MotorStep V8 — Документация

1. Назначение

MotorStep V8 — прошивка для управления поворотным столом на шаговом моторе через драйвер TB6600. Предназначена для производственных задач, где требуется:

• Точное позиционирование стола в диапазоне 0…360°
• Плавное движение (трапециевидный профиль скорости) для тяжёлых столов (50–1500 кг)
• Автоматический поиск нуля (концевик) при старте
• Ручное управление через энкодер HW-040 и кнопки
• Внешнее управление через Serial (Console) и Wi-Fi (Web UI)
• Обратная связь по углу с оптического энкодера MBL3806

2. Возможности V8

3. Подключение элементов

3.1. Карта пинов

3.2. Схема соединений

TB6600 (драйвер шагового мотора)

ESP32-C3           TB6600
─────────────────────────────
GPIO 6  ──── 1кОм ──── PUL+ (STEP)
GPIO 7  ──── 1кОм ──── DIR+
GPIO 10 ──── 1кОм ──── ENA+
GND     ────────────── PUL- / DIR- / ENA- (общий)

MBL3806 (оптический энкодер на моторе)

ESP32-C3           MBL3806
─────────────────────────────
+5V     ────────────── VCC (красный)
GND     ────────────── GND (чёрный)
GPIO 20 ──── 1кОм ──── A (зелёный)
GPIO 21 ──── 1кОм ──── B (белый)

HW-040 (энкодер ручного управления)

ESP32-C3           HW-040
─────────────────────────────
+3.3V   ────────────── VCC
GND     ────────────── GND
GPIO 0  ────────────── CLK
GPIO 1  ────────────── DT
GPIO 3  ────────────── SW (кнопка)

TM1637 (дисплей)

ESP32-C3           TM1637
─────────────────────────────
+5V     ────────────── VCC
GND     ────────────── GND
GPIO 4  ────────────── CLK
GPIO 5  ────────────── DIO

Кнопка дисплея

ESP32-C3
─────────────────────────────
GPIO 2 ──[Кнопка]── GND

Концевик HOME

ESP32-C3
─────────────────────────────
GPIO 8 ──[Концевик NO]── GND

При срабатывании замыкается на GND → LOW. В покое — HIGH (INPUT_PULLUP).

3.3. Питание

4. Настройки

4.1. Пины и механика (в коде)

Пины — в соответствующих .cpp файлах классов

Motor.cpp — в начале файла

static const int32_t STEPS_PER_REV = 800;   // шагов мотора на оборот (1/4 микрошаг)
static const float   GEAR_RATIO    = 10.0;  // ← РЕДУКТОР (мотор:стол = 10:1)
static const int32_t ANGLE_MIN = 0;
static const int32_t ANGLE_MAX = 360;

Position.cpp — инверсия MBL

#define POSITION_INVERTED  0   // 0 = прямой, 1 = инверсный (A/B поменяны)

main — Wi-Fi AP

#define WIFI_SSID  "MotorStep_V8"
#define WIFI_PASS  "newpribor"

4.2. NVS (энергонезависимая память)

Сохраняются в NVS (namespace "motorstep"):

Управление — командами accel, cruise, start (с сохранением в NVS).

5. Console (Serial)

Скорость: 115200. Line Ending: Newline или Both NL & CR.

5.1. Команды

5.2. Запросы

Асинхронные события (ESP → ПК)

6. Web UI (Wi-Fi)

6.1. Подключение

1. Прошейте плату
2. На телефоне/ПК подключитесь к Wi-Fi: SSID MotorStep_V8, пароль newpribor
3. Откройте браузер → http://192.168.4.1/
4. Индикатор ONLINE (зелёный) — соединение установлено

6.2. Блоки интерфейса

📊 Индикатор

📏 Шаг

• ◀ НАЗАД — движение на шаг назад
• NEXT STEP — переключение шага по циклу 180→90→10→5→1→180
• ВПЕРЁД ▶ — движение на шаг вперёд
• В заголовке отображается текущий шаг

