olaga.faaopoopoina
UM2154
Fa'aoga tusi lesona
STEVE-SPIN3201: fa'atonu BLDC sili atu ma fa'apipi'i STM32 MCU komiti su'esu'e
Folasaga
O le STEVAL-SPIN3201 laupapa o se 3-vaega brushless DC afi avetaavale laupapa faavae i luga o le STSPIN32F0, se 3-vaega pule ma se tuufaatasia STM32 MCU, ma faatino 3-shunt tetee e pei o le taimi nei faitau topology.
E maua ai se fofo faigofie-e fa'aoga mo le iloiloga o le masini i fa'aoga eseese e pei o le mea faigaluega fale, tagata fiafia, drones, ma meafaigaluega eletise.
O le laupapa ua mamanuina mo le faʻaogaina o le fanua e faʻaogaina le algorithm faʻatasi ma le 3-shunt sensing.
Ata 1. STEVE-SPIN3201 komiti iloiloga
Meafaigaluega ma polokalame mana'omia
O le fa'aogaina o le STEVAL-SPIN3201 komiti su'esu'e e mana'omia ai polokalame ma meafaigaluega nei:
- O se Windows ® PC (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) e fa'apipi'i ai le pusa polokalama
- O se uaea USB mini-B e fa'afeso'ota'i le laupapa STEVAL-SPIN3201 i le PC
- O le STM32 Motor Control Software Development Kit Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- Ose afi 3-fase brushless DC ma se vol fetauitage ma fua fa'atatau o iai nei
- Se sapalai eletise DC fafo.
Amataina
O le maualuga o fa'ailoga o le laupapa o lo'o taua i lalo:
- Malosi stage sapalai voltage (VS) mai le 8 V i le 45 V
- Ole vaega ole afi ile 15 Arms
Ina ia amata lau poloketi i le laupapa:
Laa 1. Siaki le tulaga osooso e tusa ai ma le faʻatulagaga faʻatatau (silasila i le Vaega 4.3 Su'esu'ega ova
Laa 2. Faʻafesoʻotaʻi le afi i le fesoʻotaʻiga J3 tausia lelei le faʻasologa o vaega afi.
Laa 3. Tuuina atu le laupapa e ala i le mea faʻaoga 1 ma le 2 o le fesoʻotaʻiga J2. O le DL1 (mumu) LED o le a ki.
Laa 4. Fausia lau talosaga e fa'aaoga ai le STM32 Motor Control Software Development Kit Rev Y (X-CUBEMCSDK-Y).
Fa'amatalaga ma fa'atulagaina o meafaigaluega
Ata 2. O vaega autu ma tulaga o feso'ota'iga e fa'aalia ai le tulaga o vaega autu ma feso'ota'iga i luga o le laupapa.
Ata 2. Vaega autu ma tulaga so'otaga
Laulau 1. O mea fa'apipi'i fa'apipi'i e maua ai fa'amatalaga au'ili'ili o feso'ota'iga.
Laulau 1. Mea fa'apipi'i fa'apipi'i
| Tagata osooso | Fa'ataga fa'atonuga | Tulaga masani |
| JP1 | Filifiliga o le VREG e fesoʻotaʻi ma le afi V | TATALA |
| JP2 | Filifiliga afi afi sapalai fesoʻotaʻi i DC sapalai eletise | TAPIINA |
| JP3 | Filifiliga Hall encoder sapalai i le USB (1) / VDD (3) sapalai eletise | 1 – 2 TAPIINA |
| JP4 | Toe setiina o le filifiliga o le ST-LINK (U4) | TATALA |
| JP5 | Filifilia PA2 feso'ota'i ile Hall 3 | TAPIINA |
| JP6 | Filifilia PA1 feso'ota'i ile Hall 2 | TAPIINA |
| JP7 | Filifilia PA0 feso'ota'i ile Hall 1 | TAPIINA |
Laulau 2. O isi feso'ota'iga, osooso, ma fa'amatalaga o su'ega
|
Igoa |
Pin | Fa'ailoga |
Fa'amatalaga |
| J1 | 1 – 2 | J1 | Sapalai afi afi |
| J2 | 1 – 2 | J2 | Fa'atonuga autu o le masini (VM) |
| J3 | 1 – 2 – 3 | U, V, W | 3-vaega BLDC afi afi feso'ota'iga |
| J4 | 1 – 2 – 3 | J4 | Feso'ota'i masini fa'afale/encoder |
| 4 – 5 | J4 | Sapalai Hall sensor/encoder | |
| J5 | – | J5 | USB fa'aoga ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | ST-LINK sapalai eletise |
| 2 | CLK | SWCLK o ST-LINK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | SWDIO o ST-LINK | |
| J7 | 1 – 2 | J7 | TATA |
| J8 | 1 – 2 | J8 | ST-LINK toe setiina |
| TP1 | – | GREG | 12 V voltagu fa'atonu galuega faatino |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | SAOTI | Saosaoa potentiometer gaosiga |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (fa'atinoina galuega-amp lagona 1) |
| TP6 | – | V-PUS | VBus manatu faaalia |
| TP7 | – | OUT_U | Vaega U |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (fa'atinoina galuega-amp lagona 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (fa'atinoina galuega-amp lagona 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | Vaega V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | Galuega Fa'atino W |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | USB voltage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Faamatalaga faʻasalalau
O le STEVAL-SPIN3201 e maua ai le 3-shunt FOC fofo atoa e aofia ai le STSPIN32F0 - faʻatonu BLDC faʻaleleia ma le STM32 MCU faʻapipiʻi - ma le tolu afa-alalaupapa eletise s.tagfa'atasi ma le NMOS STD140N6F7.
