bywyd.augmented
UM2154
Llawlyfr defnyddiwr
STEVE-SPIN3201: rheolwr BLDC datblygedig gyda bwrdd gwerthuso STM32 MCU wedi'i fewnosod
Rhagymadrodd
Mae'r bwrdd STEVAL-SPIN3201 yn fwrdd gyrwyr modur DC di-frwsh 3 cham wedi'i seilio ar y STSPIN32F0, rheolwr 3 cham gyda STM32 MCU integredig, ac mae'n gweithredu gwrthyddion 3-siynt fel topoleg ddarllen gyfredol.
Mae'n darparu datrysiad hawdd ei ddefnyddio ar gyfer gwerthuso'r ddyfais mewn gwahanol gymwysiadau fel yr offer cartref, ffaniau, dronau, ac offer pŵer.
Mae'r bwrdd wedi'i gynllunio ar gyfer yr algorithm rheoli maes-synhwyraidd neu synhwyrydd-ganolog gyda synhwyro 3-siynt.
Ffigur 1. Bwrdd gwerthuso STEVE-SPIN3201
Gofynion caledwedd a meddalwedd
Mae defnyddio'r bwrdd gwerthuso STEVAL-SPIN3201 yn gofyn am y feddalwedd a'r caledwedd canlynol:
- PC Windows ® (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) i osod y pecyn meddalwedd
- Cebl USB mini-B i gysylltu'r bwrdd STEVAL-SPIN3201 â'r PC
- Pecyn Datblygu Meddalwedd Rheoli Modur STM32 Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- Modur DC di-frwsh 3 cham gyda chyfrol gydnawstage a graddfeydd cyfredol
- Cyflenwad pŵer DC allanol.
Dechrau arni
Uchafswm graddfeydd y bwrdd yw'r canlynol:
- Pwer stage cyflenwi cyftage (VS) o 8 V i 45 V.
- Cerrynt cam modur hyd at 15 Arf
I gychwyn eich prosiect gyda'r bwrdd:
Cam 1. Gwiriwch safle'r siwmper yn ôl y ffurfweddiad targed (gweler Adran 4.3 Canfod dros dro
Cam 2. Cysylltwch y modur â'r cysylltydd J3 gan ofalu am ddilyniant cyfnodau'r modur.
Cam 3. Cyflenwch y bwrdd trwy fewnbwn 1 a 2 y cysylltydd J2. Bydd y LED DL1 (coch) yn troi ymlaen.
Cam 4. Datblygu eich cais gan ddefnyddio Pecyn Datblygu Meddalwedd Rheoli Modur STM32 Rev Y. (X-CUBEMCSDK-Y).
Disgrifiad a chyfluniad caledwedd
Ffigur 2. Mae prif gydrannau a safleoedd cysylltwyr yn dangos lleoliad y prif gydrannau a'r cysylltwyr ar y bwrdd.
Ffigur 2. Swyddi prif gydrannau a chysylltwyr
Tabl 1 . Mae siwmperi gosod caledwedd yn darparu pinout manwl y cysylltwyr.
