fiainana.ampitomboina
UM2154
User manual
STEVE-SPIN3201: fanaraha-maso BLDC mandroso miaraka amin'ny birao fanombanana STM32 MCU
Sava lalana
Ny birao STEVAL-SPIN3201 dia birao mpamily maotera DC tsy misy borosy 3-dingana mifototra amin'ny STSPIN32F0, fanaraha-maso 3-dingana miaraka amin'ny STM32 MCU mitambatra, ary mametraka resistor 3-shunt ho toy ny topolojia famakiana amin'izao fotoana izao.
Izy io dia manome vahaolana mora ampiasaina amin'ny fanombanana ny fitaovana amin'ny fampiharana samihafa toy ny kojakoja an-trano, mpankafy, drôna ary fitaovana herinaratra.
Ny birao dia natao ho an'ny algorithm fanaraha-maso miompana amin'ny sehatra tsy misy sensor na tsy misy sensor miaraka amin'ny 3-shunt sensing.
Sary 1. birao fanombanana STEVE-SPIN3201
Fitakiana fitaovana sy rindrambaiko
Ny fampiasana ny birao fanombanana STEVAL-SPIN3201 dia mitaky ireto rindrambaiko sy fitaovana manaraka ireto:
- Windows ® PC (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) hametrahana ny fonosana rindrambaiko
- Cable USB mini-B hampifandray ny board STEVAL-SPIN3201 amin'ny PC
- Ny STM32 Motor Control Software Development Kit Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- Motera DC tsy misy borosy 3-phase miaraka amin'ny voltage sy ny naoty ankehitriny
- Famatsiana herinaratra DC ivelany.
Hanomboka
Ny naoty ambony indrindra amin'ny birao dia ireto manaraka ireto:
- Hery stage famatsiana voltage (VS) manomboka amin'ny 8 V ka hatramin'ny 45 V
- Ny dingana maotera hatramin'ny 15 Arms
Hanombohana ny tetikasanao amin'ny solaitrabe:
Dingana 1. Hamarino ny toeran'ny jumper araka ny fanamafisana kendrena (Jereo ny Fizarana 4.3 Famantarana ny onjan-drano be loatra
Dingana 2. Ampifandraiso amin'ny connector J3 ny motera amin'ny fikarakarana ny filaharan'ny dingan'ny motera.
Dingana 3. Omeo ny birao amin'ny alalan'ny fampidirana 1 sy 2 amin'ny mpampitohy J2. Hirehitra ny LED DL1 (mena).
Dingana 4. Amboary ny fampiharanao amin'ny alàlan'ny STM32 Motor Control Software Development Kit Rev Y (X-CUBEMCSDK-Y).
Famaritana sy fanamafisana ny fitaovana
endrika 2. Ny singa fototra sy ny toeran'ny mpampitohy dia mampiseho ny toeran'ireo singa fototra sy ireo mpampitohy eo amin'ny solaitrabe.
endrika 2. Ny singa fototra sy ny toeran'ny connectors
Tabilao 1. Ny jumper fametrahana fitaovana dia manome ny pinout amin'ny antsipiriany amin'ny connectors.
Tabilao 1. Fitaovana fametrahana jumper
| Jumper | Fanamboarana avela | Fepetra mahazatra |
| JP1 | Fifidianana VREG mifandray amin'ny motera V | MISOKATRA |
| JP2 | Famatsiana herinaratra motera mifantina mifandray amin'ny famatsiana herinaratra DC | mihidy |
| JP3 | Famatsiana encoder Selection Hall amin'ny famatsiana herinaratra USB (1) / VDD (3). | 1 – 2 MIKATONA |
| JP4 | Famerenana ny fifantenana ny ST-LINK (U4) | MISOKATRA |
| JP5 | Selection PA2 mifandray amin'ny Hall 3 | mihidy |
| JP6 | Selection PA1 mifandray amin'ny Hall 2 | mihidy |
| JP7 | Selection PA0 mifandray amin'ny Hall 1 | mihidy |
Tabilao 2. Famaritana ny connectors, jumper ary teboka fitsapana hafa
|
Anarana |
Pin | Label |
Description |
| J1 | 1 – 2 | J1 | Famatsiana herinaratra maotera |
| J2 | 1 – 2 | J2 | Famatsiana herinaratra lehibe (VM) |
| J3 | 1 – 2 – 3 | U, V, W | 3-phase BLDC maotera dingana fifandraisana |
| J4 | 1 – 2 – 3 | J4 | Hall/encoder sensor connector |
| 4 – 5 | J4 | Famatsiana sensor / encoder Hall | |
| J5 | – | J5 | USB fidirana ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | ST-LINK famatsiana herinaratra |
| 2 | CLK | SWCLK ny ST-LINK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | SWDIO an'ny ST-LINK | |
| J7 | 1 – 2 | J7 | entana |
| J8 | 1 – 2 | J8 | Famerenana ny ST-LINK |
| TP1 | – | GREG | 12v voltage régulator output |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | HAINGANA | Output potentiometer hafainganam-pandeha |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (famoahana op-amp fahatsapana 1) |
| TP6 | – | V-BUS | VBus hevitra |
| TP7 | – | OUT_U | Output U |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (famoahana op-amp fahatsapana 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (famoahana op-amp fahatsapana 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | Output V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | Output W |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | USB voltage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Famaritana fizika
Ny STEVAL-SPIN3201 dia manome vahaolana FOC 3-shunt feno misy STSPIN32F0 - mpifehy BLDC mandroso miaraka amin'ny STM32 MCU - ary hery telo-tetezana telo.tagIreo singa mifandraika amin'ny NMOS STD140N6F7.
