jiyan.zêde kirin
UM2154
manual user
STEVE-SPIN3201: Kontrolkerek pêşkeftî ya BLDC bi panela nirxandinê ya STM32 MCU-yê vegirtî
Pêşkêş
Panela STEVAL-SPIN3201 panelek ajokera motora DC ya bê firçe ya 3-qonaxê ye ku li ser bingeha STSPIN32F0, kontrolkerek 3-qonaxê bi STM32 MCU-ya yekbûyî ye, û berxwedanên 3-şunt wekî topolojiya xwendina heyî bicîh tîne.
Ew ji bo nirxandina amûrê di serîlêdanên cihêreng ên wekî amûra malê, fanos, dron, û amûrên hêzê de çareseriyek hêsan-karsaziyê peyda dike.
Panel ji bo algorîtmaya kontrolê ya zevî-oriented-sensorkirî an bê hîssor bi hîskirina 3-şunt hatî çêkirin.
Wêne 1. Lijneya nirxandina STEVE-SPIN3201
Pêdiviyên hardware û nermalavê
Bikaranîna panelê nirxandina STEVAL-SPIN3201 nermalava jêrîn û hardware hewce dike:
- PC-ya Windows ® (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) ku pakêta nermalavê saz bike
- Kabloyek USB-ya mini-B ku panela STEVAL-SPIN3201 bi PC-yê ve girêbide
- Kit Pêşveçûna Nermalava Kontrola Motora STM32 Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- Motorek DC-ya bê firçe ya 3-qonaxî bi voltage û nirxên heyî
- Dabînkirina hêza DC ya derve.
Destpêkirin
Nirxên herî zêde yên panelê ev in:
- Hêza stage pêşkêşkirina voltage (VS) ji 8 V heta 45 V
- Hêza qonaxa motorê heya 15 çekan
Ji bo destpêkirina projeya xwe bi panelê:
Gav 1. Li gorî veavakirina armancê pozîsyona jumperê kontrol bikin (Binêre Beþ 4.3 Tespîtkirina herikîna zêde
Gav 2. Motorê bi girêdana J3 ve girêdin ku rêza qonaxên motorê lênihêrin.
Gav 3. Li ser têketina 1 û 2 ya girêdana J2 panelê bişopînin. DL1 (sor) LED dê vebe.
Gav 4. Serîlêdana xwe bi karanîna Kit Pêşveçûna Nermalava Kontrola Motora STM32 Rev Y bikar bînin (X-CUBEMCSDK-Y).
Danasîna hardware û veavakirina
Jimar 2. Pêkhateyên sereke û pozîsyonên girêdanê li ser panelê pozîsyona pêkhateyên sereke û girêdanan nîşan didin.
Jimar 2. Pêkhateyên sereke û pozîsyonên girêdanê
Tablo 1. Jûmperên mîhengê hardware pinouta hûrgulî ya girêdanan peyda dikin.
Tablo 1. Jumpers mîhengê Hardware
| Jumper | Veavakirinên destûr | Rewşa standard |
| JP1 | Hilbijartina VREG bi motora V ve girêdayî ye | VEKIRÎ |
| JP2 | Hêza motora Hilbijartinê bi dabînkirina hêza DC ve girêdayî ye | GIRTÎ |
| JP3 | Dabînkirina şîfrekera Salona Hilbijartinê ji dabînkirina hêzê ya USB (1) / VDD (3). | 1 – 2 GIRTÎ |
| JP4 | Vejandina Hilbijartina ST-LINK (U4) | VEKIRÎ |
| JP5 | Hilbijartina PA2 bi Salona 3 ve girêdayî ye | GIRTÎ |
| JP6 | Hilbijartina PA1 bi Salona 2 ve girêdayî ye | GIRTÎ |
| JP7 | Hilbijartina PA0 bi Salona 1 ve girêdayî ye | GIRTÎ |
Tablo 2. Danasîna girêdanên din, jumper, û xalên ceribandinê
|
Nav |
Derzî | Awanasî |
Terîf |
| J1 | 1 - 2 | J1 | dabînkirina hêza motor |
| J2 | 1 - 2 | J2 | Dabînkirina hêza sereke ya cîhazê (VM) |
| J3 | 1 – 2 – 3 | U, V, W | Girêdana qonaxên motora 3-qonaxa BLDC |
| J4 | 1 – 2 – 3 | J4 | Hall / connector sensors encoder |
| 4 - 5 | J4 | Sensorên Hall / dabînkirina encoder | |
| J5 | – | J5 | têketina USB ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | dabînkirina hêzê ST-LINK |
| 2 | CLK | SWCLK ya ST-LINK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | SWDIO ya ST-LINK | |
| J7 | 1 - 2 | J7 | EREBOKA DESTAN |
| J8 | 1 - 2 | J8 | ST-LINK reset |
| TP1 | – | GREG | 12 V voltage derketina regulator |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | ZÛBÛNÎ | Hilberîna potensiyometera lezê |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (çalakiya derketinê-amp hest 1) |
| TP6 | – | V-BUS | Bersiva VBus |
| TP7 | – | OUT_U | Derketina U |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (çalakiya derketinê-amp hest 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (çalakiya derketinê-amp hest 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | Derketin V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | Derketina W |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | USB voltage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Danasîna Circuit
STEVAL-SPIN3201 çareseriyek bêkêmasî ya FOC ya 3-shunt peyda dike ku ji STSPIN32F0 - kontrolkerek BLDC-ya pêşkeftî ya bi STM32 MCU-ya pêvekirî - û hêzek nîv-pira sê-sêyan pêk tê peyda dike.tage bi NMOS STD140N6F7.
