JC2804/JC4010/JC4310 快速入门

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#电机驱动器

于 2024-10-05 16:10:01 首次发布

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一、电机参数

1.1、JC2804的参数

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1.2、JC4010的参数

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1.3、JC4310的参数

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二、硬件接线

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因市面上的USB转串口性能差异较大，有些对高波特率的支持不稳定，自2025年6月5号起，从本店购买的JC2804/JC4010/JC4310/JC4805，串口波特率默认为115200。

红色接电源正极，黑色接电源负极，电源电压 7—16V，黄色接 CAN_H，绿色接 CAN_L，
USB 转串口请使用 CH340（推荐）或 CP2102，
上电后蓝色指示灯一秒周期闪烁。

三、软件操作

JC2804 机电一体，使用串口调试参数，默认波特率 115200。

3.1、设置参数

驱动板中默认参数为适配当前电机的参数，连接设备，点击“读取参数”，下图：
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连接设备，点击【读取参数】，默认参数为适配当前电机的参数。各个参数含义请看下面第六节《设置参数说明》。

3.2、零点校准

点击【校准电机】，右边显示“校准中…”，电机正反转一圈，大概 10 秒钟。
点击【读取参数】（注意，校准结果不会自动更新），显示“校准成功”，点击【保存校准】。
如果拆装驱动板或更换了电机，需重新校准；
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3.3、运行调试

3.3.1、设置原点
把电机转到指定位置，点击【设置原点】，当前绝对角度为 0，同时重启。
3.3.2、闭环控制
点击“闭环模式”，电机进入闭环状态，锁定在当前位置，
点击“打开实时”，显示实时数据，同时显示速度曲线，
电机默认配置为位置梯形轨迹，发送绝对位置，电机转到指定角度。
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位置梯形轨迹模式下，电机除了“绝对位置指令”，还支持“PVT 指令”和“相对位置指令”，指令详情请看《JC 系列串口通信协议》。

3.4、调整PI参数

如需调整 PI 参数，必须在电机静止状态下，【发送到 RAM】。PI 参数为经验值，可多次尝试找到最佳值，待参数确定后点击【保存】。
一般负载小的时候用默认参数，负载大的时候需调大 PI 参数。
位置 Kp 默认值不要修改，只修改速度 Kp 和 Ki。
调试时先把速度 Ki 设置为 0，只调速度 Kp，待基本稳定后再逐渐增加 Ki。
PI 参数调稳定后再考虑是否添加转动惯量。

3.5、切换控制模式

例如现在是“位置梯形轨迹”，如需切换到“速度模式”，选择速度模式，点击“发送”，驱动器切换为速度模式。
设置相应的速度，点击“发送”，电机按照指定速度转动。
切换后的模式不能保存，重启后恢复为“位置梯形轨迹”。
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3.6、故障码说明

电机运行过程中可能会出现各种故障，在实时显示中可以读出“错误标志“，故障标志为十六进制显示，各 bit 代表的故障如下：
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四、串口通信演示