Ny STSPIN32F0 dia mamoaka ny voly famatsiana rehetra ilainatages: ny mpanova DC/DC buck anatiny dia manome 3V3 ary ny regulator linear anatiny dia manome 12 V ho an'ny mpamily vavahady.
Ny fanamafisana famantarana amin'izao fotoana izao dia tanterahina amin'ny alàlan'ny telo amin'ny fandidiana amplifiers tafiditra ao amin'ny fitaovana sy ny comparator anatiny manao fiarovana overcurrent amin'ny shunt resistors.
Bokin'ny mpampiasa roa, LED roa, ary trimmer iray dia azo ampiasaina hampiharana ny fifandraisan'ny mpampiasa tsotra (oh: fanombohana / fampiatoana ny motera ary fametrahana ny hafainganam-pandeha kendrena).
Ny birao STEVAL-SPIN3201 dia manohana ny quadrature encoder sy ny sensor Hall nomerika ho valin'ny toeran'ny maotera.
Ny birao dia misy ST-LINK-V2 ahafahan'ny mpampiasa manala sy misintona firmware tsy misy fitaovana fanampiny.
4.1 Hall/encoder maotera hafainganam-pandeha sensor
Ny birao fanombanana STEVAL-SPIN3201 dia manohana ny Hall dizitaly sy quadrature encoder sensor ho valin'ny toeran'ny maotera.
Ny sensor dia azo ampifandraisina amin'ny STSPIN32F0 amin'ny alàlan'ny connector J4 voatanisa ao
Tabilao 3. mpampitohy Hall/encodeur (J4).
| Anarana | Pin | Description |
| Hall1/A+ | 1 | Hall sensor 1/encoder nivoaka A+ |
| Hall2/B+ | 2 | Hall sensor 2/encoder out B+ |
| Hall3/Z+ | 3 | Hall sensor 3/encoder zero feedback |
| VDD sensor | 4 | Famatsiana sensor voltage |
| GND | 5 | tany |
Fiarovana andian-dahatsoratra resistor 1 kΩ dia napetraka ao amin'ny andian-dahatsoratra misy sensor outputs.
Ho an'ny sensor mila fisintonana ivelany, ny resistor telo 10 kΩ dia efa napetraka amin'ny tsipika famoahana ary mifandray amin'ny VDD vol.tage. Amin'ny andalana mitovy, misy ihany koa ny dian-tongotra ho an'ny resistors misintona.
Ny jumper JP3 dia mifidy ny famatsiana herinaratra ho an'ny famatsiana sensor voltage:
- Mpitsambikina eo anelanelan'ny pin 1 – pin 2: Famantaran'ny Hall ampiasain'ny VUSB (5 V)
- Mpitsambikina eo anelanelan'ny pin 1 – pin 2: Famantaran'ny Hall ampiasain'ny VDD (3.3 V)
Azon'ny mpampiasa atao ny manafoana ny vokatra sensor avy amin'ny MCU GPIO fanokafana jumper JP5, JP6, ary JP7.
4.2 Fandrefesana ankehitriny
Ao amin'ny birao STEVAL-SPIN3201, ny fanamafisana famantarana amin'izao fotoana izao dia atao amin'ny alàlan'ny telo amin'ny fandidiana. amplifiers tafiditra ao amin'ny fitaovana STSPIN32F0.
Amin'ny fampiharana FOC mahazatra, ny tondra-drano ao amin'ireo tetezana telo antsasaka dia tsapa amin'ny alàlan'ny shunt resistor eo amin'ny loharanon'ny jiro herinaratra ambany. Ny fahatsapana voltagNy famantarana dia omena amin'ny mpanova analog-to-digital mba hanatanterahana ny kajy matrix mifandraika amin'ny teknika fanaraha-maso iray. Ireo famantarana famantarana ireo dia matetika miova ary ampnotarihan'ny op-amps mba hitrandrahana ny ADC manontolo (jereo ny sary 3.ample).
