Life.augmented
यूएम 2154
वापरकर्ता मॅन्युअल
STEVE-SPIN3201: एम्बेडेड STM32 MCU मूल्यांकन मंडळासह प्रगत BLDC नियंत्रक
परिचय
STEVAL-SPIN3201 बोर्ड STSPIN3F32 वर आधारित 0-फेज ब्रशलेस DC मोटर ड्रायव्हर बोर्ड आहे, जो एकात्मिक STM3 MCU सह 32-फेज कंट्रोलर आहे आणि वर्तमान वाचन टोपोलॉजी म्हणून 3-शंट रेझिस्टर लागू करतो.
हे घरगुती उपकरणे, पंखे, ड्रोन आणि पॉवर टूल्स यांसारख्या विविध अनुप्रयोगांमध्ये डिव्हाइसच्या मूल्यमापनासाठी वापरण्यास-सुलभ समाधान प्रदान करते.
बोर्ड 3-शंट सेन्सिंगसह सेन्सर्ड किंवा सेन्सरलेस फील्ड-ओरिएंटेड कंट्रोल अल्गोरिदमसाठी डिझाइन केलेले आहे.
आकृती 1. STEVE-SPIN3201 मूल्यमापन मंडळ
हार्डवेअर आणि सॉफ्टवेअर आवश्यकता
STEVAL-SPIN3201 मूल्यमापन बोर्ड वापरण्यासाठी खालील सॉफ्टवेअर आणि हार्डवेअर आवश्यक आहे:
- सॉफ्टवेअर पॅकेज इन्स्टॉल करण्यासाठी Windows® PC (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10)
- STEVAL-SPIN3201 बोर्डला PC ला जोडण्यासाठी मिनी-B USB केबल
- STM32 मोटर कंट्रोल सॉफ्टवेअर डेव्हलपमेंट किट रेव वाई (X-CUBE-MCSDK-Y)
- सुसंगत व्हॉल्यूमसह 3-फेज ब्रशलेस डीसी मोटरtagई आणि वर्तमान रेटिंग
- बाह्य डीसी वीज पुरवठा.
सुरू करणे
बोर्डाची कमाल रेटिंग खालीलप्रमाणे आहेतः
- पॉवर एसtage पुरवठा खंडtage (VS) 8 V ते 45 V पर्यंत
- मोटर फेज 15 आर्म्स पर्यंत चालू आहे
बोर्डसह तुमचा प्रकल्प सुरू करण्यासाठी:
पायरी 1. लक्ष्य कॉन्फिगरेशननुसार जम्परची स्थिती तपासा (विभाग ४.३ ओव्हरकरंट डिटेक्शन पहा
पायरी 2. मोटर फेजच्या क्रमाची काळजी घेऊन कनेक्टर J3 ला मोटर कनेक्ट करा.
पायरी 3. कनेक्टर J1 च्या इनपुट 2 आणि 2 द्वारे बोर्ड पुरवठा करा. DL1 (लाल) LED चालू होईल.
पायरी 4. STM32 मोटर कंट्रोल सॉफ्टवेअर डेव्हलपमेंट किट Rev Y वापरून तुमचा अनुप्रयोग विकसित करा (X-CUBEMCSDK-Y).
हार्डवेअर वर्णन आणि कॉन्फिगरेशन
आकृती 2. मुख्य घटक आणि कनेक्टर्सची स्थिती बोर्डवरील मुख्य घटक आणि कनेक्टर्सची स्थिती दर्शवते.
आकृती 2. मुख्य घटक आणि कनेक्टर पोझिशन्स
तक्ता 1. हार्डवेअर सेटिंग जंपर्स कनेक्टर्सचे तपशीलवार पिनआउट प्रदान करतात.
