maisha.yaongeza
UM2154
Mwongozo wa mtumiaji
STEVE-SPIN3201: kidhibiti cha hali ya juu cha BLDC na bodi ya tathmini iliyopachikwa ya STM32 MCU
Utangulizi
Ubao wa STEVAL-SPIN3201 ni bodi ya kiendeshi ya DC ya awamu 3 isiyo na brashi kulingana na STSPIN32F0, kidhibiti cha awamu 3 kilicho na STM32 MCU iliyounganishwa, na inatekeleza vipinga 3-shunt kama topolojia ya usomaji ya sasa.
Inatoa suluhisho rahisi kutumia kwa tathmini ya kifaa katika programu tofauti kama vile kifaa cha nyumbani, feni, ndege zisizo na rubani na zana za nguvu.
Ubao umeundwa kwa ajili ya algorithm ya udhibiti inayolengwa na uga yenye vihisi au isiyo na hisia na vihisi vya 3-shunt.
Kielelezo 1. STEVE-SPIN3201 bodi ya tathmini
Mahitaji ya vifaa na programu
Kutumia bodi ya kutathmini ya STEVAL-SPIN3201 kunahitaji programu na maunzi yafuatayo:
- Windows ® PC (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) ya kusakinisha kifurushi cha programu.
- Kebo ndogo ya USB ya kuunganisha ubao wa STEVAL-SPIN3201 kwenye Kompyuta
- Seti ya Maendeleo ya Programu ya Udhibiti wa Magari ya STM32 Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- Gari ya DC ya awamu 3 isiyo na brashi yenye ujazo unaolinganatage na ukadiriaji wa sasa
- Ugavi wa umeme wa nje wa DC.
Kuanza
Ukadiriaji wa juu wa bodi ni kama ifuatavyo.
- Nguvu stage ugavi juzuu yatage (VS) kutoka 8 V hadi 45 V
- Motor awamu ya sasa hadi 15 Silaha
Ili kuanza mradi wako na bodi:
Hatua 1. Angalia nafasi ya jumper kulingana na usanidi wa lengo (angalia Sehemu ya 4.3 Ugunduzi wa Sasa hivi
Hatua 2. Unganisha motor kwa kontakt J3 kutunza mlolongo wa awamu za magari.
Hatua 3. Ugavi wa bodi kwa njia ya pembejeo 1 na 2 ya kiunganishi J2. LED ya DL1 (nyekundu) itawashwa.
Hatua 4. Tengeneza programu yako kwa kutumia Kifaa cha Ukuzaji cha Programu ya Udhibiti wa Magari STM32 Rev Y (X-CUBEMSDK-Y).
Maelezo na usanidi wa vifaa
Kielelezo 2. Vipengele kuu na nafasi za viunganisho zinaonyesha nafasi ya vipengele vikuu na viunganisho kwenye ubao.
Kielelezo 2. Vipengele kuu na nafasi za viunganishi
Jedwali 1. Virukaji vya mipangilio ya maunzi hutoa pinout ya kina ya viunganishi.
