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內容簡介
作者介紹
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無刷馬達 FOC 實戰與 STM32G431

各式各樣的無刷馬達控制應用已經在我們的生活周遭出現，你知道嗎？光是馬達相關的電力消耗就佔了世界電力總消耗的四成半以上，這絕對是個很重要的課題，每天我們都看到要節能減碳的口號和標語，其實節能就要從改善馬達的效能開始。這些年來，我們陸陸續續完成許多無刷馬達的應用案例，大家都知道這會比較省電，然後呢？有機會更省電嗎？有機會改得更好嗎？這就是我們出版這本書的原因之一，讓這些馬達控制寶貴的經驗可以流傳下去。

本套書是屬於工程師的參考書，內容涵蓋廣泛，我們把書分成三冊五大主題，並加上價值滿滿的附錄：

▌硬體整合篇

★【軟硬體整合操作】：說明 STM32G431 MCU 以及 ST 開發工具的使用、注意事項，經驗分享與程式範例。
★【馬達驅動器的使用與認識】：無刷馬達低壓驅動器與高壓驅動器的使用與電路分析，還加上無刷壓縮機專章，說明變頻控制與冷媒系統知識。

▌知識篇

★【設計知識】：說明 ADC、UART、EXTI、DAC 等 MCU 周邊功能，讓我們可以加入 VR、按鈕等控制介面方便測試，或是搭配 ST Motor Control Workbench、示波器、電表等觀察輸出訊號。
★【基本應用例】：作者十幾年來無感/有感馬達驅動、帶 Hall/Encoder 驅動開發設計案例分享解析，馬達故障分析、以及開發過程常會用到的小工具。

▌系統篇

★【系統知識】：實務解析馬達控制所需要知道的 FOC、SVPWM、PID 關鍵知識與波形觀察技巧，以及 MOSFET、Rshunt 等相關零組件的挑選，規格書中 SOA 的解讀，電路板 Layout 重點。
★【附錄】：包含用照片分享 12 個案例故事、CORDIC 計算方法與應用、故障原因解析、FOC 公式總整理、以及參考文獻，都是不可不翻閱的精彩內容。

寫馬達控制程式沒有碰到任何困難是不可能的。我們常會遇到類似的狀況，無刷馬達轉了 5 秒後停止？對了一半？！其實馬達只要不正常停止，就表示程式的內容有欠周詳。明明看到馬達在轉了，可是我們沒有叫它停，它卻自己就停了！這一定是哪一個突發的錯誤發生，如何做故障分析呢？這都是在考驗你的耐心和分析能力。經驗告訴我們稍作分析就大約可以知道方向，可是如果你還沒有這方面的相關經驗時，本書應該就是指引你方向的明燈，我們會告訴你大概的方向和方法，最後解決的正式方法還是要靠你自己去發掘的。

如果一本書 100％ 只寫對的部分，只寫過去成功的歷史，這對工程師或讀者反而是一種另類的工程傷害，因為你少了提醒，你少了失敗的說明，你也少了告訴別人做錯了接下來該怎麼做。所以，在書中我們會不吝惜公開我們失誤的地方，我們失敗的照片，失敗了如何重來的方法和步驟。我們希望看書的人站在我們肩膀上繼續前進，你一定要比我們強，這才是我們要的目的。

本書特色：

  從實務淬鍊的馬達控制精髓
The Essence of Motor Control Refined Through Practice

．全書分為硬體整合篇、知識篇、系統篇三冊不分售
．硬體整合篇涵蓋 STM32G431 軟硬體整合與馬達驅動器的使用與認識
．知識篇涵蓋 MCU 周邊功能與馬達驅動設計案例
．系統篇涵蓋 FOC、SVPWM、PID 關鍵理論以及零件挑選、電路板 Layout
．附錄還有 CORDIC 與馬達驅動故障解析

▌硬體整合篇

．STM32 MCU 的認識與使用
．Motor Profiler 與 Workbench 進階
．STM32 馬達程式範例
．STM32G431 MCU 控制板的使用與電路
．高/低壓馬達驅動器的使用
．GaN 馬達驅動器的使用
．無刷壓縮機的驅動與冷媒知識

▌知識篇

．VR 與 ADC 的使用
．串列通訊的認識與使用
．外部中斷 EXTI 的使用
．DAC 的使用與除錯
．無感測馬達、霍爾感測馬達的驅動
．帶 Encoder 的有感馬達驅動
．無刷馬達設計案例解析
．馬達故障分析與 AI 預測
．馬達開發的小工具與相關儀器設備