तक्ता 1. हार्डवेअर सेटिंग जंपर्स
| जम्पर | अनुमत कॉन्फिगरेशन | डीफॉल्ट स्थिती |
| JP1 | V मोटरशी जोडलेल्या VREG ची निवड | उघडा |
| JP2 | निवड मोटर वीज पुरवठा डीसी वीज पुरवठा कनेक्ट | बंद |
| JP3 | यूएसबी (1) / VDD (3) वीज पुरवठ्यासाठी निवड हॉल एन्कोडर पुरवठा | 1 - 2 बंद |
| JP4 | ST-LINK (U4) ची निवड रीसेट | उघडा |
| JP5 | हॉल 2 शी कनेक्ट केलेले PA3 निवड | बंद |
| JP6 | हॉल 1 शी कनेक्ट केलेले PA2 निवड | बंद |
| JP7 | हॉल 0 शी कनेक्ट केलेले PA1 निवड | बंद |
तक्ता 2. इतर कनेक्टर, जम्पर आणि चाचणी गुणांचे वर्णन
|
नाव |
पिन | लेबल |
वर्णन |
| J1 | ८७८ - १०७४ | J1 | मोटर वीज पुरवठा |
| J2 | ८७८ - १०७४ | J2 | डिव्हाइस मुख्य वीज पुरवठा (VM) |
| J3 | ६ – १६ – २१ | U, V, W | 3-फेज BLDC मोटर फेज कनेक्शन |
| J4 | ६ – १६ – २१ | J4 | हॉल/एनकोडर सेन्सर कनेक्टर |
| ८७८ - १०७४ | J4 | हॉल सेन्सर्स/एनकोडर पुरवठा | |
| J5 | – | J5 | USB इनपुट ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | एसटी-लिंक वीज पुरवठा |
| 2 | सीएलके | ST-LINK चे SWCLK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | ST-LINK चे SWDIO | |
| J7 | ८७८ - १०७४ | J7 | कार्ट |
| J8 | ८७८ - १०७४ | J8 | ST-LINK रीसेट |
| TP1 | – | ग्रेग | 12 वी व्हॉलtage रेग्युलेटर आउटपुट |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | वेग | स्पीड पोटेंशियोमीटर आउटपुट |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (आउटपुट op-amp अर्थ 1) |
| TP6 | – | व्हीबीयूएस | VBus फीडबॅक |
| TP7 | – | OUT_U | आउटपुट U |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (आउटपुट op-amp अर्थ 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (आउटपुट op-amp अर्थ 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | आउटपुट V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | आउटपुट डब्ल्यू |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | यूएसबी व्हॉल्यूमtage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | सीएलके | SWD_CLK |
सर्किट वर्णन
STEVAL-SPIN3201 एक STSPIN3F32 - एम्बेडेड STM0 MCU सह प्रगत BLDC कंट्रोलर - आणि ट्रिपल हाफ-ब्रिज पॉवर एस चे बनलेले संपूर्ण 32-शंट FOC सोल्यूशन प्रदान करते.tagई NMOS STD140N6F7 सह.
STSPIN32F0 स्वायत्तपणे सर्व आवश्यक पुरवठा व्हॉल्यूम व्युत्पन्न करतेtages: अंतर्गत DC/DC बक कन्व्हर्टर 3V3 प्रदान करतो आणि अंतर्गत रेखीय रेग्युलेटर गेट ड्रायव्हर्ससाठी 12 V प्रदान करतो.
वर्तमान फीडबॅक सिग्नल कंडिशनिंग तीन ऑपरेशनलद्वारे केले जाते ampयंत्रामध्ये एम्बेड केलेले लिफायर्स आणि अंतर्गत तुलनाकर्ता शंट रेझिस्टरपासून ओव्हरकरंट संरक्षण करते.
दोन वापरकर्ता बटणे, दोन LEDs आणि एक ट्रिमर साधे वापरकर्ता इंटरफेस लागू करण्यासाठी उपलब्ध आहेत (उदा., मोटर सुरू करणे/थांबवणे आणि लक्ष्य गती सेट करणे).
STEVAL-SPIN3201 बोर्ड मोटर पोझिशन फीडबॅक म्हणून क्वाड्रॅचर एन्कोडर आणि डिजिटल हॉल सेन्सर्सना सपोर्ट करतो.