Jedwali 1. Virukaji vya kuweka vifaa
| Mrukaji | Mipangilio inayoruhusiwa | Hali chaguomsingi |
| JP1 | Uteuzi wa VREG iliyounganishwa na V motor | FUNGUA |
| JP2 | Ugavi wa umeme wa kuchagua uliounganishwa na usambazaji wa umeme wa DC | IMEFUNGWA |
| JP3 | Ugavi wa kisimbaji cha Ukumbi kwa usambazaji wa umeme wa USB (1) / VDD (3). | 1 – 2 IMEFUNGWA |
| JP4 | Uteuzi wa kuweka upya ST-LINK (U4) | FUNGUA |
| JP5 | Selection PA2 iliyounganishwa na Hall 3 | IMEFUNGWA |
| JP6 | Selection PA1 iliyounganishwa na Hall 2 | IMEFUNGWA |
| JP7 | Selection PA0 iliyounganishwa na Hall 1 | IMEFUNGWA |
Jedwali 2. Viunga vingine, jumper, na maelezo ya pointi za mtihani
|
Jina |
Bandika | Lebo |
Maelezo |
| J1 | 1 - 2 | J1 | Ugavi wa umeme wa magari |
| J2 | 1 - 2 | J2 | Ugavi wa umeme wa kifaa (VM) |
| J3 | 1 - 2 - 3 | U, V, W | Uunganisho wa awamu za motor za BLDC za awamu 3 |
| J4 | 1 - 2 - 3 | J4 | Kiunganishi cha vitambuzi vya ukumbi/kisimbaji |
| 4 - 5 | J4 | Vihisi vya ukumbi/usambazaji wa kisimbaji | |
| J5 | – | J5 | Ingizo la USB ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | Ugavi wa umeme wa ST-LINK |
| 2 | CLK | SWCLK ya ST-LINK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | SWDIO ya ST-LINK | |
| J7 | 1 - 2 | J7 | Mkokoteni |
| J8 | 1 - 2 | J8 | Weka upya ST-LINK |
| TP1 | – | GREG | 12 V juzuutagpato la mdhibiti |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | KASI | Pato la potentiometer ya kasi |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (matokeo ya kuchagua-amp hisia 1) |
| TP6 | – | V-BASI | Maoni ya VBus |
| TP7 | – | OUT_U | Pato U |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (matokeo ya kuchagua-amp hisia 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (matokeo ya kuchagua-amp hisia 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | Pato V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | Pato W |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | Kiwango cha USBtage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Circuit maelezo
STEVAL-SPIN3201 hutoa suluhisho kamili la 3-shunt FOC linaloundwa na STSPIN32F0 - kidhibiti cha hali ya juu cha BLDC chenye STM32 MCU iliyopachikwa - na umeme wa nusu-daraja mara tatu.tage na NMOS STD140N6F7.
STSPIN32F0 inazalisha kwa uhuru ujazo wote unaohitajikatages: kigeuzi cha ndani cha DC/DC hutoa 3V3 na kidhibiti cha mstari wa ndani hutoa 12 V kwa viendeshaji lango.
Hali ya sasa ya ishara ya maoni inafanywa kwa njia ya tatu ya uendeshaji amplifiers zilizopachikwa kwenye kifaa na mlinganisho wa ndani hufanya ulinzi wa overcurrent dhidi ya resistors shunt.
Vifungo viwili vya mtumiaji, LED mbili, na kipunguza vinapatikana ili kutekeleza miingiliano rahisi ya mtumiaji (kwa mfano, kuanzia/ kusimamisha injini na kuweka kasi inayolengwa).
Ubao wa STEVAL-SPIN3201 unaauni kisimbaji cha quadrature na vitambuzi vya Ukumbi wa dijiti kama maoni ya nafasi ya gari.
Ubao unajumuisha ST-LINK-V2 inayomruhusu mtumiaji kutatua na kupakua programu dhibiti bila zana yoyote ya ziada ya maunzi.
4.1 Sensor ya kasi ya gari kwenye ukumbi/encoder
Bodi ya tathmini ya STEVAL-SPIN3201 inasaidia Ukumbi wa dijiti na vitambuzi vya kisimbaji cha quadrature kama maoni ya nafasi ya gari.
Sensorer zinaweza kuunganishwa kwa STSPIN32F0 kupitia kiunganishi cha J4 kilichoorodheshwa
Jedwali 3. Kiunganishi cha ukumbi / encoder (J4).
| Jina | Bandika | Maelezo |
| Ukumbi1/A+ | 1 | Kihisi cha ukumbi 1/kisimbaji nje A+ |
| Ukumbi2/B+ | 2 | Kihisi cha ukumbi 2/encoder nje B+ |
| Ukumbi3/Z+ | 3 | Kihisi cha ukumbi 3/maoni ya sifuri ya kisimbaji |
| Sensor ya VDD | 4 | Ugavi wa sensorer ujazotage |
| GND | 5 | Ardhi |
Kinga ya mfululizo wa ulinzi wa 1 kΩ imewekwa katika mfululizo na matokeo ya kihisi.
