амьдрал. нэмэгдсэн
UM2154 байна
Хэрэглэгчийн гарын авлага
STEVE-SPIN3201: суулгагдсан STM32 MCU үнэлгээний самбар бүхий дэвшилтэт BLDC хянагч
Танилцуулга
STEVAL-SPIN3201 хавтан нь STSPIN3F32 дээр суурилсан 0 фазын сойзгүй тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн драйвер хавтан бөгөөд нэгдсэн STM3 MCU бүхий 32 фазын хянагч бөгөөд 3 шунт резисторыг одоогийн унших топологи болгон хэрэгжүүлдэг.
Энэ нь гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэл, сэнс, дрон, цахилгаан хэрэгсэл гэх мэт янз бүрийн хэрэглээнд төхөөрөмжийг үнэлэхэд ашиглахад хялбар шийдлээр хангадаг.
Уг самбар нь 3-шунт мэдрэгч бүхий мэдрэгчтэй эсвэл мэдрэгчгүй талбарт чиглэсэн хяналтын алгоритмд зориулагдсан.
Зураг 1. STEVE-SPIN3201 үнэлгээний самбар
Техник хангамж, програм хангамжийн шаардлага
STEVAL-SPIN3201 үнэлгээний самбарыг ашиглахад дараах программ хангамж, техник хангамж шаардлагатай.
- Програм хангамжийн багцыг суулгахын тулд Windows ® PC (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10)
- STEVAL-SPIN3201 хавтанг компьютерт холбох мини-В USB кабель
- STM32 моторын хяналтын програм хангамж хөгжүүлэх багц Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- Тохиромжтой боть бүхий 3 фазын сойзгүй тогтмол гүйдлийн моторtage болон одоогийн үнэлгээ
- Гадны тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хангамж.
Эхлэх
Удирдах зөвлөлийн хамгийн дээд үнэлгээ нь дараах байдалтай байна.
- Эрчим хүчtage хангамж ботьtage (VS) 8 В-оос 45 В хүртэл
- Мотор фазын гүйдэл 15 гар хүртэл
Самбараас төслөө эхлүүлэхийн тулд:
Алхам 1. Зорилтот тохиргооны дагуу холбогчийн байрлалыг шалгана уу (4.3 Хэт гүйдлийг илрүүлэх хэсгийг үзнэ үү
Алхам 2. Хөдөлгүүрийг J3 холбогчтой холбож, хөдөлгүүрийн үе шатуудын дарааллыг анхаарч үзээрэй.
Алхам 3. J1 холбогчийн 2 ба 2-р оролтоор самбарыг нийлүүлнэ. DL1 (улаан) LED асна.
Алхам 4. STM32 Motor Control Software Development Kit Rev Y ашиглан програмаа хөгжүүл (X-CUBEMCSDK-Y).
Техник хангамжийн тодорхойлолт ба тохиргоо
Зураг 2. Үндсэн эд анги ба холбогчуудын байрлал нь самбар дээрх үндсэн эд анги, холбогчуудын байрлалыг харуулдаг.
Зураг 2. Үндсэн эд ангиуд ба холбогчдын байрлал
Хүснэгт 1. Тоног төхөөрөмжийн тохиргооны холбогч нь холбогчийг нарийвчилсан холболтоор хангадаг.