बोर्डमध्ये ST-LINK-V2 समाविष्ट आहे जे वापरकर्त्याला कोणत्याही अतिरिक्त हार्डवेअर टूलशिवाय फर्मवेअर डीबग आणि डाउनलोड करण्याची परवानगी देते.
4.1 हॉल/एनकोडर मोटर स्पीड सेन्सर
STEVAL-SPIN3201 मूल्यांकन मंडळ डिजिटल हॉल आणि चतुर्भुज एन्कोडर सेन्सर्सना मोटर पोझिशन फीडबॅक म्हणून समर्थन देते.
सेन्सर STSPIN32F0 ला J4 कनेक्टरद्वारे जोडले जाऊ शकतात
तक्ता 3. हॉल/एनकोडर कनेक्टर (J4).
| नाव | पिन | वर्णन |
| हॉल1/A+ | 1 | हॉल सेन्सर 1/ए+ आउट एन्कोडर |
| हॉल2/B+ | 2 | हॉल सेन्सर 2/एनकोडर आउट B+ |
| हॉल3/Z+ | 3 | हॉल सेन्सर 3/एनकोडर शून्य फीडबॅक |
| व्हीडीडी सेन्सर | 4 | सेन्सर पुरवठा खंडtage |
| GND | 5 | ग्राउंड |
एक संरक्षण मालिका प्रतिरोधक 1 kΩ सेन्सर आउटपुटसह मालिकेत आरोहित आहे.
बाह्य पुल-अप आवश्यक असलेल्या सेन्सर्ससाठी, तीन 10 kΩ प्रतिरोधक आउटपुट लाईन्सवर आधीच माउंट केले आहेत आणि VDD व्हॉल्यूमशी कनेक्ट केलेले आहेत.tagई त्याच धर्तीवर, पुल-डाउन प्रतिरोधकांसाठी एक पाऊलखुणा देखील उपलब्ध आहे.
जम्पर JP3 सेन्सर पुरवठा व्हॉल्यूमसाठी वीज पुरवठा निवडतोtage:
- पिन 1 - पिन 2 दरम्यान जंपर: VUSB (5 V) द्वारा समर्थित हॉल सेन्सर
- पिन 1 - पिन 2 दरम्यान जंपर: VDD (3.3 V) द्वारा समर्थित हॉल सेन्सर
वापरकर्ता MCU GPIO ओपनिंग जंपर्स JP5, JP6 आणि JP7 वरून सेन्सर आउटपुट डिस्कनेक्ट करू शकतो.
4.2 वर्तमान संवेदना
STEVAL-SPIN3201 बोर्डमध्ये, वर्तमान सेन्सिंग सिग्नल कंडिशनिंग तीन ऑपरेशनलद्वारे केले जाते ampSTSPIN32F0 डिव्हाइसमध्ये एम्बेड केलेले lifiers.
ठराविक FOC ऍप्लिकेशनमध्ये, प्रत्येक लो-साइड पॉवर स्विचच्या स्त्रोतावर शंट रेझिस्टर वापरून तीन अर्ध्या पुलांमधील प्रवाहांची जाणीव होते. अर्थ खंडtagविशिष्ट नियंत्रण तंत्राशी संबंधित मॅट्रिक्स गणना करण्यासाठी एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टरला e सिग्नल प्रदान केले जातात. ते संवेदना सिग्नल सहसा स्थलांतरित केले जातात आणि ampसमर्पित ऑप-द्वारे केलेampएडीसीच्या संपूर्ण श्रेणीचा वापर करण्यासाठी (आकृती 3 पहा. वर्तमान संवेदन योजना माजीample).