STSPIN32F0 bi otonomî hemî cildê peyda kirina hewce diafirînetages: Veguhezkarê hundurê DC/DC buck 3V3 peyda dike û rêgezek xêzikî ya hundurîn 12 V ji bo ajokarên dergehê peyda dike.
Merivkirina nîşana berteka heyî bi sê karan ve tête kirin amplîfên ku di nav cîhazê de cih digirin û berhevkarek hundurîn parastina zêde ji berxwedêrên şuntê pêk tîne.
Du bişkokên bikarhêner, du LED, û trimmer hene ku ji bo pêkanîna navgînên bikarhêner ên hêsan (mînak, destpêkirin / rawestandina motorê û danîna leza armancê) hene.
Panela STEVAL-SPIN3201 wekî vegera pozîsyona motorê şîfrekera çargoşe û senzorên Hall-ê yên dîjîtal piştgirî dike.
Di panelê de ST-LINK-V2 heye ku destûrê dide bikarhêner ku bêyî amûrek zexmek zêde firmware debug bike û dakêşîne.
4.1 Sensorê leza motorê ya Hall/encoder
Tabloya nirxandinê STEVAL-SPIN3201 senzorên Hall-a dîjîtal û şîfrekera çargoşe wekî berteka pozîsyona motorê piştgirî dike.
Sensor dikarin bi STSPIN32F0-ê ve bi navgîniya J4-a ku tê de hatî navnîş kirin ve werin girêdan
Table 3. Hall / connector encoder (J4).
| Nav | Derzî | Terîf |
| Hall1/A+ | 1 | Sensor Hall 1/encoder ji A+ |
| Hall2/B+ | 2 | Hall sensor 2 / encoder out B+ |
| Hall3/Z+ | 3 | Hall sensor 3 / encoder zero bertek |
| Sensor VDD | 4 | Sensor dabînkirina voltage |
| GND | 5 | Erd |
Berxwedanek rêza parastinê ya 1 kΩ di rêzek bi derketinên senzorê de tê hilanîn.
Ji bo senzorên ku pêdivî bi vekêşana derve heye, sê berxwedêrên 10 kΩ berê li ser xetên derketinê hatine siwar kirin û bi VDD vol ve girêdayî ne.tage. Li ser heman rêzan, şopek ji bo berxwedanên dakêşanê jî heye.
Jumper JP3 dabînkirina hêzê ji bo dabînkirina sensor voltage:
- Jumper di navbera pin 1 - pin 2: Sensorên salonê yên ku ji hêla VUSB (5 V) ve têne hêz kirin
- Jumper di navbera pin 1 - pin 2: Sensorên salonê yên ku ji hêla VDD (3.3 V) ve têne hêz kirin
Bikarhêner dikare derketinên senzorê ji JP5, JP6, û JP7 vekirina MCU GPIO veqetîne.
4.2 Hîskirina niha
Di panela STEVAL-SPIN3201 de, şertkirina nîşana hestiyariyê ya heyî bi navgîniya sê xebitandinê pêk tê. amplîfên ku di nav cîhaza STSPIN32F0 de hatine bicîh kirin.
Di serîlêdanek tîpîk a FOC de, herikîna di sê nîv-piran de bi karanîna berxwedanek şuntê ya li ser çavkaniya her guheztina hêza milê kêm têne hîs kirin. The hest voltage sînyalên ji bo veguhertina analog-bo-dîjîtal têne peyda kirin da ku hesabkirina matrixê ya girêdayî teknîkek kontrolê ya diyarkirî pêk bîne. Ew nîşanên hestê bi gelemperî têne guheztin û ampji hêla op-amps ji bo îstîsmarkirina tevaya rêza ADC-yê (binihêre Figure 3. Plana hestiyariya heyî example).