电机参数请先通过上位机设置，此处仅列举常用指令：

4.1 、串口指令示例

1、读取电压：01 03 00 04 00 01 C5 CB
回复：01 03 02 00 78 B8 66（12.0V）
2、校准电机：01 06 00 A1 00 01 19 E8
回复：01 06 00 A1 00 01 19 E8
3、读取校准结果：01 03 00 C2 00 01 25 F6
回复：01 03 02 00 01 79 84（校准成功）
4、进入闭环：01 06 00 A2 00 01 E9 E8
回复：01 06 00 A2 00 01 E9 E8
5、绝对位置 0°：01 10 00 23 00 02 04 00 00 00 00 B1 A2
回复：01 10 00 23 00 02 B0 02
6、绝对位置 360°：01 10 00 23 00 02 04 00 00 8C A0 D5 1A（36000=360°）
回复：01 10 00 23 00 02 B0 02
7、PVT 指令，速度 150rpm 力矩 60%转到-360°：01 25 FF FF 73 60 00 96 3C AA 3D
回复：01 2A 00 00 8C A1 00 00 00 00 00 00 AB 26
8、PVT 指令，速度 60rpm 力矩 80%转到 0°：01 25 00 00 00 00 00 3C 50 D4 7B
回复：01 2A FF FF 73 63 00 00 00 00 00 00 77 E9
9、读取位置：01 03 00 08 00 02 45 C9
回复：01 03 04 00 00 00 00 FA 33
10、切换为速度模式：01 06 00 60 00 01 48 14
回复：01 06 00 60 00 01 48 14
11、设置速度 500rpm：01 10 00 21 00 02 04 00 00 C3 50 60 B7（0xC350=500rpm）
回复：01 10 00 21 00 02 11 C2
12、读取速度：01 03 00 06 00 02 24 0A
回复：01 03 04 00 00 C4 28 A8 ED（0xC428=502.16rpm）
13、空闲模式：01 06 00 A0 00 01 48 28
回复：01 06 00 A0 00 01 48 28
14、重启：01 06 00 A5 00 01 58 29
回复：01 06 00 A5 00 01 58 29
15、擦除：01 06 00 A3 00 01 B8 28
回复：01 06 00 A3 00 01 B8 28

4.2 、其它

更多串口指令操作，请看《JC 系列串口通信说明》。

五、CAN模块操作

JC2804 的 CAN 通信为标准帧，波特率默认 1M（可通过 UART 接口修改）。

5.1、使用CANable

通过串口调参后，您可以使用任何一款 CAN 模块，通过逐条发送指令的方式控制驱动器，比如 CANable：
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5.2、指令示例

标准帧，默认波特率 1M，

1、读取电压：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：4B 00 04 00 00 00 00 00
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：4B 00 04 00 00 78 00 00 (12.0V)
2、进入闭环：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：2B 00 A2 00 00 01 00 00
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A 00 5C DD 00 00 00 00
3、绝对位置 0°：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：23 00 23 00 00 00 00 00
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A 00 5C DD 00 00 00 00
4、绝对位置 360°：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：23 00 23 00 00 00 8C A0
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A 00 00 00 00 00 00 00
5、PVT 指令，速度 150rpm 力矩 60%转到-360°，数据：25 FF FF 73 60 00 96 3C
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A 00 8C A1 00 00 00 00
6、PVT 指令，速度 60rpm 力矩 80%转到 0°，数据：25 00 00 00 00 00 3C 50
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A FF 73 5F 00 00 00 00
7、切换为速度模式：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：2B 00 60 00 00 01 00 00
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A 00 00 00 00 00 00 00
8、设置速度 500rpm：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：23 00 21 00 00 00 C3 50
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A FF FF FD 00 00 00 00
9、设置速度 0rpm：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：23 00 21 00 00 00 00 00
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A B9 07 AD 01 F4 00 00
10、切换为位置梯形轨迹：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：2B 00 60 00 00 02 00 00
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A BA F6 7B 00 00 00 00
11、相对位置 360°：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：23 00 25 00 00 00 8C A0
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A BA F6 7B 00 00 00 00
12、空闲模式：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：2B 00 A0 00 00 01 00 00
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A BB 83 1B 00 00 00 00
13、重启：帧 ID: 0x601，长度 8 数据：2B 00 A5 00 00 01 00 00
回复：帧 ID: 0x581，长度 8 数据：2A BB 82 DF 00 00 00 00

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5.3、其它

更多CAN指令操作，请看《JC系列CAN通信说明》。

六、配置参数说明

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设备连接

点击“刷新”，选择对应的COM，点击“连接设备”，软件左下角会提示“连接成功”。驱动板出厂默认ID为1，波特率保持默认即可。下图：

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基本设置

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设置ID：如需CAN组网，可以设置不同的ID号，设置范围1-127；串口通信不区分ID，
串口波特率：9600、38400、57600、115200(默认)、230400、460800、921600，
CAN波特率：10k、20k、50k、100k、125k、250k、500k、800k、1M(默认)，