O le STSPIN32F0 e tu'ufua uma le sapalai mana'omia voltages: o le DC/DC buck converter i totonu e maua ai le 3V3 ma se fa'atonu laina i totonu e maua ai le 12 V mo avetaavale faitotoa.
O le fa'atulagaina o fa'ailoga fa'aalia o lo'o i ai nei o lo'o fa'atinoina e ala i le tolu o fa'agaioiga ampLifiers fa'apipi'i i totonu o le masini ma se fa'atusatusaga fa'alotoifale e fa'atino ai le puipuiga o le so'o o le a'a mai shunt resistors.
E lua fa'aoga fa'aoga, lua LED, ma se pa'u fa'apipi'i o lo'o avanoa e fa'atino ai feso'ota'iga fa'aoga faigofie (fa'ata'ita'iga, amata/tu le afi ma fa'atulaga le saoasaoa fa'atatau).
O le STEVAL-SPIN3201 laupapa e lagolagoina le quadrature encoder ma numera Hall sensors e fai ma tali i tulaga tau afi.
O le laupapa e aofia ai le ST-LINK-V2 e mafai ai e le tagata faʻaoga ona faʻapipiʻi ma download firmware e aunoa ma se meafaigaluega faʻapipiʻi.
4.1 Hall/encoder afi saoasaoa masini
E lagolagoina e le STEVAL-SPIN3201 le komiti su'esu'e le masini numera Hall ma quadrature encoder sensors e fai ma tali i le tulaga tau afi.
E mafai ona fa'afeso'ota'i masini i le STSPIN32F0 e ala ile feso'ota'iga J4 o lo'o lisiina i totonu
Laulau 3. Feso'ota'i Hall/encoder (J4).
| Igoa | Pin | Fa'amatalaga |
| Hall1/A+ | 1 | Hall sensor 1/encoder out A+ |
| Hall2/B+ | 2 | Hall sensor 2/encoder out B+ |
| Hall3/Z+ | 3 | Hall sensor 3/encoder leai ni manatu faaalia |
| VDD masini | 4 | Sapalai masini voltage |
| GND | 5 | eleele |
O se fa'asologa o le puipuiga o le 1 kΩ o lo'o fa'apipi'iina i se fa'asologa fa'atasi ai ma mea e maua ai le fa'alogo.
Mo masini e manaʻomia se toso i fafo, tolu 10 kΩ tetee ua uma ona faʻapipiʻiina i luga o laina faʻapipiʻi ma fesoʻotaʻi i le VDD voltagu. I luga o laina tutusa, o loʻo avanoa foʻi se tulagavae mo le toso i lalo.
E filifilia e le tagata osooso JP3 le sapalai eletise mo le voltage:
- Fa'aoso i le va o le pine 1 – pine 2: Fa'alogo o le Hall e fa'aola e le VUSB (5 V)
- Fa'aoso i le va o le pine 1 – pine 2: Fa'alogo o le Hall e fa'amalosia e le VDD (3.3 V)
E mafai e le tagata fa'aoga ona motusia mea e maua mai i le MCU GPIO tatala osooso JP5, JP6, ma JP7.
4.2 Fa'alogoina i le taimi nei
I totonu o le STEVAL-SPIN3201 laupapa, o le faʻaogaina o faʻailoga o loʻo i ai nei o loʻo faia e ala i le tolu o faʻatinoga. amplifiers fa'apipi'i i totonu ole masini STSPIN32F0.
I se fa'aoga masani a le FOC, o le au i totonu o afa-alalaupapa e tolu o lo'o lagona i le fa'aogaina o se fa'amalo i luga o le puna o ki lalo o le eletise. O le lagona voltage tu'uina atu fa'ailoga i se fa'aliliu analog-i-numera e fa'atino ai le fa'atusatusaga o le matrix e feso'ota'i ma se metotia fa'atonu. O na faailoilo lagona e masani lava ona suia ma ampfa'ailoa mai e le fa'apolopoloamps ina ia mafai ona fa'aogaina le aofa'iga atoa o le ADC (silasila i le Ata 3.ampLe).