Kwa sensorer zinazohitaji kuvuta nje, vipinga vitatu vya 10 kΩ tayari vimewekwa kwenye mistari ya pato na kushikamana na voli ya VDD.tage. Kwenye mistari hiyo hiyo, alama ya miguu ya vipinga vya kuvuta-chini inapatikana pia.
Jumper JP3 huchagua usambazaji wa nguvu kwa usambazaji wa sensortage:
- Rukia kati ya pini 1 – pini 2: Vihisi vya ukumbi vinavyoendeshwa na VUSB (5 V)
- Rukia kati ya pini 1 – pini 2: Vihisi vya ukumbi vinavyoendeshwa na VDD (3.3 V)
Mtumiaji anaweza kutenganisha matokeo ya vitambuzi kutoka kwa viruka vya kufungua vya MCU GPIO JP5, JP6, na JP7.
4.2 Hisia za sasa
Katika ubao wa STEVAL-SPIN3201, hali ya sasa ya mawimbi ya kuhisi inafanywa kupitia njia tatu za uendeshaji. amplifiers iliyopachikwa kwenye kifaa STSPIN32F0.
Katika maombi ya kawaida ya FOC, mikondo katika madaraja matatu ya nusu huhisiwa kwa kutumia shunt resistor kwenye chanzo cha kila kubadili nguvu ya upande wa chini. Hisia voltagishara za e hutolewa kwa kibadilishaji cha analogi hadi dijiti ili kufanya hesabu ya matrix inayohusiana na mbinu fulani ya udhibiti. Ishara hizo za hisia kawaida hubadilishwa na ampimetolewa na op-amps ili kutumia anuwai kamili ya ADC (rejelea Mchoro 3. Mpango wa sasa wa kuhisi ex.ample).
Kielelezo 3. Mpango wa sasa wa hisi kwa mfanoample
Ishara za hisia zinapaswa kuhamishwa na kuwekwa katikati kwenye VDD/2 voltage (kuhusu 1.65 V) na amplified tena ambayo hutoa ulinganifu kati ya dhamana ya juu zaidi ya mawimbi inayohisiwa na masafa kamili ya ADC.
Juzuutage kuhama stage huleta upunguzaji (1/Gp) wa mawimbi ya maoni ambayo, pamoja na faida ya usanidi usiogeuza (Gn, iliyowekwa na Rn na Rf), huchangia faida ya jumla (G). Kama ilivyoelezwa tayari, lengo ni kuanzisha jumla ampfaida ya mtandao wa liification (G) ili voltage kwenye kipinga cha shunt kinacholingana na kiwango cha juu cha sasa cha motor kinachoruhusiwa (Thamani ya kilele cha ISmax ya sasa iliyokadiriwa ya motor) inafaa safu ya vol.taginaweza kusomwa na ADC.
Kumbuka kwamba, mara G inaporekebishwa, ni bora kuisanidi kwa kupunguza attenuation ya awali 1/Gp iwezekanavyo na, kwa hivyo faida ya Gn. Hii ni muhimu sio tu kuongeza ishara kwa uwiano wa kelele lakini pia kupunguza athari za op-amp urekebishaji wa asili kwenye pato (sawa na Gn).
Faida na mgawanyiko juzuu yatage (VOPOut, pol) bainisha safu ya uendeshaji ya saketi ya sasa ya kuhisi:
Wapi:
- IS- = upeo wa sasa wa chanzo
- IS+ = kiwango cha juu cha sasa kilichozama ambacho kinaweza kuhisiwa na mzunguko.