▌系統篇

．驅動器的波形觀察
．STM 系統程式與函式說明
．PWM 信號分析
．細說 FOC 與 SVPWM
．PID 的實務和理論
．零件選用與 LAYOUT 佈局
．馬達實務案例故事分享
．CORDIC 的認識與使用
．各種故障解析
．FOC 重要公式整理與參考文獻

旗威科技林伸茂

▌硬體整合篇

第 1 章 STM32 MCU 的認識與使用

1－1 STM32G431 的腳位認識
1－2 STM32G431 的功能設定
1－3 STM32G431 腳位功能整理
1－4 STM32G431 基本電路
1－5 STM32G431 驅動應用電路

第 2 章 進階 Motor Profiler 與 Workbench

2－1 無刷馬達 FOC 開發環境分析
2－2 Motor Profiler 進階
2－3 Motor Workbench 進階
2－4 真的，FOC 壞透了 ！

第 3 章 STM32 馬達程式範例

3－1 基本應用 I：時間延遲
3－2 基本應用 II：七段顯示器的加入
3－3 基本應用 III：顯示馬達轉速和狀態值
3－4 基本應用 IV：DIPSW 設定多段馬達轉速
3－5 進階運用： 數位濾波

第 4 章 CS－G431 MCU 的使用

4－1 STM NUCLEO－G431RB 的認識
4－2 CS－G431 MCU 的導入
4－3 CS－G431 MCU 板的基本操作步驟

第 5 章 CS－G431 電路說明

5－1 CS－G431 電路解說
5－2 34Pin 接頭信號說明
5－3 CS－G431 MCU IO 規劃表
5－4 CS－G431 MCU 線路圖

第 6 章 CS－2410 操作說明

6－1 CS－2410 驅動器的用途
6－2 CS－2410 的規格
6－3 CS－2410 硬體功能檢查步驟
6－4 CS－2410 實體操作
6－5 驅動器上 MOSFET 損壞的檢查方法

第 7 章 CS－2410 驅動器電路說明

7－1 CS－2410 驅動器的外觀
7－2 CS－2410 驅動器的功能
7－2 低壓穩壓部分
7－3 Rshunt 電流放大部分
7－4 Gate Driver 閘驅動與準位提升部分
7－5 MOSFET 大電流驅動部分

第 8 章 GaN 馬達驅動器

8－1 GaN 低壓馬達驅動器
8－2 GaN 馬達驅動器的安裝
8－3 GaN 馬達驅動器基本測試
8－4 GaN 馬達驅動器的 deadtime 觀察
8－5 GaN 馬達驅動器的溫升觀察
8－6 高壓的 GaN 馬達驅動器

第 9 章 HV6822 高壓驅動器的測試與使用

9－1 高壓操作特別注意事項
9－2 HV6822 電路分析
9－3 高壓驅動要準備的工具
9－4 HV6822 通高壓電前的檢查
9－5 IPM6822 的檢測
9－6 Jumper 的使用
9－7 增加測試點 TP 的焊接
9－8 HV6822 導熱膠與散熱片的安裝
9－9 連接 MCU 和馬達輸出 UVW、Hall 信號線
9－10 重要 LED 燈的狀態觀察
9－11 Download 下載程式
9－12 HV6822 的低壓 24V 測試
9－13 HV6822 低壓 48V 測試
9－14 HV6822 高壓 155V 測試
9－15 HV6822 高壓 310V 測試

第 10 章 無刷壓縮機的驅動

10－1 冷凍空調原理
10－2 認識無刷壓縮機
10－3 無刷壓縮機的驅動器設計
10－4 冷凍空調的基本控制
10－5 控制波形觀察
10－6 冷凍空調常見的工具
10－7 冷凍空調的現象觀察

第 11 章 驅動板的電路圖整理

11－1 CS－G431 MCU 電路圖及零件位置圖
11－2 CS－2410 馬達驅動板電路圖及零件位置圖
11－3 CS－G431A MCU 板零件位置圖
11－4 CS－2412A 馬達驅動板電路圖及零件位置圖
11－5 HV－6822 馬達驅動板電路圖及零件位置圖
11－6 LV－GaN－RT10002 馬達驅動板電路圖及零件位置圖

