beatha.augmented
UM2154
Leabhar-làimhe cleachdaiche
STEVE-SPIN3201: rianadair adhartach BLDC le bòrd measaidh STM32 MCU freumhaichte
Ro-ràdh
Tha bòrd STEVAL-SPIN3201 na bhòrd dràibhear motair DC gun bhruis 3 stèidhichte air an STSPIN32F0, rianadair 3-ìre le STM32 MCU aonaichte, agus a ’cur an aghaidh luchd-dùbhlain 3-shunt mar topology leughaidh gnàthach.
Bidh e a ’toirt seachad fuasgladh a tha furasta a chleachdadh airson an inneal a mheasadh ann an diofar thagraidhean leithid an inneal dachaigh, luchd-leantainn, drones, agus innealan cumhachd.
Tha am bòrd air a dhealbhadh airson an algairim smachd achadh le mothachadh no gun mhothachadh le mothachadh 3-shunt.
Figear 1. Bòrd measaidh STEVE-SPIN3201
Riatanasan bathar-cruaidh is bathar-bog
A ’cleachdadh bòrd measaidh STEVAL-SPIN3201 feumaidh am bathar-bog agus am bathar-cruaidh a leanas:
- A Windows ® PC (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) gus am pasgan bathar-bog a stàladh
- Càball USB mini-B gus am bòrd STEVAL-SPIN3201 a cheangal ris a ’PC
- An Kit Leasachaidh Bathar-bog Smachd Motor STM32 Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- Motor motair DC gun bhruis 3-ìre le vol co-fhreagarrachtage agus rangachadh gnàthach
- Solar cumhachd DC taobh a-muigh.
A 'tòiseachadh
Is iad na comharran as àirde den bhòrd:
- Cumhachd stage solar voltage (VS) bho 8 V gu 45 V.
- Ìre motair gnàthach suas gu 15 Armachd
Gus do phròiseact a thòiseachadh leis a ’bhòrd:
Ceum 1. Thoir sùil air suidheachadh a ’gheansaidh a rèir rèiteachadh an targaid (faic Earrann 4.3 Lorgaireachd dùmhail
Ceum 2. Ceangail an motair ris an ceanglaiche J3 a ’toirt aire do shreath nan ìrean motair.
Ceum 3. Solaraich am bòrd tro chur-a-steach 1 agus 2 den cheanglaiche J2. Tionndaidhidh an DL1 (dearg) LED air.
Ceum 4. Leasaich an tagradh agad a ’cleachdadh Kit Leasachadh Bathar-bog Smachd Motair STM32 Rev Y. (X-CUBEMCSDK-Y).
Tuairisgeul agus rèiteachadh bathar-cruaidh
Figear 2. Tha prìomh phàirtean agus suidheachadh luchd-ceangail a ’sealltainn suidheachadh nam prìomh phàirtean agus luchd-ceangail air a’ bhòrd.
Figear 2. Prìomh phàirtean agus dreuchdan luchd-ceangail
Clàr 1 . Bidh geansaidhean suidheachadh bathar-cruaidh a ’toirt seachad pinout mionaideach nan luchd-ceangail.
