DMC 60电子调速器：机器人应用的理想之选

在电子工程师的日常工作中，为机器人选择合适的电机控制器是至关重要的一环。今天，我们就来深入了解一下Digilent公司的DMC 60电子调速器，看看它有哪些独特的特性和优势。

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一、DMC 60概述

DMC 60是一款专为驱动有刷直流电机而设计的电子调速器。它采用同步整流技术，能高效地产生可变输出电压，并通过PWM输入信号进行控制。这一特性使得DMC 60在机器人应用中表现出色，尤其适用于FIRST机器人竞赛。

DMC 60采用密封、坚固且紧凑的铝制外壳，具备扎带和螺栓安装方式，可直接替代Victor SP控制器。它还配备了四个多色LED指示灯，能清晰地显示速度、方向和状态，方便调试。此外，制动/滑行校准按钮可实现一键设置更改和校准，大规格输入/输出电缆采用柔性硅胶绝缘，集成了热感应和保护功能，15.625 kHz的输出开关频率确保了平滑精确的电机控制。

二、电气规格

参数	最小值	标称值	最大值	单位
输入电压	6	12	28	V
连续电流			60	A
浪涌电流（2秒）		100		A
PWM输入信号脉冲宽度	0.6	1 - 2	2.4	ms
PWM输入信号周期	2.9		100	ms
PWM输入信号油门死区		4%
PWM输入信号分辨率		1		s
PWM输入信号逻辑高阈值	1.0			V
PWM输入信号逻辑低阈值			0.4	V
PWM输出频率		15625		Hz

这些参数为工程师在设计电路和选择电源时提供了重要的参考依据。例如，输入电压范围为6 - 28 V，这意味着我们可以根据实际需求选择合适的电源，以确保DMC 60的正常运行。

三、机械尺寸与安装信息

DMC 60的铝制外壳电气隔离，可以直接使用扎带或#8 - 32螺丝安装在机器人上。不过，在高电流应用中长时间使用后，外壳可能会发热。为了获得最佳性能，建议将DMC 60安装在能够让空气在外壳顶部和两侧流通的位置。

大家在安装时有没有遇到过因为散热问题导致设备性能下降的情况呢？思考一下如何优化安装位置以提高散热效率。

四、连接方法

1. 连接输入电源

将DMC 60的黑色电线（外壳上标记为GND）连接到所选电源的接地端或负极，红色电线（外壳上标记为V +）连接到所选电源的正极。如果通过电源分配面板（PDP）为DMC 60供电，则通常将DMC 60的红色电线连接到PDP的红色端子，黑色电线连接到PDP的黑色端子。

需要注意的是，DMC 60没有输出短路保护，短路输出引线可能会导致灾难性故障，因此建议在DMC 60的正输入引线（红色电线）上安装一个40安培的断路器（或保险丝）。同时，DMC 60不包括输入反极性保护，反接输入极性可能会对其造成永久性损坏。

2. 连接输出

将绿色电线（外壳上标记为M -）连接到电机的负极，白色电线（外壳上标记为M +）连接到电机的正极。由于电机的堵转电流可能非常高，建议通过压接连接器或直接焊接引线来进行连接。如果DMC 60的输出引线不够长，可以使用12 AWG（或更粗）的多股电线进行延长，并直接焊接在一起。

3. 连接PWM输入信号

DMC 60会持续测量施加到PWM电缆的PWM输入信号的正脉冲宽度，并将其映射到输出电压或占空比。默认情况下，1.0毫秒的正脉冲宽度对应于反向100%占空比（电流从M - 流向M +），2.0毫秒的正脉冲宽度对应于正向100%占空比（电流从M + 流向M -），1.5毫秒（±4%）的正脉冲宽度对应于中立状态。当检测到中立脉冲宽度时，当前的制动/滑行设置将应用于输出。

DMC 60的PWM输入电缆采用0.1英寸间距的3针母头，与大多数RC / PWM伺服控制器兼容，可以直接连接到这些设备。PWM输入电缆的引脚分配如下：	电线颜色	信号描述
白色	PWM信号
黑色	PWM接地

五、电机控制器LED

DMC 60包含四个RGB（红、绿、蓝）LED和一个制动/校准LED。四个RGB LED位于角落，用于在正常运行和发生故障时指示状态。制动/校准LED位于外壳中心三角形的中心，用于指示当前的制动/滑行设置。当中心LED熄灭时，设备处于滑行模式；当中心LED亮起时，设备处于制动模式。可以通过按下三角形中心并释放按钮来切换制动/滑行模式。

在通电时，RGB LED会显示逐渐变亮的蓝色，持续约五秒钟。在此期间，电机控制器不会响应输入信号，输出驱动器也不会启用。通电完成后，设备将开始正常运行，RGB LED的显示将取决于输入信号和当前的故障状态。