आकृती 3. वर्तमान संवेदन योजना उदाample
सेन्स सिग्नल्स स्थलांतरित केले पाहिजेत आणि VDD/2 व्हॉल्यूमवर केंद्रित केले पाहिजेतtage (सुमारे 1.65 V) आणि ampपुन्हा liified जे सेन्स्ड सिग्नलचे कमाल मूल्य आणि ADC च्या पूर्ण-स्केल श्रेणीतील जुळणी प्रदान करते.
खंडtage शिफ्टिंग stage फीडबॅक सिग्नलचे अटेन्युएशन (1/Gp) सादर करते जे नॉन-इनव्हर्टिंग कॉन्फिगरेशन (Gn, Rn आणि Rf द्वारे निश्चित) च्या फायद्यासह, एकूण नफा (G) मध्ये योगदान देते. आधीच नमूद केल्याप्रमाणे, उद्दिष्ट एकंदर स्थापित करणे आहे ampलिफिकेशन नेटवर्क गेन (जी) जेणेकरून व्हॉलtage शंट रेझिस्टरवर जास्तीत जास्त मोटर अनुमत विद्युत् प्रवाहाशी संबंधित आहे (मोटर रेटेड करंटचे ISmax पीक व्हॅल्यू) व्हॉलच्या श्रेणीमध्ये बसतेtagएडीसीद्वारे वाचनीय आहे.
नोंद की, एकदा G निश्चित केल्यावर, प्रारंभिक क्षीणन 1/Gp शक्य तितके कमी करून ते कॉन्फिगर करणे चांगले आहे आणि त्यामुळे Gn वाढेल. हे केवळ आवाजाच्या गुणोत्तराने सिग्नल वाढवण्यासाठीच नाही तर ऑप्शनचा प्रभाव कमी करण्यासाठी देखील महत्त्वाचे आहे.amp आउटपुटवर आंतरिक ऑफसेट (Gn च्या प्रमाणात).
लाभ आणि ध्रुवीकरण खंडtage (VOPout, pol) वर्तमान सेन्सिंग सर्किटरीची ऑपरेटिव्ह श्रेणी निर्धारित करते:
कुठे:
- IS- = कमाल स्रोत प्रवाह
- IS+ = कमाल बुडलेला प्रवाह जो सर्किटरीद्वारे जाणवू शकतो.
तक्ता 4. स्टीव्ह-स्पिन3201 op-amps ध्रुवीकरण नेटवर्क
|
पॅरामीटर |
भाग संदर्भ | रेव्ह. 1 |
रेव्ह. 3 |
| Rp | R14, R24, R33 | 560 Ω | 1.78 के |
| Ra | R12, R20, R29 | 8.2 के | 27.4 के |
| Rb | R15, R25, R34 | 560 Ω | 27.4 के |
| Rn | R13, R21, R30 | 1 के | 1.78 के |
| Rf | R9, R19, R28 | 15 के | 13.7 के |
| Cf | C15, C19, C20 | 100 pF | NM |
| G | – | 7.74 | 7.70 |
| VOPout, pol | – | 1.74 व्ही | 1.65 व्ही |
४.३ ओव्हरकरंट डिटेक्शन
STEVAL-SPIN3201 मूल्यमापन मंडळ STSPIN32F0 एकात्मिक OC तुलनाकर्त्यावर आधारित ओव्हरकरंट संरक्षण लागू करते. शंट प्रतिरोधक प्रत्येक टप्प्यातील लोड करंट मोजतात. प्रतिरोधक R50, R51, आणि R52 व्हॉल्यूम आणतातtagOC_COMP पिनला प्रत्येक लोड करंटशी संबंधित e सिग्नल. जेव्हा तीन टप्प्यांपैकी एकामध्ये वाहणारा शिखर प्रवाह निवडलेल्या उंबरठ्यापेक्षा जास्त असतो, तेव्हा एकात्मिक तुलनाकर्ता ट्रिगर केला जातो आणि सर्व उच्च बाजूचे पॉवर स्विचेस अक्षम केले जातात. जेव्हा विद्युत प्रवाह उंबरठ्याच्या खाली येतो तेव्हा हाय-साइड पॉवर स्विचेस पुन्हा सक्षम केले जातात, त्यामुळे ओव्हरकरंट संरक्षण लागू होते.