Clàr 1 . Geansaidhean suidheachadh bathar cruaidh
| Geansaidh | Rèiteachaidhean ceadaichte | Suidheachadh bunaiteach |
| JP1 | Taghadh de VREG ceangailte ri motair V. | FOSGLADH |
| JP2 | Solar cumhachd motair taghaidh ceangailte ri solar cumhachd DC | DÙTHCHAIL |
| JP3 | Solarachadh encoder Talla Taghaidh gu solar cumhachd USB (1) / VDD (3) | 1 - 2 DÙIN |
| JP4 | Ath-shuidheachadh taghaidh de ST-LINK (U4) | FOSGLADH |
| JP5 | Taghadh PA2 ceangailte ri Talla 3 | DÙTHCHAIL |
| JP6 | Taghadh PA1 ceangailte ri Talla 2 | DÙTHCHAIL |
| JP7 | Taghadh PA0 ceangailte ri Talla 1 | DÙTHCHAIL |
Clàr 2 . Ceanglaichean eile, geansaidh, agus tuairisgeul puingean deuchainn
|
Ainm |
Pinn | Label |
Tuairisgeul |
| J1 | 1-2 | J1 | Solar cumhachd motair |
| J2 | 1-2 | J2 | Prìomh sholar cumhachd inneal (VM) |
| J3 | 1 – 2 – 3 | U, V, W. | Ceangal ìrean motair 3-ìre BLDC |
| J4 | 1 – 2 – 3 | J4 | Ceangalaiche mothachairean talla / encoder |
| 4-5 | J4 | Luchd-mothachaidh talla / solar encoder | |
| J5 | – | J5 | Cuir a-steach USB ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | Solar cumhachd ST-LINK |
| 2 | CLK | SWCLK de ST-LINK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | SWDIO de ST-LINK | |
| J7 | 1-2 | J7 | CART |
| J8 | 1-2 | J8 | Ath-shuidheachadh ST-LINK |
| TP1 | – | GREIG | 12 Vtage toradh riaghladair |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | LAOIDH | Toradh potentiometer astar |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (toradh op-amp mothachadh 1) |
| TP6 | – | V-BUS | Beachdan VBus |
| TP7 | – | OUT_U | Toradh U. |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (toradh op-amp mothachadh 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (toradh op-amp mothachadh 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | Toradh V. |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | ACH_W | Toradh W. |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | USB leabhartage |
| TP16 | – | Tha mi/o | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Tuairisgeul cuairteachaidh
Tha an STEVAL-SPIN3201 a ’toirt seachad fuasgladh FOC 3-shunt iomlan air a dhèanamh suas de STSPIN32F0 - rianadair adhartach BLDC le STM32 MCU freumhaichte - agus cumhachd leth-dhrochaid trì-fhillte stage leis an NMOS STD140N6F7.
Bidh an STSPIN32F0 gu neo-eisimeileach a ’gineadh a h-uile solar a tha a dhìth voltages: tha an inneal-tionndaidh boc DC / DC a-staigh a ’toirt 3V3 agus tha riaghladair sreathach a-staigh a’ toirt seachad 12 V airson na draibhearan geata.
Tha an suidheachadh gnàthaichte airson fios air ais air a choileanadh tro thrì de na h-obraichean amplifiers freumhaichte a-steach don inneal agus bidh coimeasair a-staigh a ’dèanamh dìon thar-chrìch bho luchd-dùbhlain shunt.
Tha dà phutan cleachdaiche, dà LED, agus trimmer rim faighinn gus eadar-aghaidh cleachdaiche sìmplidh a chuir an gnìomh (me, tòiseachadh / stad air a ’motair agus astar targaid a shuidheachadh).
Tha bòrd STEVAL-SPIN3201 a ’toirt taic don encoder ceithir-cheàrnach agus mothachairean Talla didseatach mar fios air ais mu shuidheachadh motair.
Tha am bòrd a ’toirt a-steach ST-LINK-V2 a leigeas leis an neach-cleachdaidh firmware a dhì-chomasachadh agus a luchdachadh sìos às aonais inneal bathar-cruaidh a bharrachd.
4.1 Sensor astar motair Hall / encoder
Tha bòrd measaidh STEVAL-SPIN3201 a ’toirt taic do na mothachairean Talla digiteach agus encoder ceithir-cheàrnach mar fios air ais mu shuidheachadh motair.
Faodar na sensors a cheangal ris an STSPIN32F0 tron cheangal J4 air a liostadh ann
Clàr 3. Ceangalaiche talla / encoder (J4).
| Ainm | Pinn | Tuairisgeul |
| Talla1 / A + | 1 | Sensor talla 1 / encoder a-mach A + |
| Hall2 / B + | 2 | Sensor talla 2 / encoder a-mach B + |
| Hall3 / Z + | 3 | Sensor talla 3 / encoder neoni fios air ais |
| Sensor VDD | 4 | Solarachadh sensor voltage |
| GND | 5 | Talamh |
A resistor sreath dìon de 1 kΩ air a chuir suas ann an sreath le toraidhean sensor.
