器，这也使得FOC在很多场景下都没有得到推广和使用。在经过了半年的研究和迭代之后，本人将FOC涉及大量计算的代码进行了深度优化，也重新根据国内的供应链进行了选型，希望本开源项目能够帮助国内的广大开发者们用上有优秀性能的BLDC电机，为开源社区贡献一份力量。
由于miniFOC 1.X.X版本推出的时间较早（2021年9月），在经过了两年的时间后，许多元件供应链发生了变化，使得miniFOC 1.X.X的硬件不再适应新需求。因此本人重新根据国内的供应链进行了选型，并且在之前的基础上增加电流环和无感FOC功能。
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### 开源方案对比
| 开源方案 | **miniFOC v2** | [simpleFOC v2.0.4](https://github.com/simplefoc/Arduino-SimpleFOCShield) | [ODrive v3.5](https://github.com/odriverobotics/ODrive) | [FpOC](https://github.com/WangXuan95/FpOC) |
| :--------------: | :----------: | :----------------------------------------------------------: | :------------------------------------------------: | :------------------------------------------------: |
| 主控制器 | CH32V203C8T6 | ATmega328P | STM32F405RGT6 | FPGA |
| 驱动芯片 | BDR2L00 | L6234 | DRV8301 | MP6540 |
| 闭环频率 | 20kHz (typical) | 1kHz (typical) | 8kHz (typical) | 18kHz (typical) |
| 是否有电流环 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 驱动功率 | 400W | 120W | 960W | 90W |
| 成本价格（大约） | 20¥ | [115¥](https://www.simplefoc.com/simplefoc_shield_product) | [1890¥](https://odriverobotics.com/shop/odrive-v36) | 150¥ |
从上表格中可以看出，**miniFOC**所采用的方案可以实现在低成本下达到较高的性能。同时由于重新根据国内的供应链进行了选型，因此在器件的选择上没有那么局限，提供了很多替代方案。在驱动功率达到400W的情况下能将FOC的成本降至约20元，这也证明了本项目在成本上的优化程度和巨大潜力。
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### 性能参数
+ 输入电压范围：6V~24V（你可以根据[这里]()的教程修改电路以适应更高的电压）。
+ 最大驱动电流：30A（你可以根据[这里]()的教程修改电路以实现更大的驱动电流）。
+ FOC详细参数：电流环闭环控制，采用SVPWM (Space Vector Pulse Width Modulation)。
+ 通信参数：UART串口通信波特率115200，采用[中容量数传协议](https://github.com/ZhuYanzhen1/CDTP/blob/master/mdtp/README_CN.md)进行数据传输。
+ 微控制器参数：RV32IMACXW内核，144MHz主频，64KB Flash，20KB SRAM。
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### 功能特性
+ [x] 采用空间矢量脉冲宽度调制方法
+ [x] 实现无电流传感器力矩控制
+ [x] 实现转动速度闭环控制
+ [x] 实现转动角度闭环控制
+ [x] 实现自动相序检测和相序矫正
+ [ ] 实现电流环闭环控制
+ [ ] 实现无感FOC算法
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### 开发环境
+ EDA工具：KiCAD 7.0.8 (VC++ 1936, 64bit)
+ 编译工具链：riscv-none-elf-gcc 12.2.0 或 riscv-none-embed-gcc 8.2.0
+ 烧录工具：OpenOCD 0.11.0+dev-gfad123a16- (2023-07-03-15:11)
+ 集成开发环境：CLion 2023.2.2 #CL-232.9921.42
+ 上位机开发工具：Qt 5.14.2 (MinGW 7.3.0 64bit)
+ 操作系统及工具链：
+ Win10 + MinGW + CLion + riscv-none-elf-gcc + OpenOCD
+ Ubuntu22.04 + make + cmake + riscv-none-embed-gcc + OpenOCD
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### 入门指南
+ 你可以访问本项目的[Wiki页面](https://github.com/ZhuYanzhen1/miniFOC/wiki)以获取入门指南。
+ 你可以访问[Github Page](https://zhuyanzhen1.github.io/miniFOC/)页面以了解代码中的函数及变量的用法等信息。
+ 你可以访问[Release](https://github.com/ZhuYanzhen1/miniFOC/releases)页面以获取最新的固件、上位机监视器工具以及编译工具链。
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### BUG报告 & 功能需求
请使用[Issue Tracker](https://github.com/ZhuYanzhen1/miniFOC/issues)报告错误和需求功能，并遵循以下要求：
1. 发布Issue前请先检查现有的Issue中是否含有你的问题或请求。若有，请根据Issue中的解决方法优先尝试解决。
2. 发布Issue时，请提供您的运行环境并详细写出复现方法。
3. 非运行BUG的讨论，请在[Discussion](https://github.com/ZhuYanzhen1/miniFOC/discussions)中展开，不要提交到Issue中。
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### 许可证
源代码根据[AGPL-3.0许可证](./LICENSE)发布。
**组织：AcmeTech
作者：朱彦臻
维护人：朱彦臻, 2208213223@qq.com**
该项目已经在Windows 10、Ubuntu 22.04 LTS下进行了测试。这是一个研究代码，希望它经常更改，并且不承认任何特定用途的适用性。