▌知識篇

第 12 章 VR 與 ADC 的使用

12－1 CubeMX 的設定
12－2 CubeIDE 的程式修改
12－3 AD 轉換與 chipware_RCM 內容
12－4 溫度量測的寫法

第 13 章 串列通訊的認識與使用

13－1 USART 和 UART 的分別
13－2 Workbench 的串列功能設定
13－3 CubeIDE 串列程式解說
13－4 Workbench 連線觀察
13－5 通訊命令小整理
13－6 增加 UART 新功能的示範

第 14 章 外部中斷 EXTI 的使用

14－1 馬達啟動鍵的動作探討
14－2 外部中斷的加入
14－3 外部中斷的波形觀察

第 15 章 DAC 的使用與除錯

15－1 DAC 的設定
15－2 開發常見的除錯方式
15－3 Workbench 中的 DAC 除錯功能
15－4 DAC 的設定與信號觀察

第 16 章 無感測馬達驅動

16－1 無感測馬達的啟動步驟
16－2 無感測馬達啟動過程解說
16－3 無感測驅動程式的調整與修正
16－4 無感測鼓風機
16－5 無感測無人機馬達驅動
16－6 冷氣空調專用的無感測熱排風機
16－7 無感測的冷媒壓縮機驅動

第 17 章 霍爾感測馬達的驅動

17－1 HALL 感測元件的認識
17－2 無刷馬達與 HALL 感測元件
17－3 配置 HALL 感測元件
17－4 建立專案並產生程式碼
17－5 編譯程式並下載到驅動器
17－6 驗證鼓風機的動作
17－7 由程式去調整鼓風機的運轉
17－8 HALL 感測元件在 Workbench 中的定義
17－9 HALL 安裝位置觀摩
17－10 轉子磁力對 HALL 的影響
17－11 常見問題與解決方法
17－12 HALL 驅動總結

第 18 章 有感驅動 Encoder 篇

18－1 光學 Encoder 編碼器
18－2 配備 Encoder 的馬達
18－3 增量型 Encoder 的硬體規劃
18－4 增量型 Encoder 的信號觀察
18－5 Workbench 的設定
18－6 速度控制程式例與位置控制例
18－7 Encoder 的新趨勢
18－8 磁感應 Encoder 應用實例

第 19 章 無刷馬達設計案例解析

19－1 大樓專用無刷排風扇
19－2 台灣高鐵的底盤檢修車
19－3 電動卡丁車
19－4 可樂罐壓縮機的開發

第 20 章 馬達故障分析與 AI 預測

20－1 無刷馬達的故障總整理
20－2 電氣參數的監測
20－3 轉速與扭矩監測
20－4 溫度監測
20－5 振動與噪音分析
20－6 預測性維護技術(AI ＆ 機器學習)

第 21 章 馬達驅動器的開發歷程

21－1 HV GaN 的使用
21－2 HV GaN 電路確定
21－3 PCB Layout 重點
21－4 HV GaN 電路板測試
21－5 HV GaN 馬達驅動器的溫升測試

第 22 章 馬達開發的小工具介紹

22－1 FLASH 下載轉換接頭
22－2 USB 隔離器
22－3 差動隔離測棒
22－4 VI 監視顯示器
22－5 磁力偵測片
22－6 三相 PWM RC 過濾器
22－7 三相 PWM DA 波形觀察器
22－8 隔離變壓器
22－9 七段顯示器

第 23 章 馬達開發相關的儀器設備

23－1 示波器的選擇與使用
23－2 差動隔離測棒的使用
23－3 驅動器功率的觀測：三相功率計
23－4 簡易動力計的解說

▌系統篇

第 24 章 驅動器的波形觀察

24－1 量測前的提醒
24－2 驅動器三相 UVW 輸出點的觀察
24－3 相電流信號的觀察
24－4 HALL 信號的觀測
24－5 Rshunt 電流放大信號 Iu，Iv，Iw 觀察
24－6 六個 PWM 信號和 deadtime 的時間觀察
24－7 Gate Driver 上臂電容充電觀察
24－8 FOC 執行時間的觀看
24－9 UVW 三相輸出信號的觀察

第 25 章 STM 系統程式與函式說明

25－1 STM 增加一個輸出點的示範
25－2 系統的運作與 State Machine
25－3 API 函式說明
25－4 CubeIDE 基本應用
25－5 Workbench 馬達設定值的追蹤