Airson luchd-mothachaidh a dh ’fheumas tarraing suas bhon taobh a-muigh, tha trì resistors 10 kΩ mu thràth air an cur suas air na loidhnichean toraidh agus ceangailte ris an VDD voltage. Air na h-aon loidhnichean, tha lorg-coise airson luchd-taic slaodadh sìos cuideachd ri fhaighinn.
Bidh an geansaidh JP3 a ’taghadh an solar cumhachd airson an sensor sensor voltage:
- Geansaidh eadar am prìne 1 - prìne 2: Luchd-mothachaidh talla le cumhachd VUSB (5 V)
- Geansaidh eadar am prìne 1 - prìne 2: Luchd-mothachaidh talla le cumhachd VDD (3.3 V)
Faodaidh an neach-cleachdaidh toraidhean sensor a dhì-cheangal bho geansaidhean fosglaidh MCU GPIO JP5, JP6, agus JP7.
4.2 Mothachadh gnàthach
Anns a ’bhòrd STEVAL-SPIN3201, thathas a’ coileanadh gnàthachadh nan comharran mothachaidh tro thrì de na h-obraichean amplifiers freumhaichte a-steach don inneal STSPIN32F0.
Ann an tagradh FOC àbhaisteach, thathas a ’mothachadh na sruthan anns na trì leth-dhrochaidean le bhith a’ cleachdadh resistor shunt air stòr gach tionndadh cumhachd taobh ìosal. Tha an ciall voltagTha comharran e air an toirt do neach-tionndaidh analog-gu-didseatach gus an àireamhachadh matrix a dhèanamh co-cheangailte ri dòigh smachd sònraichte. Mar as trice bidh na comharran mothachaidh sin air an gluasad agus amplified le coisrigte op-amps gus làn bhrath a ghabhail air làn raon an ADC (faic Figear 3. Sgeama mothachaidh gnàthach example).
Figear 3. Sgeama mothachaidh gnàthach example
Feumaidh na comharran mothachaidh a bhith air an gluasad agus air an cuimseachadh air VDD / 2 voltage (mu 1.65 V) agus ampair a liostadh a-rithist a tha a ’maidseadh eadar an luach as motha aig a’ chomharradh mothachaidh agus raon làn-sgèile an ADC.
Tha an voltage gluasad stagBidh e a ’toirt a-steach tanachadh (1 / Gp) den chomharradh fios-air-ais a tha, còmhla ri buannachd an rèiteachaidh neo-thionndaidh (Gn, air a shuidheachadh le Rn agus Rf), a’ cur ris a ’bhuannachd iomlan (G). Mar a chaidh ainmeachadh cheana, is e an amas a bhith a ’stèidheachadh na h-iomlan ampbuannachd lìonra lification (G) gus am bi an voltage air an fhrasair shunt a tha a ’freagairt ris an t-sruth motair as àirde a tha ceadaichte (luach stùc ISmax de shruth le motair) a’ freagairt air an raon voltagfurasta a leughadh leis an ADC.
Thoir an aire gu bheil e nas fheàrr, aon uair 's gu bheil G stèidhichte, a cho-dhealbhadh le bhith a' lughdachadh an lasachadh tùsail 1 / Gp cho mòr 'sa ghabhas agus, mar sin, a' bhuannachd Gn. Tha seo cudromach chan ann a-mhàin gus an comharra a mheudachadh leis a ’cho-mheas fuaim ach cuideachd gus buaidh an op- a lughdachadhamp frith-thionndadh gnèitheach air an toradh (co-rèireach ri Gn).
An buannachd agus an polarachadh voltage (VOPout, pol) co-dhùin an raon obrachaidh den chuairteachadh mothachaidh gnàthach:
Càite:
- IS- = sruth as àirde
- IS + = an sruth as àirde a thèid fodha leis an t-siostam cuairteachaidh.