Sary 3. Rafitra fandrefesana ankehitriny example
Ny famantarana famantarana dia tsy maintsy afindra ary mifantoka amin'ny VDD/2 voltage (eo amin'ny 1.65 V) ary ampnohavaozina indray izay manome ny fifanandrinana eo amin'ny sanda ambony indrindra amin'ny mari-pamantarana tsapa sy ny salan'isa feno an'ny ADC.
Ny voltage mamindra stage dia mampiditra fanamafisam-peo (1/Gp) amin'ny famantarana fanehoan-kevitra izay, miaraka amin'ny tombony amin'ny fanamafisana tsy mivadika (Gn, fehezin'ny Rn sy Rf), manampy amin'ny tombony ankapobeny (G). Araka ny efa voalaza dia ny fametrahana ny ankapobeny no tanjona ampLification Network gain (G) ka ny voltage amin'ny shunt resistor mifanandrify amin'ny motera ambony indrindra azo alaina (ISmax tampon'isan'ny maotera naoty ankehitriny) mifanaraka amin'ny isan-karazany voltagazo vakian'ny ADC.
Fanamarihana fa, rehefa raikitra ny G, dia tsara kokoa ny manamboatra azy amin'ny alàlan'ny fampidinana ny attenuation voalohany 1/Gp araka izay azo atao ary noho izany ny tombony Gn. Zava-dehibe izany tsy vitan'ny hoe mampitombo ny mari-pamantarana amin'ny tahan'ny tabataba fa mba hampihenana ny fiantraikan'ny op-amp offset intrinsic amin'ny vokatra (mitovy amin'ny Gn).
Ny tombony sy ny polarization voltage (VOPout, pol) dia mamaritra ny faritra miasa amin'ny circuitry fandrefesana ankehitriny:
Aiza:
- IS- = avo indrindra amin'izao fotoana izao
- IS+ = courant milentika ambony indrindra azo tsapain'ny circuitry.
Tabilao 4. STEVE-SPIN3201 op-amps tambajotra polarization
|
fikirana |
Filazana ampahany | Apok. 1 |
Apok. 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 Famantarana ny fihoaram-pefy
Ny birao fanombanana STEVAL-SPIN3201 dia mametraka fiarovana mahery vaika mifototra amin'ny fampitahana OC mitambatra STSPIN32F0. Ny resistors Shunt dia mandrefy ny enta-mavesatra amin'ny dingana tsirairay. Ny resistors R50, R51, ary R52 dia mitondra ny voltage famantarana mifandraika amin'ny enta-mavesatra tsirairay amin'ny pin OC_COMP. Rehefa mihoatra ny tokonam-baravarana voafantina ny onjan'ny tampon'isa mikoriana ao amin'ny iray amin'ireo dingana telo, dia mipoitra ny fampitahana mitambatra ary tsy misy kilema ny fampandehanana herinaratra ambony rehetra. Averina indray ny fanetezam-pahefana avo lenta rehefa latsaka ambanin'ny tokonam-baravarana ny courant, ka mampihatra ny fiarovana ny onjam-peo.
Ireo singa mifandraika amin'ny STEVAL-SPIN3201
Tabilao 5. Ny tokonam-baravarana mihoa-pampana.
| PF6 | PF7 | Comp. tokonam-baravarana | OC tokonam-baravarana |
| 0 | 1 | 100 mV | 20 A |
| 1 | 0 | 250 mV | 65 A |
| 1 | 1 | 500 mV | 140 A |
Ireo tokonam-baravarana ireo dia azo ovaina amin'ny alàlan'ny fanovana ny resistor mitongilana R43. Tsara ny misafidy R43 ambony noho ny 30 kΩ. Mba hanombanana ny sandan'ny R43 ho an'ny IOC fetra amin'izao fotoana izao, dia azo ampiasaina ity formula manaraka ity:
izay ny OC_COMPth dia ny voltage tokonam-baravaran'ny fampitahana anatiny (voafantina ny PF6 sy PF7), ary ny VDD dia ny 3.3 V nomerika famatsiana vol.tage nomen'ny mpanova buck DCDC anatiny.
Ny fanesorana ny R43 dia nohamafisina toy izao manaraka izao ny raikipohy tokonam-baravarana ankehitriny:
4.4 Bus voltage circuit
Ny birao fanombanana STEVAL-SPIN3201 dia manome ny bus voltage sensing. Ity famantarana ity dia alefa amin'ny alalan'ny voltage divider avy amin'ny motera famatsiana voltage (VBUS) (R10 sy R16) ary alefa any amin'ny PB1 GPIO (fantsona 9 an'ny ADC) an'ny MCU tafiditra. Misy ihany koa ny famantarana amin'ny TP6.