Ata 3. Faiga fa'alogoina o lo'o iai neiample
E tatau ona fesuia'i ma fa'atotonu fa'ailoga lagona ile VDD/2 voltage (e tusa ma le 1.65 V) ma amptoe fa'aola lea e maua ai le fa'atusatusaga i le va o le maualuga o le tau o le fa'ailoga fa'alogoina ma le fa'asologa atoa o le ADC.
Le voltagu fesuia'i stage fa'ailoa mai ai le fa'alumaina (1/Gp) o le fa'ailo fa'amatalaga lea, fa'atasi ai ma le mauaina o le fa'atonuga e le fa'aliliuina (Gn, fa'amauina e Rn ma Rf), e saofagā i le aofa'iga o tupe maua (G). E pei ona taʻua muamua, o le sini o le faʻavaeina o le aotelega ampLification network gain (G) ina ia le voltage i luga o le shunt resistor e fetaui ma le maualuga o le afi faʻatagaina le taimi nei (ISmax tau maualuga o le afi faʻatatau i le taimi nei) fetaui ma le tele o vol.tage mafai ona faitau e le ADC.
Manatua o le taimi lava e faʻamautu ai le G, e sili atu le faʻapipiʻiina e ala i le faʻaititia o le attenuation muamua 1/Gp i le tele e mafai ai ma, o le mea lea e maua ai le Gn. E taua tele lenei mea e le gata ina faʻateleina le faailo e ala i le pisa o le pisa ae faʻaitiitia ai foi le aafiaga o le op-amp fa'aleaogaina fa'aletupe i le fa'atinoga (fa'atatau i le Gn).
O le maua ma le polarization voltage (VOPout, pol) fuafua le fa'aogaina o le va'aiga o le va'aiga o lo'o iai nei:
O fea:
- IS- = pito sili ona maua mai le taimi nei
- IS+ = le maualuga o le taimi ua goto e mafai ona lagona e le matagaluega.
Laulau 4. STEVE-SPIN3201 op-amps polarization network
|
Parameter |
Fa'amatalaga vaega | Faaa 1 |
Faaa 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 Su'esu'ega ova
O le STEVAL-SPIN3201 komiti iloiloga e faʻatinoina le puipuiga ovaʻa faʻavae i luga o le STSPIN32F0 faʻapipiʻi OC faʻatusatusa. Shunt resistors e fuaina le uta o le taimi nei o vaega taitasi. O le tetee R50, R51, ma le R52 e aumaia le voltage fa'ailoga e feso'ota'i ma uta ta'itasi i le pine OC_COMP. Pe a sili atu le maualuga o le taimi nei o loʻo tafe i se tasi o vaega e tolu i luga o le faʻailoga filifilia, o le faʻatusatusa tuʻufaʻatasia e faʻaosoina ma faʻamalo uma ki o le itu maualuga. E toe fa'agaoioi le suiga o le eletise maualuga pe a pa'ū le taimi nei i lalo o le faitoto'a, ma fa'apea ona fa'atinoina le puipuiga o le ova.
O lo'o lisiina atu i totonu le fa'ailoga o le taimi nei mo le STEVAL-SPIN3201 iloiloga
Fuafuaga 5. Fa'ailoga maualuga.
| PF6 | PF7 | Faiga fa'alotoifale. faitoto'a | OC paepae |
| 0 | 1 | 100 mV | 20 A |
| 1 | 0 | 250 mV | 65 A |
| 1 | 1 | 500 mV | 140 A |
O nei fa'ailoga e mafai ona suia e ala i le suia o le R43 fa'aituau tetee. E fautuaina e filifili R43 maualuga atu nai lo le 30 kΩ. Ina ia mafai ona faʻatatau le tau o le R43 mo se faʻatapulaʻa o loʻo i ai nei IOC, e mafai ona faʻaogaina le fua faʻatatau:
lea OC_COMPth o le voltage paepae o le fa'atusatusaga i totonu (filifilia e le PF6 ma le PF7), ma le VDD o le 3.3 V numera sapalai vol.tage saunia e le DCDC buck converter i totonu.
Ave'esea le R43, o le fua fa'atatau o lo'o iai nei e fa'afaigofie e fa'apea:
4.4 Pasi voltagu matagaluega
O le STEVAL-SPIN3201 komiti iloiloga e maua ai le pasi voltagu lagona. O lenei faailo e auina atu e ala i se voltage vaevae mai le afi sapalai voltage (VBUS) (R10 ma R16) ma auina atu i le PB1 GPIO (ala 9 o le ADC) o le MCU faʻapipiʻi. O lo'o maua fo'i le fa'ailoga ile TP6.