STEVAL-SPIN3201 मूल्यमापन मंडळासाठी वर्तमान थ्रेशोल्ड सूचीबद्ध आहेत
तक्ता 5. ओव्हरकरंट थ्रेशोल्ड.
| PF6 | PF7 | अंतर्गत कॉम्प. उंबरठा | OC थ्रेशोल्ड |
| 0 | 1 | 100 एमव्ही | २.२ अ |
| 1 | 0 | 250 एमव्ही | २.२ अ |
| 1 | 1 | 500 एमव्ही | २.२ अ |
हे थ्रेशोल्ड R43 बायस रेझिस्टर बदलून बदलले जाऊ शकतात. 43 kΩ पेक्षा जास्त R30 निवडण्याची शिफारस केली जाते. लक्ष्य वर्तमान मर्यादा IOC साठी R43 चे मूल्य मोजण्यासाठी, खालील सूत्र वापरले जाऊ शकते:
जेथे OC_COMPth हा व्हॉल्यूम आहेtagअंतर्गत तुलनाकर्त्याचा e थ्रेशोल्ड (PF6 आणि PF7 द्वारे निवडलेला), आणि VDD हा 3.3 V डिजिटल पुरवठा खंड आहेtage अंतर्गत DCDC बक कन्व्हर्टरद्वारे प्रदान केले जाते.
R43 काढून टाकणे, वर्तमान थ्रेशोल्ड सूत्र खालीलप्रमाणे सरलीकृत केले आहे:
4.4 बस व्हॉल्यूमtagई सर्किट
STEVAL-SPIN3201 मूल्यमापन मंडळ बस व्हॉल्यूम प्रदान करतेtagई संवेदना. हा सिग्नल व्हॉल्यूमद्वारे पाठविला जातोtagमोटर सप्लाय व्हॉल्यूममधून e डिव्हायडरtage (VBUS) (R10 आणि R16) आणि एम्बेडेड MCU च्या PB1 GPIO (ADC चे चॅनल 9) वर पाठवले. सिग्नल TP6 वर देखील उपलब्ध आहे.
4.5 हार्डवेअर वापरकर्ता इंटरफेस
बोर्डमध्ये खालील हार्डवेअर यूजर इंटरफेस आयटम समाविष्ट आहेत:
- पोटेंशियोमीटर R6: लक्ष्य गती सेट करते, उदाहरणार्थample
- SW1 स्विच करा: STSPIN32F0 MCU आणि ST-LINK V2 रीसेट करा
- SW2 स्विच करा: वापरकर्ता बटण 1
- SW3 स्विच करा: वापरकर्ता बटण 2
- LED DL3: वापरकर्ता LED 1 (वापरकर्ता 1 बटण दाबल्यावर देखील चालू होतो)
- LED DL4: वापरकर्ता LED 2 (वापरकर्ता 2 बटणे दाबल्यावर देखील चालू होते)
4.6 डीबग
STEVAL-SPIN3201 मूल्यमापन मंडळ ST-LINK/V2-1 डीबगर/प्रोग्रामर एम्बेड करते. ST-LINK वर समर्थित वैशिष्ट्ये आहेत:
- यूएसबी सॉफ्टवेअर पुन्हा-गणना
- STSPIN6F7 (UART32) च्या PB0/PB1 पिनशी कनेक्ट केलेले USB वर व्हर्च्युअल कॉम पोर्ट इंटरफेस
- USB वर मास स्टोरेज इंटरफेस
ST-LINK साठी वीज पुरवठा होस्ट पीसीद्वारे J5 शी जोडलेल्या USB केबलद्वारे प्रदान केला जातो.