🎛️ Управление

• Поле угла + ПЕРЕЙТИ — переход к заданному углу
• 🏠 — HOME (поиск нуля)
• STOP — мгновенная остановка
• СБРОС — сброс позиции в 0
• HOLD — удержание/освобождение мотора
• STOP! — стоп с ошибкой (мотор освобождён)
• CLEAR — сброс ошибки

⚡ Плавность

• accel + ПРИМЕНИТЬ — шагов на разгон/торможение
• cruise + ПРИМЕНИТЬ — задержка на плато (мкс)
• start + ПРИМЕНИТЬ — задержка на старте/стопе (мкс)

📜 Лог событий

• Показывает последние 50 сообщений от ESP
• Синий — отправленные команды (>>)
• Зелёный — ответы (OK, DONE, READY)
• Красный — ошибки

7. Кнопки и энкодер

HW-040 SW (кнопка энкодера, GPIO 3)

GPIO 2 (кнопка дисплея)

Энкодер HW-040 (вращение)

Вращение накапливает целевой угол. После паузы (1 сек) — мотор плавно едет к цели.

8. Дисплей TM1637

Режимы (переключаются кнопкой GPIO 2)

Приоритет отображения

1. EROR — мигает при ошибке
2. Run — во время движения мотора
3. S XX — 1 сек после смены шага
4. BLOC / OFF — 1 сек после переключения удержания
5. d1 / d2 — 1 сек после переключения режима
6. Цель — 1 сек после вращения энкодера
7. Угол — основное (d1: мотор, d2: MBL)

Специальные сообщения

9. Компиляция

9.1. Плата

9.2. Библиотеки

Установить через Library Manager (Sketch → Include Library → Manage Libraries):

9.3. Настройки Arduino IDE (Tools)

9.4. Прошивка

1. Подключить ESP32-C3 через USB
2. Выбрать порт в Tools → Port
3. Нажать Upload (Ctrl+U)
4. Если не прошивается: зажать BOOT, нажать RESET, отпустить RESET, отпустить BOOT, затем Upload
5. После прошивки — нажать RESET

10. Известные проблемы и особенности

Плавность vs Wi-Fi

Wi-Fi-стек и WebSocket занимают время CPU при каждом вызове. Решение: webui.update() вызывается раз в 20 мс (не каждый loop). Без этого мотор пропускает шаги.

// В loop() main
static uint32_t lastWebUiUpdate = 0;
if (millis() - lastWebUiUpdate > 20) {
  lastWebUiUpdate = millis();
  webui.update();
}

Пропуски энкодера HW-040

Механический энкодер даёт дребезг. Решение: антидребезг 2000 мкс в ISR + REPORT_MIN_INTERVAL_MS = 50 мс. Редкие пропуски возможны.

Двойное срабатывание кнопки GPIO 2

Strapping-пин, дешёвая кнопка. Решение: state machine в Buttons.cpp, антидребезг 50 мс.

Конфликт GPIO 20/21 (UART0)

GPIO 20/21 — UART0 (RX/TX). Serial для Console использует USB CDC (виртуальный COM-порт), не занимает эти пины. Поэтому MBL3806 работает без конфликтов.

Кнопка HW-040 SW на GPIO 3

Strapping-пин (JTAG source). С JTAG Adapter = Disabled работает нормально.

11. Проверено и однозначно не работает

12. Состав проекта

MotorStep_v8/
├── MotorStep_v8.ino       ← main (дирижёр)
├── Display.h  / Display.cpp        ← TM1637
├── Buttons.h  / Buttons.cpp        ← HW-040 SW + GPIO 2 + концевик
├── EncoderHW040.h / EncoderHW040.cpp ← HW-040 (ISR-декодер)
├── Settings.h / Settings.cpp       ← NVS
├── Position.h / Position.cpp       ← MBL3806
├── Motor.h    / Motor.cpp          ← шаговый мотор
├── Console.h  / Console.cpp        ← Serial-протокол
└── WebUI.h    / WebUI.cpp          ← Wi-Fi AP + HTTP + WebSocket

Зависимости

Классы не знают друг о друге. Все связи — через main:

main → motor.moveTo(angle)
main → display.setMotorAngle()
main → settings.getStep()
main → position.getAngle()
main → console.sendDone()
main → webui.sendFullStatus()

13. История версий