Хүснэгт 1. Тоног төхөөрөмжийн тохиргоо холбогч
| Харайгч | Зөвшөөрөгдсөн тохиргоо | Өгөгдмөл нөхцөл |
| JP1 | V моторт холбогдсон VREG-ийн сонголт | НЭЭЛТТЭЙ |
| JP2 | Тогтмол гүйдлийн тэжээлд холбогдсон моторын тэжээлийн хангамжийг сонгох | ХААЛТТАЙ |
| JP3 | Сонгох танхимын кодлогчийг USB (1) / VDD (3) тэжээлд нийлүүлнэ | 1 – 2 ХААЛТАЙ |
| JP4 | ST-LINK (U4)-ийн сонголтыг дахин тохируулах | НЭЭЛТТЭЙ |
| JP5 | Сонголт PA2 3-р танхимд холбогдсон | ХААЛТТАЙ |
| JP6 | Сонголт PA1 2-р танхимд холбогдсон | ХААЛТТАЙ |
| JP7 | Сонголт PA0 1-р танхимд холбогдсон | ХААЛТТАЙ |
Хүснэгт 2. Бусад холбогч, холбогч болон туршилтын цэгүүдийн тайлбар
|
Нэр |
Pin | Шошго |
Тодорхойлолт |
| J1 | 1-2 | J1 | Моторын цахилгаан хангамж |
| J2 | 1-2 | J2 | Төхөөрөмжийн үндсэн тэжээлийн хангамж (VM) |
| J3 | 1 – 2 – 3 | У, В, В | 3 фазын BLDC моторын фазын холболт |
| J4 | 1 – 2 – 3 | J4 | Холл/кодлогч мэдрэгч холбогч |
| 4-5 | J4 | Холл мэдрэгч/кодлогчийн хангамж | |
| J5 | – | J5 | USB оролт ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | ST-LINK цахилгаан хангамж |
| 2 | CLK | ST-LINK-ийн SWCLK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | ST-LINK-ийн SWDIO | |
| J7 | 1-2 | J7 | CART |
| J8 | 1-2 | J8 | ST-LINK дахин тохируулсан |
| TP1 | – | ГРЕГ | 12 V ботьtage зохицуулагчийн гаралт |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | ХУРД | Хурдны потенциометрийн гаралт |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (гаралтын оп-amp мэдрэмж 1) |
| TP6 | – | V-АВТОБУС | VBus санал хүсэлт |
| TP7 | – | OUT_U | Гаралт U |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (гаралтын оп-amp мэдрэмж 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (гаралтын оп-amp мэдрэмж 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | Гаралт V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | Гаралт W |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | USB ботьtage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Хэлхээний тодорхойлолт
STEVAL-SPIN3201 нь STSPIN3F32 – суулгагдсан STM0 MCU бүхий дэвшилтэт BLDC хянагч болон гурвалсан хагас гүүрийн цахилгаан эрчим хүчний системээс бүрдсэн 32-шунт FOC шийдлийг хангадаг.tage NMOS STD140N6F7-тэй.
STSPIN32F0 нь шаардлагатай бүх хангамжийн хэмжээг бие даан үүсгэдэгtages: дотоод DC/DC бак хөрвүүлэгч нь 3V3, дотоод шугаман зохицуулагч нь хаалганы драйверуудад 12 В хүчдэл өгдөг.
Одоогийн санал хүсэлтийн дохионы нөхцөлийг гурван үйлдлийн системээр дамжуулан гүйцэтгэдэг ampтөхөөрөмжид суулгасан өргөгч ба дотоод харьцуулагч нь шунт эсэргүүцэгчээс хэт гүйдлийн хамгаалалтыг гүйцэтгэдэг.
Хэрэглэгчийн энгийн интерфэйсийг (жишээ нь моторыг асаах/ зогсоох, зорилтот хурдыг тохируулах) хэрэгжүүлэхийн тулд хоёр хэрэглэгчийн товчлуур, хоёр LED, шүргэх хэрэгсэл байдаг.
STEVAL-SPIN3201 хавтан нь квадрат кодлогч болон дижитал Холл мэдрэгчийг моторын байрлалын хариу үйлдэл болгон дэмждэг.
Энэхүү самбар нь ST-LINK-V2-тэй бөгөөд хэрэглэгчдэд нэмэлт тоног төхөөрөмжийн хэрэгсэлгүйгээр програм хангамжийг дибаг хийх, татаж авах боломжийг олгодог.
4.1 Холл/кодлогч моторын хурд мэдрэгч
STEVAL-SPIN3201 үнэлгээний самбар нь дижитал танхим болон квадрат кодлогч мэдрэгчийг моторын байрлалын санал болгон дэмждэг.
Мэдрэгчийг STSPIN32F0-д жагсаасан J4 холбогчоор холбож болно
Хүснэгт 3. Холл/кодлогч холбогч (J4).
| Нэр | Pin | Тодорхойлолт |
| Танхим1/А+ | 1 | Холл мэдрэгч 1/кодлогч гарч A+ |
| 2/Б+ танхим | 2 | Холл мэдрэгч 2/кодлогч гарч B+ |
| Холл3/Z+ | 3 | Холл мэдрэгч 3/кодлогч тэг санал |
| VDD мэдрэгч | 4 | Мэдрэгчийн хангамж ботьtage |
| GND | 5 | Газар |
Хамгаалалтын цуврал резистор 1 кΩ мэдрэгчийн гаралт бүхий цувралаар суурилуулсан.