Jedwali 4. STEVE-SPIN3201 op-ampmtandao wa ubaguzi
|
Kigezo |
Sehemu ya kumbukumbu | Ufunuo 1 |
Ufunuo 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 | pF 100 | NM |
| G | – | 7.74 | 7.70 |
| VOPout, pol | – | 1.74 V | 1.65 V |
4.3 Utambuzi wa kupita kiasi
Bodi ya tathmini ya STEVAL-SPIN3201 hutumia ulinzi wa ziada kulingana na kilinganishi cha OC kilichojumuishwa cha STSPIN32F0. Vipimo vya shunt hupima sasa mzigo wa kila awamu. Vipingamizi R50, R51, na R52 huleta ujazotage ishara zinazohusiana na kila mzigo wa sasa kwenye pini ya OC_COMP. Wakati kilele cha sasa kinapita katika moja ya awamu tatu kinazidi kizingiti kilichochaguliwa, kilinganishi kilichounganishwa kinaanzishwa na swichi zote za nguvu za upande wa juu zimezimwa. Swichi za nguvu za upande wa juu zinawezeshwa tena wakati sasa iko chini ya kizingiti, na hivyo kutekeleza ulinzi wa overcurrent.
Viwango vya sasa vya bodi ya tathmini ya STEVAL-SPIN3201 vimeorodheshwa katika
Jedwali 5. Vizingiti vya kupita kiasi.
| PF6 | PF7 | Comprex ya ndani. kizingiti | Kiwango cha juu cha OC |
| 0 | 1 | 100 mv | 20 A |
| 1 | 0 | 250 mv | 65 A |
| 1 | 1 | 500 mv | 140 A |
Vizingiti hivi vinaweza kubadilishwa kwa kubadilisha upinzani wa upendeleo wa R43. Inashauriwa kuchagua R43 ya juu kuliko 30 kΩ. Ili kukokotoa thamani ya R43 kwa kikomo cha sasa kinacholengwa cha IOC, fomula ifuatayo inaweza kutumika:
ambapo OC_COMPth ni juzuutagkizingiti cha kilinganishi cha ndani (kilichochaguliwa na PF6 na PF7), na VDD ni ujazo wa usambazaji wa dijiti wa 3.3 V.tage zinazotolewa na kigeuzi cha ndani cha DCDC.
Kuondoa R43, fomula ya sasa ya kizingiti inarahisishwa kama ifuatavyo:
4.4 Juzuu ya basitage mzunguko
Bodi ya tathmini ya STEVAL-SPIN3201 hutoa ujazo wa basitage kuhisi. Ishara hii inatumwa kwa njia ya voltagkigawanyiko cha e kutoka kwa ujazo wa injinitage (VBUS) (R10 na R16) na kutumwa kwa PB1 GPIO (channel 9 ya ADC) ya MCU iliyopachikwa. Ishara pia inapatikana kwenye TP6.
4.5 Kiolesura cha mtumiaji wa maunzi
Bodi inajumuisha vitu vifuatavyo vya kiolesura cha maunzi:
- Potentiometer R6: huweka kasi inayolengwa, kwa mfanoample
- Badili SW1: huweka upya STSPIN32F0 MCU na ST-LINK V2
- Badilisha SW2: kitufe cha mtumiaji 1
- Badilisha SW3: kitufe cha mtumiaji 2
- LED DL3: Mtumiaji LED 1 (pia huwashwa wakati kitufe cha 1 kinapobofya)
- LED DL4: Mtumiaji LED 2 (pia huwashwa wakati vitufe 2 vya mtumiaji vimebonyezwa)
4.6 Utatuzi
Bodi ya tathmini ya STEVAL-SPIN3201 hupachika kitatuzi/kipanga programu cha ST-LINK/V2-1. Vipengele vinavyotumika kwenye ST-LINK ni:
- Uhesabuji upya wa programu ya USB
- Kiolesura cha bandari cha com kwenye USB kilichounganishwa kwa pini za PB6/PB7 za STSPIN32F0 (UART1)
- Kiolesura cha kuhifadhi wingi kwenye USB
Ugavi wa umeme kwa ST-LINK hutolewa na kompyuta mwenyeji kupitia kebo ya USB iliyounganishwa kwenye J5.