Tabl 1 . Siwmperi gosod caledwedd
| Siwmper | Cyfluniadau a ganiateir | Cyflwr diofyn |
| JP1 | Dewis o VREG wedi'i gysylltu â modur V. | AGORED |
| JP2 | Cyflenwad pŵer modur dethol wedi'i gysylltu â chyflenwad pŵer DC | AR GAU |
| JP3 | Cyflenwad amgodiwr Neuadd Ddethol i gyflenwad pŵer USB (1) / VDD (3) | 1 - 2 AR GAU |
| JP4 | Ailosod dewis ST-LINK (U4) | AGORED |
| JP5 | Dewis PA2 wedi'i gysylltu â Neuadd 3 | AR GAU |
| JP6 | Dewis PA1 wedi'i gysylltu â Neuadd 2 | AR GAU |
| JP7 | Dewis PA0 wedi'i gysylltu â Neuadd 1 | AR GAU |
Tabl 2 . Cysylltwyr eraill, siwmper, a disgrifiad pwyntiau prawf
|
Enw |
Pin | Label |
Disgrifiad |
| J1 | 1 – 2 | J1 | Cyflenwad pŵer modur |
| J2 | 1 – 2 | J2 | Prif gyflenwad pŵer dyfais (VM) |
| J3 | 1 – 2 – 3 | U, V, W. | Cysylltiad cyfnodau modur 3 cham BLDC |
| J4 | 1 – 2 – 3 | J4 | Cysylltydd synwyryddion neuadd / amgodiwr |
| 4 – 5 | J4 | Synwyryddion neu gyflenwr amgodwyr neuadd | |
| J5 | – | J5 | Mewnbwn USB ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | Cyflenwad pŵer ST-LINK |
| 2 | CLK | SWCLK o ST-LINK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | SWDIO o ST-LINK | |
| J7 | 1 – 2 | J7 | CART |
| J8 | 1 – 2 | J8 | Ailosod ST-LINK |
| TP1 | – | GREG | 12 V cyftage allbwn rheolydd |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | CYFLYMDER | Allbwn potentiometer cyflymder |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (allbwn op-amp synnwyr 1) |
| TP6 | – | V-BWS | Adborth VBus |
| TP7 | – | OUT_U | Allbwn U. |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (allbwn op-amp synnwyr 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (allbwn op-amp synnwyr 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | Allbwn V. |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | Allbwn W. |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | USB cyftage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Disgrifiad Cylchdaith
Mae'r STEVAL-SPIN3201 yn darparu datrysiad FOC 3-siynt cyflawn sy'n cynnwys rheolydd BLDC datblygedig STSPIN32F0 gyda STM32 MCU wedi'i fewnosod - a phwer hanner pont driphlyg stage gyda'r NMOS STD140N6F7.
Mae'r STSPIN32F0 yn cynhyrchu'r holl gyflenwad angenrheidiol yn annibynnoltages: mae'r trawsnewidydd bwch DC / DC mewnol yn darparu 3V3 ac mae rheolydd llinellol mewnol yn darparu 12 V ar gyfer gyrwyr y giât.
Perfformir y cyflyru signal adborth cyfredol trwy dri o'r gweithredol ampcodwyr sydd wedi'u hymgorffori yn y ddyfais a chymharydd mewnol yn amddiffyn yn rhy fawr rhag gwrthyddion siyntio.
Mae dau fotwm defnyddiwr, dau LED, a trimmer ar gael i weithredu rhyngwynebau defnyddiwr syml (ee, cychwyn / stopio'r modur a gosod cyflymder targed).
Mae'r bwrdd STEVAL-SPIN3201 yn cefnogi'r amgodiwr pedr a synwyryddion Neuadd ddigidol fel adborth safle modur.
Mae'r bwrdd yn cynnwys ST-LINK-V2 sy'n caniatáu i'r defnyddiwr ddadfygio a lawrlwytho firmware heb unrhyw offeryn caledwedd ychwanegol.
4.1 Synhwyrydd cyflymder modur neuadd / amgodiwr
Mae bwrdd gwerthuso STEVAL-SPIN3201 yn cefnogi'r synwyryddion digidol Neuadd a'r amgodiwr pedr fel adborth safle modur.
Gellir cysylltu'r synwyryddion â'r STSPIN32F0 trwy'r cysylltydd J4 wedi'i restru yn
Tabl 3. Cysylltydd neuadd / amgodiwr (J4).
| Enw | Pin | Disgrifiad |
| Neuadd1 / A + | 1 | Synhwyrydd neuadd 1 / amgodiwr allan A + |
| Neuadd2 / B + | 2 | Synhwyrydd neuadd 2 / amgodiwr allan B + |
| Hall3 / Z + | 3 | Synhwyrydd neuadd 3 / amgodiwr adborth sero |
| Synhwyrydd VDD | 4 | Cyflenwad synhwyrydd cyftage |
| GND | 5 | Daear |
Gwrthydd cyfres amddiffyn o 1 kΩ wedi'i osod mewn cyfres ag allbynnau synhwyrydd.