Гаднах татах шаардлагатай мэдрэгчүүдийн хувьд 10 кОм-ын гурван резисторыг гаралтын шугамууд дээр аль хэдийн суурилуулж, VDD vol-д холбосон байна.tagд. Үүнтэй ижил шугам дээр доош татах резисторын ул мөр бас байдаг.
JP3 холбогч нь мэдрэгчийн тэжээлийн эх үүсвэрийг сонгоноtage:
- 1-р зүү - 2-ын хоорондох холбогч: VUSB (5 V) -ээр ажилладаг танхим мэдрэгчүүд
- 1-р зүү - 2-р зүү хооронд холбогч: VDD (3.3 V) -ээр ажилладаг танхим мэдрэгчүүд
Хэрэглэгч MCU GPIO нээх JP5, JP6, JP7 холбогчоос мэдрэгчийн гаралтыг салгаж болно.
4.2 Гүйдлийн мэдрэгч
STEVAL-SPIN3201 самбарт гүйдэл мэдрэгч дохионы нөхцөлийг гурван үйлдлийн системээр дамжуулан гүйцэтгэдэг. ampSTSPIN32F0 төхөөрөмжид суулгасан өргөгч.
Ердийн FOC хэрэглээнд гурван хагас гүүрэн дэх гүйдлийг бага талын тэжээлийн унтраалга бүрийн эх үүсвэр дээр шунт эсэргүүцэгч ашиглан мэдэрдэг. The мэдрэмж ботьtagТодорхой удирдлагын техниктэй холбоотой матрицын тооцоог гүйцэтгэхийн тулд аналог-тоон хөрвүүлэгчид e дохио өгдөг. Эдгээр мэдрэхүйн дохио нь ихэвчлэн шилждэг ба ampтусгайлан бүтээсэнamps ADC-ийн бүх хүрээг ашиглахын тулд (Зураг 3-ыг үзнэ үү. Одоогийн мэдрэгчийн схем өмнөхample).
Зураг 3. Одоогийн мэдрэгч схем example
Мэдрэхүйн дохиог шилжүүлж, VDD/2 боть дээр төвлөрүүлэх шаардлагатайtage (ойролцоогоор 1.65 В) ба ampЭнэ нь мэдрэгчтэй дохионы хамгийн их утга ба ADC-ийн бүрэн хэмжээний хүрээний хооронд таарах боломжийг олгодог.
Ботьtage шилжих stage нь эргэх бус тохиргооны олз (Gn, Rn ба Rf-ээр тогтоогдсон) хамт нийт ашигт (G) хувь нэмэр оруулдаг санал хүсэлтийн дохионы сулралтыг (1/Gp) нэвтрүүлдэг. Өмнө дурьдсанчлан, зорилго нь ерөнхий байдлыг бий болгох явдал юм amplification сүлжээний ашиг (G) ингэснээр ботьtagХөдөлгүүрийн зөвшөөрөгдөх хамгийн их гүйдэлтэй (хөдөлгүүрийн нэрлэсэн гүйдлийн ISmax оргил утга) тохирох шунтын резистор дээрх e нь вольтын мужид тохирно.tagADC унших боломжтой.
Анхаарна уу G-г зассаны дараа анхны унтралт 1/Gp, улмаар Gn-ийг аль болох багасгах замаар тохируулах нь дээр. Энэ нь дуу чимээний харьцаагаар дохиог дээд зэргээр нэмэгдүүлэх төдийгүй үйл ажиллагааны нөлөөллийг бууруулахад чухал ач холбогдолтой юм.amp гаралт дээрх дотоод офсет (Gn-тэй пропорциональ).
Олз ба туйлшрал ботьtage (VOPout, pol) нь одоогийн мэдрэгчийн хэлхээний ажиллах хүрээг тодорхойлно.
Хаана:
- IS- = хамгийн их эх үүсвэрийн гүйдэл
- IS+ = хэлхээгээр мэдрэгдэх хамгийн их живсэн гүйдэл.