电机设置

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电机类型：电机的相电阻小于2Ω的为“High Current”，大于2Ω的为 “Gimbal”，实际应用中大于1Ω的都设置为“Gimbal”。
极对数：电机磁极对数叫极对数，注意区分“极数”和“极对数”两个概念，
校准电流：电机校准时的电流，对于High Current电机，就是电流的采样值；对于Gimbal电机，会把校准电流等比例为占空比，比如电源电压12V，校准电流为3，那么校准时的pwm占空比固定为25%。实际操作中，根据经验设置校准电流，如果设置的太小，电机没劲，校准时转不动，校准容易出错；如果校准电流设置的太大，电机发热，可能损坏电机和板载MOS。
编码器类型：目前支持Hall/ABZ/AS5047P/MT6701/MA730/TLE5012B/MT6835 /Sensorless，根据实际应用选择。
编码器cpr：SPI接口的磁编码器已经固定了cpr无需设置；ABZ信号的cpr根据实际设置；霍尔电机的cpr=极对数x6；无感电机不需要设置cpr，不用管即可。
编码器带宽：一般使用默认值1000即可，霍尔电机cpr较低，需要设置小一点，比如轮毂电机设置为100，常用的2对极霍尔电机设置为50—60。
校准最大电压：电机校准时用于测量相电感，一般使用默认值2，对于电感比较大的电机，可以设置偏大一点，比如轮毂电机设置为5。
电机方向：设置反向，电机反转。
力矩常数：电机的力矩常数，用于力矩模式。如果不清楚电机参数，可使用默认值。
SPI波特率：有些spi接口编码器，接线特殊，或电磁环境恶劣，需调整波特率，达到最佳读取效果，正常使用默认值。
输出限制：限制电机的堵转电流，降低功率减少电机发热。限制的是Id/Iq输出，所以此处电流值并不是母线电流。使用时请多次对比测试，找到适合自己电机的限制值。对这个参数不熟练的，也可以通过PVT指令中的扭矩百分比限制最大输出。
KV值：只对无感电机Sensorless有效，其它类型电机不用管。

控制设置

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控制模式：力矩、速度、位置梯形轨迹、位置平滑滤波、位置直通模式、低速大扭模式。
- 位置梯形轨迹：默认“最大速度”参数为梯形轨迹模式的最大速度，可通过PVT指令中的速度设置梯形轨迹的最大速度，“梯形轨迹加速度”控制电机速度上升斜率， “梯形轨迹减速度”控制电机速度下降斜率，如下图：
- 位置平滑模式：受“最大速度”、“滤波带宽”两个参数的约束，从下图曲线可以看出，电机快速启动，缓慢停止。调整“滤波带宽”实现不同的停止速度，如下图：
- 位置直通模式：直接把设置的目标位置传入运算，电机反应速度最快，但缺乏上升和下降缓冲，电机转动比较生硬。
- 低速大扭模式：在速度模式下，如果设置速度过低，电机没劲转不动。低速大扭模式可以使电机在超低速时仍保持最大扭矩，速度低至0.01rpm，但受限于单浮点数精度，电机的转动范围受限，如下图：
最大速度：限制电机运行时的最大速度，对所有控制模式有效。最大速度不能设置的太小（比如100rpm），否则PID运算受限，电机反应变慢。
力矩爬升率：只对“力矩模式”有效，控制电机运行时力矩增加和减小时的斜率。
速度爬升率：只对“速度模式”有效，控制电机运行时速度增加和减小时的斜率。
滤波带宽：只对“位置平滑模式”有效，类似电机减速时的加速度，值越大电机停止的越快，但如果值太大停止速度过快，就失去了平滑的意义。默认值为4，一般设置2-10之间。
位置Kp：对所有位置模式有效，P参数是经验值，默认40，尽量不要修改。
速度Kp、Ki：对“速度模式”和所有位置模式有效，PI参数是经验值，请根据实际应用设置。
转动惯量：电机的转动惯量和阻尼系数比较相似，都可以用这个参数表达，实际应用中这个参数很难量化，所以调试电机时，可以像PI参数一样多次尝试，找到最佳值。
梯形轨迹加速斜率：限制梯形轨迹的上升斜率。
梯形轨迹减速斜率：限制梯形轨迹的下降斜率。