Ar gyfer synwyryddion sydd angen tynnu i fyny allanol, mae tri gwrthydd 10 kΩ eisoes wedi'u gosod ar y llinellau allbwn ac wedi'u cysylltu â'r cyfaint VDDtage. Ar yr un llinellau, mae ôl troed ar gyfer gwrthyddion tynnu i lawr hefyd ar gael.
Mae'r siwmper JP3 yn dewis y cyflenwad pŵer ar gyfer y cyflenwad synhwyrydd cyftage:
- Siwmper rhwng y pin 1 - pin 2: Synwyryddion neuadd wedi'u pweru gan VUSB (5 V)
- Siwmper rhwng y pin 1 - pin 2: Synwyryddion neuadd wedi'u pweru gan VDD (3.3 V)
Gall y defnyddiwr ddatgysylltu allbynnau synhwyrydd o siwmperi agoriadol MCU GPIO JP5, JP6, a JP7.
4.2 Synhwyro cyfredol
Yn y bwrdd STEVAL-SPIN3201, mae'r cyflyru signal synhwyro cyfredol yn cael ei berfformio trwy dri o'r gweithredol ampcodwyr wedi'u hymgorffori yn y ddyfais STSPIN32F0.
Mewn cymhwysiad FOC nodweddiadol, mae'r ceryntau yn y tair hanner pont yn cael eu synhwyro gan ddefnyddio gwrthydd siyntio ar ffynhonnell pob switsh pŵer ochr isel. Mae'r synnwyr voltagDarperir e signalau i drawsnewidydd analog-i-ddigidol er mwyn cyflawni'r cyfrifiad matrics sy'n gysylltiedig â thechneg reoli benodol. Mae'r signalau synnwyr hynny fel arfer yn cael eu symud a amplified gan ymroddedig op-amps er mwyn manteisio ar ystod lawn yr ADC (cyfeiriwch at Ffigur 3. Y cynllun synhwyro cyfredol example).
Ffigur 3. Cynllun synhwyro cyfredol example
Rhaid i'r signalau synnwyr gael eu symud a'u canoli ar VDD / 2 cyftage (tua 1.65 V) a ampwedi'i leinio eto sy'n darparu'r paru rhwng gwerth uchaf y signal synhwyraidd ac ystod raddfa lawn yr ADC.
Mae'r cyftage symud stage yn cyflwyno gwanhad (1 / Gp) y signal adborth sydd, ynghyd ag ennill y cyfluniad nad yw'n wrthdroadol (Gn, wedi'i bennu gan Rn ac Rf), yn cyfrannu at yr enillion cyffredinol (G). Fel y soniwyd eisoes, y nod yw sefydlu'r cyffredinol ampenillion rhwydwaith cyfiawnhau (G) fel bod y cyftagd ar y gwrthydd siynt sy'n cyfateb i'r cerrynt modur uchaf a ganiateir (gwerth brig ISmax y cerrynt sydd â sgôr modur) yn cyd-fynd ag ystod y cyf.tagyn ddarllenadwy gan yr ADC.
Nodyn ei bod yn well, unwaith y bydd G yn sefydlog, ei ffurfweddu trwy ostwng y gwanhad cychwynnol 1 / Gp gymaint â phosibl ac, felly'r ennill Gn. Mae hyn yn bwysig nid yn unig i wneud y mwyaf o'r signal yn ôl y gymhareb sŵn ond hefyd i leihau effaith yr op-amp gwrthbwyso cynhenid ar yr allbwn (yn gymesur â Gn).
Yr ennill a'r polareiddio cyftage (VOPout, pol) pennwch ystod weithredol y cylched synhwyro cyfredol:
Lle:
- IS- = cerrynt o ffynonellau uchaf
- IS + = cerrynt suddedig uchaf y gall y cylchedwaith ei synhwyro.