Хүснэгт 4. STEVE-SPIN3201 op-ampтуйлшралын сүлжээ
|
Параметр |
Хэсгийн лавлагаа | Илчлэлт 1 |
Илчлэлт 3 |
| Rp | R14, R24, R33 | 560 Ом | 1.78 кОм |
| Ra | R12, R20, R29 | 8.2 кОм | 27.4 кОм |
| Rb | R15, R25, R34 | 560 Ом | 27.4 кОм |
| Rn | R13, R21, R30 | 1 кОм | 1.78 кОм |
| Rf | R9, R19, R28 | 15 кОм | 13.7 кОм |
| Cf | C15, C19, C20 | 100 пФ | Н.М |
| G | – | 7.74 | 7.70 |
| VOPout, pol | – | 1.74 В | 1.65 В |
4.3 Хэт гүйдлийн илрүүлэлт
STEVAL-SPIN3201 үнэлгээний зөвлөл нь STSPIN32F0 нэгдсэн OC харьцуулагч дээр суурилсан хэт гүйдлийн хамгаалалтыг хэрэгжүүлдэг. Шунтын резистор нь фаз бүрийн ачааллын гүйдлийг хэмждэг. R50, R51, R52 резисторууд нь боть авчирдагtagOC_COMP зүү дээрх ачааллын гүйдэл бүртэй холбоотой e дохио. Гурван фазын аль нэгэнд урсах оргил гүйдэл нь сонгосон босго хэмжээнээс давсан тохиолдолд нэгдсэн харьцуулагчийг ажиллуулж, өндөр талын бүх тэжээлийн унтраалга идэвхгүй болно. Гүйдэл нь босго хэмжээнээс доогуур байвал өндөр талын тэжээлийн унтраалга дахин идэвхждэг бөгөөд ингэснээр хэт гүйдлийн хамгаалалтыг хэрэгжүүлдэг.
STEVAL-SPIN3201 үнэлгээний зөвлөлийн одоогийн босго оноог доор жагсаав.
Хүснэгт 5. Хэт гүйдлийн босго.
| PF6 | PF7 | Дотоод комп. босго | OC босго |
| 0 | 1 | 100 мВ байна | 20 А |
| 1 | 0 | 250 мВ байна | 65 А |
| 1 | 1 | 500 мВ байна | 140 А |
R43 хэвийсэн резисторыг өөрчлөх замаар эдгээр босго хэмжээг өөрчилж болно. 43 кОм-оос дээш R30-ийг сонгохыг зөвлөж байна. Зорилтот гүйдлийн хязгаарын IOC-ийн R43 утгыг тооцоолохын тулд дараахь томъёог ашиглаж болно.
Энд OC_COMPth нь боть юмtagДотоод харьцуулагчийн босго (PF6 ба PF7-р сонгосон) ба VDD нь 3.3 В дижитал тэжээлийн хэмжээ юм.tage-г дотоод DCDC бак хөрвүүлэгчээр хангадаг.
R43-ыг хассанаар одоогийн босго томъёог дараах байдлаар хялбаршуулсан болно.
4.4 Автобус ботьtage хэлхээ
STEVAL-SPIN3201 үнэлгээний зөвлөл нь автобусны дугаарыг өгдөгtage мэдрэгч. Энэ дохиог ботьоор дамжуулдагtagмоторын нийлүүлэлтээс e хуваагч ботьtage (VBUS) (R10 ба R16) ба суулгагдсан MCU-ийн PB1 GPIO (ADC-ийн 9-р суваг) руу илгээсэн. Дохио нь TP6 дээр бас байдаг.
4.5 Техник хангамжийн хэрэглэгчийн интерфейс
Самбар нь дараах техник хангамжийн хэрэглэгчийн интерфэйсийг агуулна.
- Потенциометр R6: зорилтот хурдыг тогтоодог, жишээ ньample
- SW1 солих: STSPIN32F0 MCU болон ST-LINK V2-г дахин тохируулна
- SW2 солих: хэрэглэгчийн товчлуур 1
- SW3 солих: хэрэглэгчийн товчлуур 2
- LED DL3: хэрэглэгчийн LED 1 (хэрэглэгч 1 товчлуурыг дарахад мөн асна)
- LED DL4: хэрэглэгчийн LED 2 (мөн хэрэглэгчийн 2 товчлуурыг дарахад асна)
4.6 Дибаг хийх
STEVAL-SPIN3201 үнэлгээний зөвлөл нь ST-LINK/V2-1 дибаглагч/программист суулгасан. ST-LINK дээр дэмжигдсэн функцууд нь:
- USB програм хангамжийг дахин тоолох
- STSPIN6F7 (UART32) PB0/PB1 зүүтэй холбогдсон USB дээрх виртуал ком портын интерфейс
- USB дээрх масс хадгалах интерфейс
ST-LINK-ийн тэжээлийн хангамжийг J5-д холбогдсон USB кабелиар дамжуулан хост компьютерээр хангадаг.