Clàr 4. STEVE-SPIN3201 op-amps lìonra polarachadh
|
Paramadair |
Pàirt iomradh | An t-Urr 1 |
An t-Urr 3 |
| Rp | R14, R24, R33 | 560 obh | 1.78 cù |
| Ra | R12, R20, R29 | 8.2 cù | 27.4 cù |
| Rb | R15, R25, R34 | 560 obh | 27.4 cù |
| Rn | R13, R21, R30 | 1 cù | 1.78 cù |
| Rf | R9, R19, R28 | 15 cù | 13.7 cù |
| Cf | C15, C19, C20 | 100 pF | NM |
| G | – | 7.74 | 7.70 |
| VOPout, pol | – | 1.74 v | 1.65 v |
4.3 Dearbhadh dùmhail
Bidh bòrd measaidh STEVAL-SPIN3201 a ’cur an gnìomh dìon thar-cheàrnach stèidhichte air coimeasair OC aonaichte STSPIN32F0. Bidh luchd-taic siunt a ’tomhas sruth luchd gach ìre. Bidh na resistors R50, R51, agus R52 a ’toirt an voltage comharran co-cheangailte ri gach sruth a tha a ’dol chun phrìne OC_COMP. Nuair a tha an sruth as àirde a tha a ’sruthadh ann an aon de na trì ìrean a’ dol thairis air an stairsnich a chaidh a thaghadh, thèid an coimeasair aonaichte a phiobrachadh agus tha na suidsichean cumhachd taobh àrd air an ciorramachadh. Tha suidsichean cumhachd taobh àrd air an comasachadh a-rithist nuair a thuiteas an sruth fon stairsneach, agus mar sin a ’cur an gnìomh dìon thar-cheàrnach.
Tha na stairsnich làithreach airson bòrd measaidh STEVAL-SPIN3201 air an liostadh ann an
Clàr 5. stairsnich thar-chunntaidh.
| PF6 | PF7 | Comp a-staigh. stairsneach | Stairsneach OC |
| 0 | 1 | 100 XNUMX mV | 20 A |
| 1 | 0 | 250 XNUMX mV | 65 A |
| 1 | 1 | 500 XNUMX mV | 140 A |
Faodar na stairsnich sin atharrachadh le bhith ag atharrachadh an resistor bias R43. Thathas a ’moladh R43 a thaghadh nas àirde na 30 kΩ. Gus luach an R43 a thomhas airson crìoch làithreach targaid IOC, faodar am foirmle a leanas a chleachdadh:
far a bheil OC_COMPth an voltage stairsneach an coimeasair a-staigh (air a thaghadh leis an PF6 agus PF7), agus is e VDD an solar didseatach 3.3 V voltage air a thoirt seachad leis an inneal-tionndaidh boc DCDC a-staigh.
A ’toirt air falbh an R43, tha am foirmle stairsnich gnàthach air a dhèanamh nas sìmplidh mar a leanas:
4.4 Bus voltage cuairt
Tha bòrd measaidh STEVAL-SPIN3201 a ’toirt seachad am bus voltage mothachadh. Tha an comharra seo air a chuir tro voltage divider bhon t-solar motair voltage (VBUS) (R10 agus R16) agus air a chuir gu PB1 GPIO (sianal 9 den ADC) den MCU freumhaichte. Tha an comharra cuideachd ri fhaighinn air an TP6.
4.5 Eadar-aghaidh cleachdaiche cruaidh
Tha am bòrd a ’toirt a-steach na nithean eadar-aghaidh cleachdaiche bathar-cruaidh a leanas:
- Potentiometer R6: a ’suidheachadh an astar targaid, airson example
- Switch SW1: ath-shuidheachadh STSPIN32F0 MCU agus ST-LINK V2
- Switch SW2: putan cleachdaiche 1
- Switch SW3: putan cleachdaiche 2
- LED DL3: cleachdaiche LED 1 (cuideachd a ’tionndadh air nuair a thèid putan cleachdaiche 1 a bhrùthadh)
- LED DL4: cleachdaiche LED 2 (cuideachd a ’tionndadh air nuair a thèid putanan cleachdaiche 2 a bhrùthadh)
4.6 Debug
Bidh bòrd measaidh STEVAL-SPIN3201 a ’fighe a-steach prògramadair / prògramadair ST-LINK / V2-1. Is iad na feartan a tha a ’faighinn taic air an ST-LINK:
- Ath-àireamhachadh bathar-bog USB
- Eadar-aghaidh port mas-fhìor air USB ceangailte ri prìnichean PB6 / PB7 den STSPIN32F0 (UART1)
- Eadar-aghaidh stòraidh maise air USB
Tha an solar cumhachd airson an ST-LINK air a thoirt seachad leis a ’PC aoigheachd tron chàball USB ceangailte ris an J5.