第 26 章 PWM 信號分析

26－1 PWM Duty 與電壓的關係
26－2 馬達線圈與六臂的關係
26－3 PWM 的頻率
26－4 PWM 中的 deadtime
26－5 PWM 的波形置中
26－6 PWM 的有效狀態
26－7 PWM 的波形觀察
26－8 Workbench 中 PWM 的設定
26－9 CubeMX 中 PWM 的設定
26－10 CubeIDE 中 PWM 的設定

第 27 章 細說 FOC 與 SVPWM

27－1 FOC 控制方塊
27－2 FOC 控制的座標軸轉換
27－3 馬達 FOC 相關公式整理
27－4 馬達控制最重要的公式
27－5 認識 SVPWM
27－6 SPWM 與 SVPWM 的比較
27－7 SVPWM 波形觀察
27－8 SVPWM 的程式
27－9 FOC 理論與 SVPWM 參考資料

第 28 章 PID 的實務和理論

28－1 為什麼需要 PID？
28－2 PID 控制的三個部分
28－3 PID 控制程式實例
28－4 PID 常數是如何決定的
28－5 PI 值與馬達的關係
28－6 PID 的深度解說

第 29 章 零件選用與 LAYOUT 佈局

29－1 MOSFET 功率晶體
29－2 Gate Driver
29－3 IPM 整合功率模組
29－4 Rshunt 電流偵測用電阻
29－5 零件佈局與 PCB LAYOUT

附錄 A 一張照片 一個故事

A－1 無刷馬達吊車
A－2 無刷馬達隧道風扇
A－3 無刷馬達大吊扇
A－4 熱泵用熱排風扇
A－5 無刷馬達割草機
A－6 電動機車用無刷馬達
A－7 PMSM 變頻壓縮機
A－8 無刷馬達水車
A－9 無刷馬達吸塵器
A－10 冷氣室外機熱排風扇
A－11 無刷鼓風機
A－12 學習路上的無線對講機

附錄 B CORDIC 的認識與使用

B－1 CORDIC 的計算方法推導
B－2 CORDIC 的由來(歷史條件與背景)
B－3 CORDIC 的運作原理
B－4 CORDIC 在馬達應用上所扮演的角色
B－5 CORDIC 的程式應用
B－6 結語

附錄 C 故障解析

C－1 驅動器不動作的檢查步驟
C－2 軟體下載後不動作的檢查步驟
C－3 長時間工作後失效的檢查步驟
C－4 如何確認程式碼是 100％ 測試過

附錄 D FOC 重要公式整理
附錄 E 參考文獻
附錄 F 馬達驅動套件說明

				
Q1：若我已報名付了1000元訂金，接下來我要做什麼？
A：感謝您報名，後續相關事情及服務我們會以e-mail和電話跟您聯絡. 您也可以主動來信(andy@book4u.com.tw)詢問。謝謝！

Q2：我本身並沒有產品和服務，也沒什麼實務上的經驗，那又能如何賺錢呢？這個課程真的有實際成效嗎？
A：我們這個課程共有11項贈品，其中第2項贈品便是資訊產品創造藍圖，它將教您如何用最簡潔而快速的方法創出屬於您自己的資訊產品。一般的課程大多是教您如何捕魚，但多數的成功致富者，其成功的關鍵卻不是仰賴捕魚技術，而是仰賴借力之術，因為唯有借力才能無中生有！才能快速成長！也才能快速致富！本課程3天共有三套樣版，其中一套樣版便是教您打造在沒有任何商品與服務，也沒有任何資源的情況下，就能快速借力致富的樣版！本課程二位講師都是白手起家，對於沒有實務經驗的新手會格外用心，請放心。

Q3：請問贈品中魚池矩陣直效聯盟VVIP是什麼？
A：這是一個強大的系統，而我們送的是體驗版，會提供你Email追客系統。國外有一種函授課程，亦即每幾天發一個課程給學員， 就是用EMAIL追客系統來實踐。EMAIL追客系統簡單的說就是今天有一個客戶在你的網站上購買產品或註冊，系統會自動回覆一封確認信，之後你可以自行設計發送內容和發信時間一次一對多發給客戶，而且每封信還會帶入客戶本身的姓名。讓客戶以為是我們專門為客戶所量身訂作的信件。所以Email追客系統可以讓你培養跟客戶的信任感，進而成交。

Q4：請問贈品中資訊產品創造藍圖是什麼？
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Q5：請問贈品中自動財富系統 6片DVD是什麼？
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