基於I2C之網路馬達同步控制器設計與應用

Abstract

BLDC無刷直流馬達常見於應用在遙控車、機器人、半導體製程設備等。本論文以USB作為馬達與PC之間的通訊協定，以I2C作為馬達之間的通訊協定，主要分析三項傳輸參數：(1)傳輸速率、(2)取樣時間、(3)資料封包大小，來選擇網路馬達間的通訊規格，以時間觸發作為數顆馬達的同步運轉控制，並以此作為分散式網路馬達的設計基礎。 在系統整合上，主要建立四個控制單元：(1)建立PC與Master及Master與Slave的網路架構與控制程序之間的共同規範，即通訊指令的建立。(2)針對以時間觸發設計的網路時脈同步機制。(3)驅動馬達電路，使用H Bridge的全橋驅動電路。(4)控制器上嵌入PID控制程式。 最後，將所設計之控制模組，實現於PaPaMan-雙足機器人上，對於每顆馬達所承受的重量，分別設計給定不同的PID值，透過網路將控制系統加以整合，使得雙足機器人上的各個馬達，能達到運轉上的平衡。