Tha an LED LD2 a ’toirt seachad fiosrachadh inbhe conaltraidh ST-LINK: - Dearg a ’frasadh gu slaodach: aig cumhachd-air-adhart mus tòisich USB
- Dearg a ’frasadh gu sgiobalta: a’ leantainn a ’chiad chonaltradh cheart eadar am PC agus ST-LINK / V2-1 (àireamhachd)
- Red LED ON: tha tòiseachadh eadar am PC agus ST-LINK / V2-1 crìochnaichte
- Green LED ON: tòiseachadh conaltraidh targaid soirbheachail
- Flasadh LED dearg / uaine: rè conaltradh leis an targaid
- Uaine ON: conaltradh deiseil agus soirbheachail
Tha an gnìomh ath-shuidheachadh air a dhì-cheangal bhon ST-LINK le bhith a ’toirt air falbh an geansaidh J8.
Eachdraidh ath-sgrùdaidhean
Clàr 6. Eachdraidh ath-sgrùdadh sgrìobhainnean
| Ceann-latha | Ath-sgrùdadh | Atharrachaidhean |
| 12-Dùbhlachd-20161 | 1 | Sgaoileadh tùsail. |
| 23-2017 an t-Samhain | 2 | Cuir ris Earrann 4.2: Mothachadh gnàthach air duilleag 7. |
| 27-Gearran-2018 | 3 | Mion-atharrachaidhean air feadh na sgrìobhainn. |
| 18-Lùnastal-2021 | 4 | Ceartachadh beag teamplaid. |
Tha STMicroelectronics NV agus na fo-chompanaidhean aige (“ST”) a ’glèidheadh a’ chòir atharrachaidhean, ceartachaidhean, leasachaidhean, atharrachaidhean, agus leasachaidhean a dhèanamh air toraidhean ST agus / no an sgrìobhainn seo aig àm sam bith gun rabhadh. Bu chòir do luchd-ceannach am fiosrachadh buntainneach as ùire fhaighinn mu thoraidhean ST mus cuir iad òrdughan. Bithear a ’reic bathar ST a rèir teirmichean is cumhaichean reic ST a tha nan àite aig àm aithne an òrduigh. Tha uallach air ceannaichean a-mhàin airson taghadh, taghadh agus cleachdadh stuthan ST agus chan eil ST a ’gabhail uallach sam bith airson taic tagraidh no dealbhadh toraidhean Ceannaichean.
FIOSRACHADH CUDROMACH - FAIGHINN GU CAREFULLY
Chan eil cead, soilleir no so-thuigsinn, airson còir seilbh inntleachdail sam bith air a thoirt seachad le ST an seo.
Bidh ath-reic thoraidhean ST le ullachaidhean eadar-dhealaichte bhon fhiosrachadh a tha air a mhìneachadh an seo a’ falmhachadh barantas sam bith a thug ST airson a leithid de thoradh.
Tha ST agus suaicheantas ST nan comharran-malairt aig ST. Airson fiosrachadh a bharrachd mu chomharran-malairt ST, thoir sùil air www.st.com/trademarks. Is ann leis an luchd-seilbh aca a tha a h-uile ainm toraidh no seirbheis eile.
Tha fiosrachadh san sgrìobhainn seo a’ dol an àite agus a’ dol an àite fiosrachadh a chaidh a thoirt seachad roimhe seo ann an dreachan sam bith den sgrìobhainn seo.
© 2021 STMicroelectronics – Gach còir glèidhte
Sgrìobhainnean/Goireasan
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 Rianadair adhartach BLDC le Bòrd Measaidh STM32 MCU Leabaichte [pdfLeabhar-làimhe an neach-cleachdaidh UM2154, STEVAL-SPIN3201 Rianadair adhartach BLDC le Bòrd Measaidh STM32 MCU Leabaichte |