Tabl 4. STEVE-SPIN3201 op-amps rhwydwaith polareiddio
|
Paramedr |
Rhan cyfeirnod | Parch 1 |
Parch 3 |
| Rp | R14, R24, R33 | 560 Ω | 1.78kΩ |
| Ra | R12, R20, R29 | 8.2kΩ | 27.4kΩ |
| Rb | R15, R25, R34 | 560 Ω | 27.4kΩ |
| Rn | R13, R21, R30 | 1kΩ | 1.78kΩ |
| Rf | R9, R19, R28 | 15kΩ | 13.7kΩ |
| Cf | C15, C19, C20 | 100 pF | NM |
| G | – | 7.74 | 7.70 |
| VOPout, pol | – | 1.74 V | 1.65 V |
4.3 Canfod cysgodol
Mae bwrdd gwerthuso STEVAL-SPIN3201 yn gweithredu amddiffyniad cysgodol yn seiliedig ar gymharydd OC integredig STSPIN32F0. Mae gwrthyddion siyntio yn mesur cerrynt llwyth pob cam. Mae'r gwrthyddion R50, R51, a R52 yn dod â'r cyftage signalau sy'n gysylltiedig â phob cerrynt llwyth i'r pin OC_COMP. Pan fydd y cerrynt brig sy'n llifo mewn un o'r tri cham yn fwy na'r trothwy a ddewiswyd, mae'r cymharydd integredig yn cael ei sbarduno ac mae'r holl switshis pŵer ochr uchel yn anabl. Mae switshis pŵer ochr uchel yn cael eu galluogi eto pan fydd y cerrynt yn disgyn yn is na'r trothwy, gan weithredu amddiffyniad cysgodol.
Rhestrir trothwyon cyfredol bwrdd gwerthuso STEVAL-SPIN3201 yn
Tabl 5. Trothwyon cyfnodol.
| PF6 | PF7 | Comp mewnol. trothwy | Trothwy OC |
| 0 | 1 | 100 mV | 20 A |
| 1 | 0 | 250 mV | 65 A |
| 1 | 1 | 500 mV | 140 A |
Gellir addasu'r trothwyon hyn trwy newid y gwrthydd rhagfarn R43. Argymhellir dewis R43 yn uwch na 30 kΩ. Er mwyn cyfrifo gwerth yr R43 ar gyfer terfyn cyfredol targed IOC, gellir defnyddio'r fformiwla ganlynol:
lle OC_COMPth yw'r cyftagtrothwy'r cymharydd mewnol (a ddewiswyd gan y PF6 a PF7), a VDD yw'r cyfaint cyflenwi digidol 3.3 Vtage a ddarperir gan y trawsnewidydd bwced DCDC mewnol.
Gan ddileu'r R43, mae'r fformiwla trothwy gyfredol wedi'i symleiddio fel a ganlyn:
4.4 Bws cyftage cylched
Mae bwrdd gwerthuso STEVAL-SPIN3201 yn darparu'r cyfrol bwstage synhwyro. Anfonir y signal hwn trwy gyftage rhannwr o'r cyflenwad modur cyftage (VBUS) (R10 a R16) a'i anfon at PB1 GPIO (sianel 9 yr ADC) o'r MCU sydd wedi'i fewnosod. Mae'r signal hefyd ar gael ar y TP6.
4.5 Rhyngwyneb defnyddiwr caledwedd
Mae'r bwrdd yn cynnwys yr eitemau rhyngwyneb defnyddiwr caledwedd canlynol:
- Potentiometer R6: yn gosod y cyflymder targed, ar gyfer example
- Switch SW1: ailosod STSPIN32F0 MCU a ST-LINK V2
- Newid SW2: botwm defnyddiwr 1
- Newid SW3: botwm defnyddiwr 2
- LED DL3: defnyddiwr LED 1 (hefyd yn troi ymlaen pan fydd botwm defnyddiwr 1 yn cael ei wasgu)
- LED DL4: defnyddiwr LED 2 (hefyd yn troi ymlaen pan fydd botymau defnyddiwr 2 yn cael eu pwyso)
4.6 Dadfygio
Mae bwrdd gwerthuso STEVAL-SPIN3201 yn ymgorffori dadfygiwr / rhaglennydd ST-LINK / V2-1. Y nodweddion a gefnogir ar y ST-LINK yw:
- Ail-gyfrif meddalwedd USB
- Rhyngwyneb porthladd rhithwir ar USB wedi'i gysylltu â phinnau PB6 / PB7 y STSPIN32F0 (UART1)
- Rhyngwyneb storio torfol ar USB
Darperir y cyflenwad pŵer ar gyfer y ST-LINK gan y PC gwesteiwr trwy'r cebl USB sydd wedi'i gysylltu â'r J5.
