bizitza.inauguratu
UM2154
Erabiltzailearen eskuliburua
STEVE-SPIN3201: BLDC kontroladore aurreratua STM32 MCU ebaluazio-taula txertatuarekin
Sarrera
STEVAL-SPIN3201 plaka 3 faseko eskuilarik gabeko DC motor gidatzeko plaka bat da, STSPIN32F0-n oinarrituta, STM3 MCU integratua duen 32 faseko kontrolagailuan, eta 3 shunt-erresistentziak ezartzen ditu egungo irakurketa topologia gisa.
Gailuaren ebaluaziorako soluzio erabilerraza eskaintzen du hainbat aplikaziotan, hala nola, etxetresna elektrikoak, haizagailuak, droneak eta erreminta elektrikoak.
Taula sentsorizatutako edo sentsorerik gabeko eremura zuzendutako kontrol algoritmorako diseinatuta dago 3 shunt sentsazioarekin.
1. irudia. STEVE-SPIN3201 ebaluazio taula
Hardware eta software eskakizunak
STEVAL-SPIN3201 ebaluazio-taula erabiltzeak software eta hardware hauek behar ditu:
- Windows ® PC (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) software paketea instalatzeko
- Mini-B USB kable bat STEVAL-SPIN3201 plaka ordenagailura konektatzeko
- STM32 Motor Kontroleko Softwarea Garatzeko Kit Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- Eskuilarik gabeko DC motor trifasiko bat bolumen bateragarria duenatage eta egungo balorazioak
- Kanpoko DC hornidura bat.
Hasteko
Batzordearen gehienezko balorazioa hauek dira:
- Botere stage hornidura voltage (VS) 8 V-tik 45 V-ra
- Motor faseko korrontea 15 Arms arte
Zure proiektua arbelarekin hasteko:
Urratsa 1. Egiaztatu jumper-aren posizioa xede-konfigurazioaren arabera (ikus 4.3 Gainkorrontearen detekzioa atala
Urratsa 2. Konektatu motorra J3 konektorera motorraren faseen sekuentzia zainduz.
Urratsa 3. Hornitu plaka J1 konektorearen 2 eta 2 sarreretatik. DL1 (gorria) LEDa piztuko da.
Urratsa 4. Garatu zure aplikazioa STM32 Motor Control Software Development Kit Rev Y erabiliz (X-CUBEMCSDK-Y).
Hardwarearen deskribapena eta konfigurazioa
Irudia 2. Osagai nagusien eta konektoreen posizioek plakako osagai eta konektore nagusien posizioa erakusten dute.
Irudia 2. Osagai nagusiak eta konektoreen posizioak
1. taula. Hardware ezarpenen jumperek konektoreen pin-out zehatza eskaintzen dute.
1. taula. Hardware ezarpen-jauziak
| Jertsea | Baimendutako konfigurazioak | Baldintza lehenetsia |
| JP1 | V motorra konektatuta dagoen VREG hautatzea | IREKI |
| JP2 | Hautaketa motorraren elikadura DC hornidurari konektatuta | ITXITA |
| JP3 | Selection Hall kodetzailearen hornidura USB (1) / VDD (3) elikadura-iturrira | 1 – 2 ITXITA |
| JP4 | ST-LINK (U4) aukeraketa berrezarri | IREKI |
| JP5 | Hautapena PA2 3. pabiloiarekin konektatuta | ITXITA |
| JP6 | Hautapena PA1 2. pabiloiarekin konektatuta | ITXITA |
| JP7 | Hautapena PA0 1. pabiloiarekin konektatuta | ITXITA |
2. taula. Beste konektore, jumper eta proba puntuen deskribapena
|
Izena |
Pin | Etiketa |
Deskribapena |
| J1 | 1-2 | J1 | Motorra elikadura hornidura |
| J2 | 1-2 | J2 | Gailuaren elikatze-hornidura nagusia (VM) |
| J3 | 1 – 2 – 3 | U, V, W | BLDC 3 faseko motor-faseen konexioa |
| J4 | 1 – 2 – 3 | J4 | Hall/kodetzaile sentsoreen konektorea |
| 4-5 | J4 | Hall sentsore/kodetzaile hornidura | |
| J5 | – | J5 | USB sarrera ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | ST-LINK elikadura iturria |
| 2 | CLK | ST-LINK-ren SWCLK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | ST-LINK-ren SWDIO | |
| J7 | 1-2 | J7 | SARRA |
| J8 | 1-2 | J8 | ST-LINK berrezarri |
| TP1 | – | GREG | 12 V liburukiatage erregulatzaile irteera |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | ABIADURA | Abiadura potentziometroaren irteera |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (irteera aukera-amp zentzua 1) |
| TP6 | – | V-BUS | VBus-en iritzia |
| TP7 | – | OUT_U | Irteera U |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (irteera aukera-amp zentzua 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (irteera aukera-amp zentzua 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | Irteera V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | Irteera W |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | USB boltage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Zirkuitua deskribapena
STEVAL-SPIN3201-ek 3 shunt-eko FOC soluzio osoa eskaintzen du STSPIN32F0 - STM32 MCU txertatua duen BLDC kontrolagailu aurreratua - eta zubi erdiko potentzia hirukoitz batez osatua.tage NMOS STD140N6F7-rekin.