4.5 Fitaovana mpampiasa interface tsara
Ny birao dia ahitana ireto singa manaraka ireto:
- Potentiometer R6: mametraka ny hafainganam-pandeha kendrena, ohatraample
- Switch SW1: mamerina ny STSPIN32F0 MCU sy ST-LINK V2
- Switch SW2: bokotra mpampiasa 1
- Switch SW3: bokotra mpampiasa 2
- LED DL3: LED mpampiasa 1 (mirehitra koa rehefa voatsindry ny bokotra mpampiasa 1)
- LED DL4: mpampiasa LED 2 (mirehitra koa rehefa tsindriana ny bokotra mpampiasa 2)
4.6 Debug
Ny birao fanombanana STEVAL-SPIN3201 dia mampiditra debugger/programmer ST-LINK/V2-1. Ny endri-javatra tohana ao amin'ny ST-LINK dia:
- USB software fanisana indray
- Serasera virtoaly com port amin'ny USB mifandray amin'ny PB6/PB7 tsimatra amin'ny STSPIN32F0 (UART1)
- Interface fitahirizana faobe amin'ny USB
Ny famatsiana herinaratra ho an'ny ST-LINK dia omen'ny PC mpampiantrano amin'ny alàlan'ny tariby USB mifandray amin'ny J5.
Ny LED LD2 dia manome fampahalalana momba ny fifandraisana ST-LINK: - LED mena mitselatra miadana: amin'ny herinaratra alohan'ny fanombohana USB
- LED mena mitselatra haingana: manaraka ny fifandraisana marina voalohany eo amin'ny PC sy ST-LINK/V2-1 (fanisana)
- LED mena: vita ny fanombohana eo amin'ny PC sy ST-LINK/V2-1
- Green LED ON: fanombohana fifandraisana tanjona mahomby
- LED mena/maitso: mandritra ny fifandraisana amin'ny tanjona
- Green ON: vita ny fifandraisana ary nahomby
Ny asa famerenana dia tapaka amin'ny ST-LINK amin'ny fanesorana ny jumper J8.
Tantara fanavaozana
Tabilao 6. Tantaran'ny fanavaozana ny antontan-taratasy
| Daty | fanitsiana | FIOVANA |
| 12-Dec-20161 | 1 | Famoahana voalohany. |
| 23-Nov-2017 | 2 | Fizarana fanampiny 4.2: Fandrefesana ankehitriny eo amin'ny pejy 7. |
| 27-Feb-2018 | 3 | Fanovana madinika manerana ny antontan-taratasy. |
| 18-Aogo-2021 | 4 | Fanitsiana môdely kely. |
Ny STMicroelectronics NV sy ny sampany (“ST”) dia manana zo hanao fanovana, fanitsiana, fanatsarana, fanovana ary fanatsarana ny vokatra ST sy/na an'ity antontan-taratasy ity amin'ny fotoana rehetra tsy misy filazana. Ny mpividy dia tokony hahazo ny vaovao farany mifandraika amin'ny vokatra ST alohan'ny hametrahana baiko. Ny vokatra ST dia amidy araka ny fepetra sy fepetra momba ny fivarotana ST amin'ny fotoana fanekena ny kaomandy. Ny mpividy dia tompon'andraikitra irery amin'ny safidy, ny fisafidianana ary ny fampiasana ny vokatra ST ary ny ST dia tsy mandray andraikitra amin'ny fanampiana amin'ny fampiharana na ny famolavolana ny vokatra avy amin'ny mpividy.
FANAMARIHANA MAHAY - MBA VAKIO TSARA
Tsy misy fahazoan-dàlana, na mazava na an-kolaka, amin'ny zon'ny fananana ara-tsaina omen'ny ST eto.
Ny fivarotana indray ny vokatra ST miaraka amin'ny fepetra hafa amin'ny fampahalalana voalaza eto dia hanafoana ny fiantohana omen'ny ST ho an'ny vokatra toy izany.
ST sy ny ST logo dia marika famantarana ny ST. Raha mila fanazavana fanampiny momba ny marika ST, azafady jereo www.st.com/trademarks. Ny anaran'ny vokatra na serivisy hafa rehetra dia fananan'ny tompony tsirairay avy.
Ny fampahalalana ato amin'ity antontan-taratasy ity dia manolo sy manolo ny fampahalalana efa nomena tamin'ny dikan-teny teo aloha amin'ity antontan-taratasy ity.
© 2021 STMicroelectronics – Zo rehetra voatokana
Documents / Loharano
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 Advanced BLDC Controller miaraka amin'ny STM32 MCU Evaluation Board [pdf] Boky Torolàlana UM2154, STEVAL-SPIN3201 Advanced BLDC Controller miaraka amin'ny STM32 MCU Evaluation Board |