Mae'r LED LD2 yn darparu gwybodaeth statws cyfathrebu ST-LINK: - Fflach coch yn fflachio'n araf: wrth bweru ymlaen cyn cychwyn USB
- Fflachio LED coch yn gyflym: yn dilyn y cyfathrebu cywir cyntaf rhwng y PC a ST-LINK / V2-1 (cyfrifiad)
- Red LED ON: mae'r ymgychwyn rhwng y PC a ST-LINK / V2-1 wedi'i gwblhau
- Green LED ON: cychwyn cyfathrebu targed llwyddiannus
- Fflachio LED coch / gwyrdd: wrth gyfathrebu â'r targed
- Green ON: cyfathrebu wedi gorffen ac yn llwyddiannus
Mae'r swyddogaeth ailosod wedi'i datgysylltu o'r ST-LINK trwy dynnu'r siwmper J8.
Hanes adolygu
Tabl 6. Hanes adolygu'r ddogfen
| Dyddiad | Adolygu | Newidiadau |
| 12-Rhag-20161 | 1 | Rhyddhad cychwynnol. |
| 23-Tachwedd-2017 | 2 | Ychwanegwyd Adran 4.2: Synhwyro cyfredol ar dudalen 7. |
| 27-Chwefror-2018 | 3 | Mân addasiadau trwy'r ddogfen. |
| 18-Awst-2021 | 4 | Mân gywiriad templed. |
Mae STMicroelectronics NV a'i is-gwmnïau (“ST”) yn cadw'r hawl i wneud newidiadau, cywiriadau, gwelliannau, addasiadau a gwelliannau i gynhyrchion ST a / neu i'r ddogfen hon ar unrhyw adeg heb rybudd. Dylai prynwyr gael y wybodaeth berthnasol ddiweddaraf am gynhyrchion ST cyn gosod archebion. Gwerthir cynhyrchion ST yn unol â thelerau ac amodau gwerthu ST a oedd ar waith ar adeg cydnabod yr archeb. Mae prynwyr yn llwyr gyfrifol am ddewis, dewis a defnyddio cynhyrchion ST ac nid yw ST yn cymryd unrhyw gyfrifoldeb am gymorth cais na dyluniad cynhyrchion Prynwyr.
RHYBUDD PWYSIG - DARLLENWCH YN OFALUS os gwelwch yn dda
Ni roddir trwydded, yn benodol nac yn oblygedig, i unrhyw hawl eiddo deallusol gan ST yma.
Bydd ailwerthu cynhyrchion ST gyda darpariaethau gwahanol i'r wybodaeth a nodir yma yn dileu unrhyw warant a roddir gan ST ar gyfer cynnyrch o'r fath.
Mae ST a logo ST yn nodau masnach ST. Am wybodaeth ychwanegol am nodau masnach ST, cyfeiriwch at www.st.com/trademarks. Mae pob enw cynnyrch neu wasanaeth arall yn eiddo i'w perchnogion priodol.
Mae gwybodaeth yn y ddogfen hon yn disodli ac yn disodli gwybodaeth a ddarparwyd yn flaenorol mewn unrhyw fersiynau blaenorol o'r ddogfen hon.
© 2021 STMicroelectroneg – Cedwir pob hawl
Dogfennau / Adnoddau
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 Rheolwr BLDC Uwch gyda Bwrdd Gwerthuso MCU STM32 wedi'i ymgorffori [pdfLlawlyfr Defnyddiwr UM2154, STEVAL-SPIN3201 Rheolwr BLDC Uwch gyda Bwrdd Gwerthuso MCM STM32 wedi'i ymgorffori |