STSPIN32F0-k modu autonomoan sortzen du behar den hornidura bolumen guztiatages: barneko DC/DC Buck bihurgailuak 3V3 ematen ditu eta barneko erregulatzaile lineal batek 12 V ematen ditu atearen kontrolatzaileentzat.
Uneko feedback-seinalearen baldintzapena operatiboetako hiruren bidez egiten da ampGailuan txertatuta dauden argigailuak eta barneko konparagailu batek shunt-erresistentzien gainkorrontearen babesa egiten du.
Erabiltzaile-interfaze sinpleak ezartzeko bi erabiltzaile-botoi, bi LED eta mozgailu bat erabilgarri daude (adibidez, motorra abiarazi/gelditu eta helburuko abiadura ezartzeko).
STEVAL-SPIN3201 plakak koadratura-kodetzailea eta Hall sentsore digitalak onartzen ditu motorraren posizioaren feedback gisa.
Plakak ST-LINK-V2 bat dauka, erabiltzaileari firmwarea arazketa eta deskargatzeko aukera ematen dio hardware-tresna gehigarririk gabe.
4.1 Hall/kodetzailearen abiadura-sentsorea
STEVAL-SPIN3201 ebaluazio taulak Hall digitala eta koadratura kodetzaile sentsoreak onartzen ditu motorraren posizioaren feedback gisa.
Sentsoreak STSPIN32F0-ra konekta daitezke J4 konektorearen bidez
3. taula. Hall/kodetzaile konektorea (J4).
| Izena | Pin | Deskribapena |
| Aretoa1/A+ | 1 | Hall sentsorea 1/kodetzailea irteera A+ |
| Aretoa2/B+ | 2 | Hall sentsorea 2/kodetzailea irteera B+ |
| Aretoa3/Z+ | 3 | Hall sentsorea 3/kodetzailea zero feedbacka |
| VDD sentsorea | 4 | Sentsoreen hornidura boltage |
| GND | 5 | Lurra |
1 k-ko babes serieko erresistentziaΩ Sentsoreen irteerak dituen serie batean muntatuta dago.
Kanpoko pull-up bat behar duten sentsoreetarako, 10 kΩ-ko hiru erresistentzia daude dagoeneko irteerako lerroetan muntatuta eta VDD vol-era konektatuta.tage. Lerro berdinetan, beheranzko erresistentzietarako aztarna bat ere eskuragarri dago.
JP3 jumperak sentsorearen horniduraren elikadura-iturria hautatzen dutage:
- 1. pinaren - 2. pinaren arteko jumpera: VUSB (5 V) bidez elikatzen diren Hall-sentsoreak
- 1. pinaren - 2. pinaren arteko jumpera: VDD bidez elikatzen diren Hall-sentsoreak (3.3 V)
Erabiltzaileak sentsore-irteerak deskonekta ditzake MCU GPIO irekitzeko JP5, JP6 eta JP7 jertseetatik.
4.2 Korrontearen sentsazioa
STEVAL-SPIN3201 plakan, uneko sentsazio-seinalearen baldintzapena funtzionamenduetako hiruren bidez egiten da. ampSTSPIN32F0 gailuan txertatutako argitzaileak.
FOC aplikazio tipiko batean, hiru zubi-erdietako korronteak hautematen dira shunt-erresistentzia bat erabiliz albo baxuko potentzia etengailu bakoitzaren iturrian. Zentzua liburuatagSeinaleak analogiko-digital bihurgailu bati ematen zaizkio kontrol-teknika jakin bati lotutako matrize-kalkulua egiteko. Zentzumen-seinale horiek normalean desplazatu egiten dira eta ampdedikatu op-amps ADC-ren sorta osoa ustiatzeko (ikus 3. irudia. Gaur egungo sentsazio-eskema, adibidezample).