伺服输入信号	LED状态
有信号	顶部（LED1和LED2）和底部（LED3和LED4）LED交替亮灭，亮起时显示橙色
无信号或无效输入脉冲宽度	所有4个LED常亮橙色
中立输入脉冲宽度	LED以顺时针圆形模式闪烁绿色（LED1 -> LED2 -> LED3 -> LED4 -> LED1），更新速率与输出占空比成正比，占空比增加时速率加快，100%占空比时所有四个LED常亮绿色
正输入脉冲宽度	LED以逆时针圆形模式闪烁红色（LED1 -> LED4 -> LED3 -> LED2 -> LED1），更新速率与输出占空比成正比，占空比增加时速率加快，100%占空比时所有四个LED常亮红色
负输入脉冲宽度

六、制动/滑行模式

DMC 60在检测到中立输入信号或输入信号丢失时的响应取决于制动/滑行设置。当配置为制动模式时，检测到中立信号时M + 和M - 引线会内部短路，这会使连接的电机抵抗旋转。如果连接的电机正在旋转，其速度将比M + 和M - 引线浮空时更快地降低。当配置为滑行模式时，检测到中立输入信号时M + 和M - 引线将浮空。

当前的制动/滑行设置由位于外壳中心三角形中心的制动/校准LED显示。当设备处于制动模式时，LED将亮起红色；当设备处于滑行模式时，LED将熄灭。制动/滑行设置存储在非易失性存储器中，在电源循环后会自动恢复。

大家在实际应用中，会根据什么情况来选择制动模式还是滑行模式呢？

七、输入信号校准

由于控制器的差异，可能需要调整或校准对应于最大正向和反向占空比以及中立输入的脉冲宽度。校准步骤如下：

1. 按下并按住制动/校准按钮。大约5秒后，顶部和底部LED将开始在蓝色和熄灭之间交替，这表示校准已开始。
2. 继续按住按钮的同时，将操纵杆在全向前和全反向之间来回移动，确保达到两个极端。此操作可以重复多次，但没有最低要求。
3. 将操纵杆返回中立位置。
4. 释放制动/校准按钮。
5. 如果校准成功，顶部和底部LED将在绿色和熄灭之间快速交替，新的校准常数将存储在非易失性存储器中。如果校准失败，顶部和底部LED将在红色和熄灭之间快速交替，设备将继续使用现有的校准常数。

需要注意的是，校准只能在有伺服输入信号时进行。要恢复默认校准，可以按以下步骤操作：

1. 断开DMC 60的电源。
2. 按住制动/校准按钮。
3. 继续按住按钮的同时，为DMC 60供电。
4. 继续按住按钮，直到顶部和底部LED在绿色和熄灭之间快速交替。
5. 释放制动/校准按钮。

八、内部温度监测和过温保护

DMC 60配备了板载热敏电阻，可以连续监测电路板的温度。当电机控制器检测到电路板温度超过70°C时，将开始降低输出占空比。此外，LED指示灯的颜色将变为青色（正向）或紫红色（反向），以表明设备正在以降低的占空比模式运行。随着温度继续升高，占空比将以每摄氏度约2.85%的速率进一步降低，直到PCB温度超过100°C，此时输出占空比将设置为0%，并发出过温故障信号。电机控制器将继续以降低的占空比运行，直到PCB温度降至70°C以下，此时将恢复输出与输入信号对应的占空比。

九、输入电压监测和欠压保护

Digilent电机控制器（DMC1和DMC2）会持续监测输入电压。如果输入电压低于5.75伏（±2%）持续5秒或更长时间，输出占空比将设置为0%，并发出欠压故障信号。输出将保持禁用状态，直到故障清除（3秒），如果欠压情况不再存在，则可以重新启用输出。

十、故障指示

当检测到故障情况时，输出占空比将降至0%，并发出故障信号。输出将保持禁用状态3秒。在此期间，板载LED（LED1、LED2、LED3和LED4）用于指示故障情况。故障情况通过顶部（LED1和LED2）和底部（LED3和LED4）LED的交替亮灭来指示。顶部LED在亮起时为红色，底部LED的颜色取决于当前激活的故障。具体映射关系如下：	颜色	过温	欠压
绿色	√	×
蓝色	×	√
青色/水蓝色	√	√

总的来说，DMC 60电子调速器以其出色的性能和丰富的功能，为机器人应用提供了可靠的解决方案。作为电子工程师，我们可以根据实际需求合理使用和配置DMC 60，以实现最佳的电机控制效果。大家在使用类似的电机控制器时，有没有遇到过什么特别的问题或有趣的经验呢？欢迎在评论区分享。