4.5 Fa'aoga fa'aoga meafaigaluega
O le laupapa e aofia ai mea nei fa'aoga fa'aoga meafaigaluega:
- Potentiometer R6: fa'atulaga le saoasaoa fa'atatau, mo fa'ata'ita'igaample
- Suiga SW1: toe setiina STSPIN32F0 MCU ma ST-LINK V2
- Suiga SW2: fa'aoga faamau 1
- Suiga SW3: fa'aoga faamau 2
- LED DL3: fa'aoga LED 1 (fa'aola fo'i pe a oomi le fa'amau 1)
- LED DL4: fa'aoga LED 2 (e ki fo'i pe a oomi fa'amau e 2)
4.6 Debug
O le STEVAL-SPIN3201 iloiloga laupapa fa'apipi'i se ST-LINK/V2-1 debugger/programmer. O vaega o lo'o lagolagoina ile ST-LINK o:
- USB software toe fa'avasegaina
- Feso'ota'iga feso'ota'iga feso'ota'iga i luga ole USB e feso'ota'i ile pine PB6/PB7 ole STSPIN32F0 (UART1)
- Fa'amatalaga fa'aputuga tele ile USB
O le eletise mo le ST-LINK e tuʻuina atu e le PC talimalo e ala i le USB cable e fesoʻotaʻi ma le J5.
O le LED LD2 e maua ai ST-LINK fa'amatalaga tulaga tau feso'ota'iga: - Emo fa'agesegese le moli mūmū: i le fa'aola a'o le'i amataina le USB
- Emo vave le moli mumu: mulimuli i fesootaiga sa'o muamua i le va o le PC ma le ST-LINK/V2-1 (fa'asologa)
- LULA MUMULA ON: ua mae'a le amataga ile va ole PC ma le ST-LINK/V2-1
- LED lanu meamata ON: manuia le amataina o feso'ota'iga
- Uila mumu / lanu meamata moli: i le taimi o fesootaiga ma le sini
- Green ON: ua mae'a feso'ota'iga ma manuia
O le toe setiina galuega ua motusia mai le ST-LINK e ala i le aveesea o le jumper J8.
Toe iloilo tala'aga
Laulau 6. Tala'aga o le toe iloiloga o pepa
| Aso | Toe Iloiloga | Suiga |
| 12-Tes-20161 | 1 | Fa'asalalauga muamua. |
| 23-Nov-2017 | 2 | Faaopoopo Vaega 4.2: Fa'alogoina o lo'o iai i le itulau 7. |
| 27-Feb-2018 | 3 | Laiti suiga i le pepa atoa. |
| 18-Aoku-2021 | 4 | Fa'asa'oga laiti. |
STMicroelectronics NV ma ona lala ("ST") fa'aagaga le aia e fai ai suiga, fa'asa'oga, fa'aleleia, fa'aleleia, ma fa'aleleia atili i oloa ST ma/po'o lenei pepa i so'o se taimi e aunoa ma se fa'aaliga. E tatau i tagata fa'atau ona maua fa'amatalaga talafeagai lata mai i oloa ST a'o le'i tu'uina atu oka. O oloa ST o lo'o fa'atau atu e tusa ai ma tu'utu'uga ma aiaiga a le ST o lo'o fa'atau atu i le taimi e fa'ailoa ai le oka. E na'o le au fa'atau le filifiliga, filifiliga, ma le fa'aogaina o oloa ST ma e leai se noataga a le ST mo fesoasoani talosaga po'o le mamanu o oloa a Tagata Fa'atau.
FAʻAALIGA AUTU - FAITAU FAITAU MA LE FAʻAMANATU
Leai se laisene, fa'aalia pe fa'aalia, i so'o se aia tatau tau le atamai ua fa'atagaina e ST i totonu.
Toe fa'atauina atu oloa ST ma aiaiga e ese mai fa'amatalaga o lo'o fa'ailoa mai i inei e tatau ona fa'aleaogaina ai so'o se fa'ataga na tu'uina atu e ST mo ia oloa.
ST ma le logo ST o fa'ailoga fa'ailoga a ST. Mo fa'amatalaga fa'aopoopo e uiga i fa'ailoga ST, fa'amolemole va'ai i www.st.com/trademarks. O isi igoa uma o oloa po'o auaunaga o le meatotino a latou lava tagata.
O fa'amatalaga i totonu o lenei pepa e suitulaga ma suia fa'amatalaga na tu'uina atu muamua i so'o se lomiga muamua o lenei pepa.
© 2021 STMicroelectronics – Ua taofia aia tatau uma
Pepa / Punaoa
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ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 Advanced BLDC Pule fa'atasi ma le STM32 MCU Iloiloga Fa'atonu. [pdf] Tusi Taiala UM2154, STEVAL-SPIN3201 Advanced BLDC Pule fa'atasi ma le STM32 MCU Iloiloga Fa'atonu. |