3. irudia. Korrontearen sentsazio-eskema adibample
Zentzumen-seinaleak aldatu eta VDD/2 vol.-n zentratu behar diratage (1.65 V inguru) eta amplified berriro eta horrek sentsatutako seinalearen balio maximoaren eta ADC-aren eskala osoko gamaren arteko bat etortzea ematen du.
Liburukiatage shifting stage-k atzeraelikadura-seinalearen atenuazioa (1/Gp) sartzen du eta horrek, alderantzizkoa ez den konfigurazioaren irabaziarekin batera (Gn, Rn eta Rf-k finkatuta), irabazi orokorrean (G) laguntzen du. Esan bezala, helburua orokorra finkatzea da amplifikazio-sare irabazia (G), beraz, boltage motorraren baimendutako korronte maximoari dagokion shunt-erresistentzian (motorreko korronte nominalaren ISmax balio gorena) bol-eremura egokitzen da.tagADCk irakur daiteke.
Oharra behin G finkatuta, hobe dela hasierako atenuazioa 1/Gp ahalik eta gehien jaitsiz eta, beraz, Gn irabazia. Hau garrantzitsua da seinalea zarata-erlazioaren arabera maximizatzeko, baizik eta aukeraren eragina murrizteko.amp irteeran berezko desplazamendua (Gn-ren proportzionala).
Irabazia eta polarizazioa voltage (VOPout, pol) korrontearen sentsazio-zirkuituaren eremu operatiboa zehazten du:
Non:
- IS- = iturriko korronte maximoa
- IS+ = zirkuituak hauteman dezakeen korronte hondoratu maximoa.
4. taula. STEVE-SPIN3201 op-amps polarizazio sarea
|
Parametroa |
Zatiaren erreferentzia | 1 erreb |
3 erreb |
| Rp | R14, R24, R33 | 560 Ω | 1.78 kΩ |
| Ra | R12, R20, R29 | 8.2 kΩ | 27.4 kΩ |
| Rb | R15, R25, R34 | 560 Ω | 27.4 kΩ |
| Rn | R13, R21, R30 | 1 kΩ | 1.78 kΩ |
| Rf | R9, R19, R28 | 15 kΩ | 13.7 kΩ |
| Cf | C15, C19, C20 | 100 pF | NM |
| G | – | 7.74 | 7.70 |
| VOPout, pol | – | 1.74 V | 1.65 V |
4.3 Gainkorrontearen detekzioa
STEVAL-SPIN3201 ebaluazio-taulak gainkorrontearen babesa ezartzen du STSPIN32F0 OC konparagailu integratuan oinarrituta. Shunt-erresistentziak fase bakoitzaren karga-korrontea neurtzen du. R50, R51 eta R52 erresistentziak bolumena ekartzen dutagKarga-korronte bakoitzari lotutako seinaleak OC_COMP pinera. Hiru faseetako batean igarotzen den korronte gailurrak aukeratutako atalasea gainditzen duenean, konparagailu integratua abiarazten da eta alboko potentzia etengailu guztiak desgaitu egiten dira. Alde altuko etengailuak berriro gaitu egiten dira korrontea atalasearen azpitik jaisten denean, eta horrela gainkorrontearen babesa ezartzen da.
STEVAL-SPIN3201 ebaluazio-batzordearen egungo atalaseak zerrendatzen dira
5. taula. Gainkortearen atalaseak.
| PF6 | PF7 | Barne konp. atalasea | OC atalasea |
| 0 | 1 | 100 mV | 20 A |
| 1 | 0 | 250 mV | 65 A |
| 1 | 1 | 500 mV | 140 A |
Atalase hauek R43 polarizazio-erresistentzia aldatuz alda daitezke. R43 30 kΩ baino handiagoa aukeratzea gomendatzen da. Helburuko korronte muga IOC baterako R43-ren balioa kalkulatzeko, formula hau erabil daiteke:
non OC_COMPth liburukia dentagBarne-konparagailuaren atalasea (PF6 eta PF7-k hautatua), eta VDD 3.3 V-ko hornidura digitala da.tage barne DCDC buck bihurgailuak eskaintzen du.
R43 kenduta, oraingo atalasearen formula honela sinplifikatzen da:
4.4 Autobusa liburukiatage zirkuitua
STEVAL-SPIN3201 ebaluazio taulak autobusa eskaintzen dutage sentsazioa. Seinale hau bolumen baten bidez bidaltzen datage motor horniduratik banatzailea voltage (VBUS) (R10 eta R16) eta txertatutako MCUaren PB1 GPIOra (ADCren 9. kanala) bidali. Seinalea TP6n ere eskuragarri dago.