LED LD2 ST-LINK संप्रेषण स्थिती माहिती प्रदान करते: - लाल LED हळू हळू चमकत आहे: USB प्रारंभ करण्यापूर्वी पॉवर-ऑनवर
- लाल एलईडी त्वरीत चमकत आहे: PC आणि ST-LINK/V2-1 (गणना) दरम्यान प्रथम योग्य संवादाचे अनुसरण करा
- लाल एलईडी चालू: PC आणि ST-LINK/V2-1 मधील आरंभीकरण पूर्ण झाले आहे
- ग्रीन एलईडी ऑन: यशस्वी लक्ष्य संप्रेषण प्रारंभ
- लाल/हिरवा एलईडी फ्लॅशिंग: लक्ष्यासह संप्रेषणादरम्यान
- हिरवा चालू: संप्रेषण पूर्ण आणि यशस्वी
जम्पर J8 काढून रिसेट फंक्शन ST-LINK वरून डिस्कनेक्ट केले आहे.
पुनरावृत्ती इतिहास
तक्ता 6. दस्तऐवज पुनरावृत्ती इतिहास
| तारीख | उजळणी | बदल |
| 12-डिसेंबर-20161 | 1 | प्रारंभिक प्रकाशन. |
| ०७-नोव्हेंबर-२०२२ | 2 | विभाग 4.2 जोडले: पृष्ठ 7 वर वर्तमान संवेदन. |
| 27-फेब्रु-2018 | 3 | संपूर्ण दस्तऐवजात किरकोळ बदल. |
| 18-ऑगस्ट-2021 | 4 | किरकोळ टेम्पलेट दुरुस्ती. |
STMicroelectronics NV आणि त्याच्या उपकंपन्या (“ST”) ST उत्पादनांमध्ये आणि/किंवा या दस्तऐवजात कोणत्याही वेळी सूचना न देता बदल, सुधारणा, सुधारणा, सुधारणा आणि सुधारणा करण्याचा अधिकार राखून ठेवतात. खरेदीदारांनी ऑर्डर देण्यापूर्वी एसटी उत्पादनांची नवीनतम माहिती मिळवावी. ऑर्डर पावतीच्या वेळी एसटी उत्पादनांची विक्री एसटीच्या अटी व शर्तीनुसार केली जाते. एसटी उत्पादनांची निवड, निवड आणि वापर यासाठी खरेदीदार पूर्णपणे जबाबदार आहेत आणि एसटी अर्ज सहाय्यासाठी किंवा खरेदीदारांच्या उत्पादनांच्या डिझाइनसाठी कोणतेही दायित्व गृहीत धरत नाही.
महत्वाची सूचना – कृपया काळजीपूर्वक वाचा
कोणताही बौद्धिक संपदा अधिकाराचा कोणताही परवाना, व्यक्त किंवा निहित, येथे एसटीकडून मंजूर नाही.
येथे नमूद केलेल्या माहितीपेक्षा वेगळ्या तरतुदींसह एसटी उत्पादनांची पुनर्विक्री अशा उत्पादनासाठी एसटीने दिलेली कोणतीही हमी रद्द करेल.
एसटी आणि एसटी लोगो हे एसटीचे ट्रेडमार्क आहेत. एसटी ट्रेडमार्कबद्दल अतिरिक्त माहितीसाठी, कृपया पहा www.st.com/trademarks. इतर सर्व उत्पादन किंवा सेवा नावे त्यांच्या संबंधित मालकांची मालमत्ता आहेत.
या दस्तऐवजातील माहिती या दस्तऐवजाच्या कोणत्याही आधीच्या आवृत्त्यांमध्ये पूर्वी पुरवलेल्या माहितीची जागा घेते आणि पुनर्स्थित करते.
© 2021 STMicroelectronics – सर्व हक्क राखीव
कागदपत्रे / संसाधने
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 एम्बेडेड STM32 MCU मूल्यांकन मंडळासह प्रगत BLDC नियंत्रक [pdf] वापरकर्ता मॅन्युअल UM2154, STEVAL-SPIN3201 एम्बेडेड STM32 MCU मूल्यांकन मंडळासह प्रगत BLDC नियंत्रक |