LED LD2 нь ST-LINK холбооны төлөвийн мэдээллийг өгдөг: - Улаан LED аажмаар анивчдаг: USB эхлүүлэхээс өмнө асаалттай үед
- Улаан LED хурдан анивчдаг: PC болон ST-LINK/V2-1 хоорондын эхний зөв холболтын дараа (тооллого)
- Улаан LED АСААЛТ: PC болон ST-LINK/V2-1-ийн хоорондох тохиргоог хийж дууслаа
- Ногоон LED асаалттай: зорилтот харилцаа холбоог амжилттай эхлүүлэв
- Улаан/ногоон LED анивчдаг: байтай харилцах үед
- Ногоон АСУУДАЛ: харилцаа холбоо дууссан, амжилттай
Дахин тохируулах функц нь J8 холбогчийг салгаснаар ST-LINK-ээс салгагдана.
Хяналтын түүх
Хүснэгт 6. Баримт бичгийн засварын түүх
| Огноо | Хяналт | Өөрчлөлтүүд |
| 12 оны 20161-р сарын XNUMX | 1 | Анхны хувилбар. |
| 23-2017-XNUMX | 2 | Нэмэгдсэн хэсэг 4.2: 7-р хуудсанд одоогийн мэдрэгч. |
| 27-2018-р сарын XNUMX | 3 | Баримт бичигт бага зэргийн өөрчлөлт оруулсан. |
| 18 оны 2021-р сарын XNUMX | 4 | Загварын жижиг засвар. |
STMicroelectronics NV болон түүний охин компаниуд (“ST”) ST бүтээгдэхүүн болон/эсвэл энэхүү баримт бичигт ямар ч үед мэдэгдэлгүйгээр өөрчлөлт, залруулга, сайжруулалт, өөрчлөлт, сайжруулалт хийх эрхтэй. Худалдан авагчид захиалга өгөхөөс өмнө ST бүтээгдэхүүний талаарх хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллийг авах ёстой. ST-ийн бүтээгдэхүүнийг захиалгын хүлээн зөвшөөрөгдөх үеийн ST-ийн борлуулалтын нөхцөл, нөхцлийн дагуу зардаг. Худалдан авагчид ST бүтээгдэхүүний сонголт, сонголт, ашиглалтыг дангаараа хариуцах бөгөөд ST нь хэрэглээний тусламж болон Худалдан авагчийн бүтээгдэхүүний дизайны талаар ямар ч хариуцлага хүлээхгүй.
ЧУХАЛ МЭДЭГДЭЛ - Анхааралтай уншина уу
СТ-ээс оюуны өмчийн аливаа эрхийг шууд болон далд хэлбэрээр олгох ямар ч тусгай зөвшөөрөл олгохгүй.
Энд дурдсан мэдээллээс өөр заалт бүхий ST бүтээгдэхүүнийг дахин худалдах нь тухайн бүтээгдэхүүнд ST-аас олгосон аливаа баталгааг хүчингүй болгоно.
ST ба ST лого нь ST-ийн худалдааны тэмдэг юм. ST барааны тэмдгийн талаарх нэмэлт мэдээллийг эндээс авна уу www.st.com/trademarks. Бусад бүх бүтээгдэхүүн, үйлчилгээний нэр нь тус тусын эзэмшигчийн өмч юм.
Энэ баримт бичигт байгаа мэдээлэл нь энэ баримт бичгийн өмнөх хувилбаруудад өгсөн мэдээллийг орлож, орлоно.
© 2021 STMicroelectronics – Бүх эрх хуулиар хамгаалагдсан
Баримт бичиг / нөөц
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 STM32 MCU үнэлгээний самбар бүхий дэвшилтэт BLDC хянагч [pdf] Хэрэглэгчийн гарын авлага UM2154, STM3201 MCU үнэлгээний самбар бүхий STEVAL-SPIN32 дэвшилтэт BLDC хянагч |