LED LD2 hutoa taarifa ya hali ya mawasiliano ya ST-LINK: - LED nyekundu inamulika polepole: inawashwa kabla ya kuanzishwa kwa USB
- LED nyekundu inamulika haraka: kufuatia mawasiliano sahihi ya kwanza kati ya Kompyuta na ST-LINK/V2-1 (hesabu)
- LED Nyekundu IMEWASHWA: uanzishaji kati ya Kompyuta na ST-LINK/V2-1 umekamilika
- LED ya Kijani IMEWASHWA: uanzishaji wa mawasiliano lengwa kwa mafanikio
- Kumulika kwa LED nyekundu/kijani: wakati wa mawasiliano na lengwa
- Kijani IMEWASHWA: mawasiliano yamekamilika na yamefaulu
Kitendaji cha kuweka upya kimetenganishwa na ST-LINK kwa kuondoa jumper J8.
Historia ya marekebisho
Jedwali 6. Historia ya marekebisho ya hati
| Tarehe | Marekebisho | Mabadiliko |
| 12-Des-20161 | 1 | Kutolewa kwa awali. |
| 23-Nov-2017 | 2 | Imeongezwa Sehemu ya 4.2: Hisia za sasa kwenye ukurasa wa 7. |
| 27-Feb-2018 | 3 | Marekebisho madogo katika hati nzima. |
| 18-Ago-2021 | 4 | Marekebisho madogo ya kiolezo. |
STMicroelectronics NV na kampuni zake tanzu (“ST”) inahifadhi haki ya kufanya mabadiliko, masahihisho, uboreshaji, marekebisho na uboreshaji wa bidhaa za ST na/au kwa hati hii wakati wowote bila taarifa. Wanunuzi wanapaswa kupata taarifa muhimu kuhusu bidhaa za ST kabla ya kuagiza. Bidhaa za ST zinauzwa kwa mujibu wa sheria na masharti ya ST ya mauzo yaliyopo wakati wa uthibitishaji wa agizo. Wanunuzi wanawajibika kikamilifu kwa uchaguzi, uteuzi na matumizi ya bidhaa za ST na ST haichukui dhima yoyote kwa usaidizi wa maombi au muundo wa bidhaa za Wanunuzi.
ILANI MUHIMU - TAFADHALI SOMA KWA UMAKINI
Hakuna leseni, iliyoelezwa au iliyodokezwa, kwa haki yoyote ya uvumbuzi inayotolewa na ST humu.
Uuzaji wa bidhaa za ST zenye masharti tofauti na maelezo yaliyoelezwa hapa yatabatilisha udhamini wowote uliotolewa na ST kwa bidhaa hiyo.
ST na nembo ya ST ni alama za biashara za ST. Kwa maelezo ya ziada kuhusu chapa za biashara za ST, tafadhali rejelea www.st.com/trademarks. Majina mengine yote ya bidhaa au huduma ni mali ya wamiliki husika.
Maelezo katika waraka huu yanachukua nafasi na kuchukua nafasi ya maelezo yaliyotolewa awali katika matoleo yoyote ya awali ya hati hii.
© 2021 STMicroelectronics - Haki zote zimehifadhiwa
Nyaraka / Rasilimali
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 Kidhibiti cha Juu cha BLDC chenye Bodi ya Tathmini ya STM32 MCU Iliyopachikwa [pdf] Mwongozo wa Mtumiaji UM2154, STEVAL-SPIN3201 Kidhibiti cha Juu cha BLDC chenye Bodi ya Tathmini ya STM32 MCU Iliyopachikwa |