Figure 3. Plana hestiyariya niha example
Pêdivî ye ku îşaretên hestî li ser VDD/2 vol werin guheztin û navendtage (nêzîkî 1.65 V) û ampji nû ve hatî veguheztin ku lihevhatina di navbera nirxa herî zêde ya sînyala hîskirî û rêza tev-pîvana ADC de peyda dike.
The voltage diguherin stage, kêmbûna (1/Gp) ya sînyala vegerandinê destnîşan dike, ku bi hev re bi qezenckirina veavakirina neberguhêz (Gn, ji hêla Rn û Rf ve hatî rastkirin), beşdarî qezenca giştî (G) dibe. Wekî ku berê jî behs kir, armanc ew e ku tevahî were damezrandin ampqezenckirina tora lification (G) da ku voltage li ser berxwedana şuntê ya ku bi rêjeya herî zêde ya destûrdayî ya motorê re têkildar e (nirxa lûtkeya ISmax ya herika binavkirî ya motorê) li gorî rêjeya vol.tagji hêla ADC ve tê xwendin.
Not ku, gava ku G were sabît kirin, çêtir e ku meriv wê bi kêmkirina kêmbûna destpêkê 1/Gp bi qasî ku gengaz dibe û ji ber vê yekê qezenca Gn vesaz bike. Ev ne tenê ji bo zêdekirina sînyalê ji hêla rêjeya deng ve girîng e lê di heman demê de ji bo kêmkirina bandora op-amp guheztina hundurîn a li ser derketinê (li gorî Gn).
Qezenc û polarîzasyon voltage (VOPout, pol) rêza xebitandinê ya çerxa hestiyariya heyî diyar dike:
Ko:
- IS- = kaniya herî zêde ya çavkaniyê
- IS+ = herikîna herî binavbûyî ya ku ji hêla çerxê ve tê hîs kirin.
Tablo 4. STEVE-SPIN3201 op-amps tora polarization
|
Parametre |
Beş referansa | Rev. 1 |
Rev. 3 |
| 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 Tespîtkirina zêdebar
Lijneya nirxandina STEVAL-SPIN3201 li ser bingeha berhevkara OC ya yekbûyî ya STSPIN32F0 parastina zêdebaran pêk tîne. Berxwedêrên şunt herikîna barkirinê ya her qonaxê dipîvin. Berxwedêrên R50, R51, û R52 voltagîşaretên ku bi her barkirina pêla OC_COMP re têkildar in. Dema ku lûtkeya lûtkeya ku di yek ji sê qonaxan de diherike ji tixûba hilbijartî derbas dibe, berhevkara yekbûyî tê xebitandin û hemî guheztinên hêza aliyek bilind têne neçalak kirin. Veguheztinên hêzê yên ji alîyê bilind ve gava ku aniha di binê behrê de be ji nû ve têne çalak kirin, bi vî rengî parastina zêdê pêk tîne.
Bendavên heyî yên ji bo panela nirxandina STEVAL-SPIN3201 di nav de têne navnîş kirin
Tablo 5. Rêjeyên zêdeyî.
| PF6 | PF7 | Comp. Navxweyî. nepxok | sînorê OC |
| 0 | 1 | 100 mV | 20 A |
| 1 | 0 | 250 mV | 65 A |
| 1 | 1 | 500 mV | 140 A |
Van bendavan dikarin bi guheztina berxwedana bias R43 ve werin guheztin. Tê pêşniyar kirin ku R43 ji 30 kΩ bilindtir hilbijêrin. Ji bo ku hûn nirxa R43-ê ji bo sînorê IOC-ê ya armancê hesab bikin, formula jêrîn dikare were bikar anîn:
ku OC_COMPth cild etagsînorê berhevkarê hundurîn (ji hêla PF6 û PF7 ve hatî hilbijartin), û VDD voltaya dabînkirina dîjîtal 3.3 V yetage ku ji hêla veguherînerê buckê ya DCDC ya hundurîn ve hatî peyda kirin.
Bi rakirina R43-ê, formula sînorê heyî bi vî rengî hêsan dibe:
4.4 Bus voltage circuit
Lijneya nirxandina STEVAL-SPIN3201 otobusê voltage hiskirin. Ev sînyala bi rêya voltage dabeşker ji dabînkirina motorê voltage (VBUS) (R10 û R16) û ji PB1 GPIO (kanala 9 ya ADC) ya MCU-ya bicîbûyî re şandin. Nîşan li ser TP6 jî heye.