4.5 Hardwarearen erabiltzailearen interfazea
Plakak hardware erabiltzailearen interfazearen elementu hauek ditu:
- R6 potentziometroa: helburuko abiadura ezartzen du, adibidezample
- Switch SW1: STSPIN32F0 MCU eta ST-LINK V2 berrezartzen ditu
- Switch SW2: erabiltzailearen botoia 1
- Switch SW3: erabiltzailearen botoia 2
- LED DL3: erabiltzailearen LED 1 (erabiltzaile 1 botoia sakatzen denean ere pizten da)
- LED DL4: erabiltzailearen LED 2 (erabiltzailearen 2 botoiak sakatzen direnean ere pizten da)
4.6 Araztu
STEVAL-SPIN3201 ebaluazio-taulak ST-LINK/V2-1 arazketa/programatzaile bat txertatzen du. ST-LINK-en onartzen diren funtzioak hauek dira:
- USB softwarea berriro zenbatzea
- STSPIN6F7 (UART32) PB0/PB1 pinetara konektatutako USB-ko kon ataka birtualaren interfazea
- Biltegiratze masiboko interfazea USBn
ST-LINK-ren elikadura-hornidura ostalariaren ordenagailuak ematen du J5-ra konektatuta dagoen USB kablearen bidez.
LED LD2-k ST-LINK komunikazioaren egoerari buruzko informazioa ematen du: - LED gorria keinuka poliki-poliki: USB hasieratu aurretik pizten denean
- LED gorria azkar keinuka: ordenagailuaren eta ST-LINK/V2-1 arteko lehen komunikazio zuzena jarraituz (zenbakia)
- LED gorria piztuta: ordenagailuaren eta ST-LINK/V2-1en arteko hasieraketa amaitu da
- LED berdea piztuta: helburuko komunikazioaren hasierako arrakastatsua da
- LED gorria/berdea keinuka: xedearekin komunikazioan zehar
- Berdea ON: komunikazioa amaitu eta arrakastatsua
Berrezarri funtzioa ST-LINK-tik deskonektatzen da J8 jumpera kenduz.
Berrikuspen historia
6. taula. Dokumentuen berrikuspenaren historia
| Data | Berrikuspena | Aldaketak |
| Abenduak 12-20161 | 1 | Hasierako kaleratzea. |
| Azaroak 23-2017 | 2 | 4.2 atala gehitu da: Korrontearen sentsazioa 7. orrialdean. |
| Otsailak 27-2018 | 3 | Aldaketa txikiak dokumentuan zehar. |
| Abuztuak 18-2021 | 4 | Txantiloiaren zuzenketa txikia. |
STMicroelectronics NV eta bere filialek ("ST") eskubidea dute aldaketak, zuzenketak, hobekuntzak, aldaketak eta hobekuntzak egiteko ST produktuetan eta/edo dokumentu honetan edozein unetan jakinarazi gabe. Erosleek eskaerak egin aurretik ST produktuei buruzko azken informazio garrantzitsua eskuratu behar dute. ST produktuak eskaeraren onespena egiten duen unean STren salmenta-baldintzen arabera saltzen dira. Erosleak dira ST produktuen aukeraketa, aukeraketa eta erabileraren erantzule bakarrak eta STek ez du bere gain hartzen aplikazioen laguntzaren edo Erosleen produktuen diseinuaren erantzukizunik.
OHAR GARRANTZITSUA - IRAKURRI KONTUZ
STek ez du baimenik, espresuki edo inplizituki, jabetza intelektualeko eskubiderik ematen.
ST produktuen birsalmentak hemen azaltzen den informazioaz bestelako xedapenak dituztenak baliogabetuko ditu STek produktu horrengatik emandako edozein berme.
ST eta ST logotipoa ST-ren marka komertzialak dira. ST marka komertzialei buruzko informazio gehiago lortzeko, kontsultatu www.st.com/trademarks. Gainerako produktu edo zerbitzu-izen guztiak dagozkien jabeen jabetzakoak dira.
Dokumentu honetako informazioak dokumentu honen aurreko edozein bertsiotan emandako informazioa ordezkatzen eta ordezkatzen du.
© 2021 STMicroelectronics - Eskubide guztiak erreserbatuta
Dokumentuak / Baliabideak
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 BLDC kontroladore aurreratua STM32 MCU ebaluazio-taula txertatuarekin [pdfErabiltzailearen eskuliburua UM2154, STEVAL-SPIN3201 BLDC kontroladore aurreratua STM32 MCU ebaluazio-taula txertatuarekin |