4.5 Navrûya bikarhêner a hardware
Di panelê de hêmanên navbeynkariya bikarhêner a hardware ya jêrîn vedigire:
- Potensiometre R6: ji bo nimûne leza armancê destnîşan dikeample
- SW1 biguherîne: STSPIN32F0 MCU û ST-LINK V2 ji nû ve vedike
- SW2 biguherîne: Bişkojka bikarhêner 1
- SW3 biguherîne: Bişkojka bikarhêner 2
- LED DL3: bikarhêner LED 1 (her weha dema ku bişkoka bikarhêner 1 tê pêl kirin vedibe)
- LED DL4: bikarhêner LED 2 (her weha dema ku bişkokên bikarhêner 2 têne pêl kirin vedibe)
4.6 Debug
Lijneya nirxandinê STEVAL-SPIN3201 debugger/bernamesazek ST-LINK/V2-1 vedihewîne. Taybetmendiyên ku li ser ST-LINK têne piştgirî kirin ev in:
- Ji nû ve hejmartina nermalava USB
- Têkiliya porta com ya virtual li ser USB-yê ku bi PB6/PB7 pinên STSPIN32F0 (UART1) ve girêdayî ye
- Navbera hilanîna girseyî li ser USB
Dabînkirina hêzê ji bo ST-LINK ji hêla PC-ya mêvandar ve bi kabloya USB-ya ku bi J5-ê ve girêdayî ye tê peyda kirin.
LED LD2 agahdariya rewşa ragihandinê ya ST-LINK peyda dike: - LED-a sor hêdî hêdî dibiriqe: berî destpêkirina USB-ê di hêzê de ye
- LED-ya sor zû dibiriqe: yekem pêwendiya rast di navbera PC û ST-LINK/V2-1 de (hejmarkirin)
- LED-a Sor ON: destpêkirina di navbera PC û ST-LINK/V2-1 de qediya
- LED-ya kesk ON: destpêkirina ragihandina armancê ya serkeftî
- LED-ya sor / kesk dibiriqe: di dema danûstendina bi armancê re
- Kesk ON: ragihandin qediya û serketî
Fonksiyona vesazkirinê bi rakirina jumper J8 ji ST-LINK tê qut kirin.
Dîroka Revision
Tablo 6. Dîroka guhertoya belgeyê
| Rojek | Nûxwestin | Changes |
| 12-Dec-20161 | 1 | Serbestberdana destpêkê. |
| 23-November-2017 | 2 | Beşa 4.2 Zêdekirî: Heskirina heyî li ser rûpela 7. |
| 27-Seb-2018 | 3 | Guhertinên piçûk li seranserê belgeyê. |
| 18-Aug-2021 | 4 | Serrastkirina şablonê piçûk. |
STMicroelectronics NV û şaxên wê ("ST") mafê ku di her kêliyê de bêyî agahdarî li ser hilberên ST-ê û / an jî vê belgeyê biguhezînin, rastkirin, çêtirkirin, guheztin û çêtirkirinan diparêzin. Pêdivî ye ku kirrûbir berî ku fermanan bidin agahdariya herî dawî ya têkildar li ser hilberên ST bistînin. Berhemên ST di dema pejirandina fermanê de li gorî şert û mercên firotanê yên ST têne firotin. Kiryar bi tenê ji bijartin, hilbijartin û karanîna hilberên ST berpirsiyar in û ST ji bo arîkariya serîlêdanê an sêwirana hilberên Kirrûbiran berpirsiyarî nagire.
BİXWÎNE BİXWÎNE - BİXWÎNE BİXWÎNE BİXWÎNE
Li vir ji hêla ST ve ti destûrek, eşkere an jî têgihîştî, ji tu mafek milkê rewşenbîrî re nayê dayîn.
Ji nû ve firotina hilberên ST bi şertên ku ji agahdariya ku li vir hatî destnîşan kirin cûdatir dê garantiyek ku ST ji bo hilberek weha hatî dayîn betal bike.
ST û logoya ST marqeyên ST ne. Ji bo bêtir agahdarî li ser marqeyên ST, ji kerema xwe serî lê bidin www.st.com/trademarks. Hemî navên hilber an karûbarê din milkê xwediyên wan ên têkildar in.
Agahdariya di vê belgeyê de agahdariya ku berê di guhertoyên berê yên vê belgeyê de hatine peyda kirin digire û diguhezîne.
© 2021 STMicroelectronics - Hemî maf parastî ne
Belge / Çavkanî
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 Kontrolkerê pêşkeftî yê BLDC bi Lijneya Nirxandinê ya STM32 MCU ya Embedded [pdf] Rêbernameya Bikarhêner UM2154, STEVAL-SPIN3201 Kontrolkerê BLDC-ya pêşkeftî bi Desteya Nirxandinê ya STM32 MCU ya Embedded |
