зиндагӣ. зиёд карда шуд
UM2154
Дастури корбар
STEVE-SPIN3201: контролери пешрафтаи BLDC бо тахтаи арзёбии STM32 MCU
Муқаддима
Тахтаи STEVAL-SPIN3201 як тахтаи ронандаи муҳаррики 3-марҳилаи бе хасу DC дар асоси STSPIN32F0, контролери 3-марҳила бо ҳамгирошудаи STM32 MCU мебошад ва резисторҳои 3-шунтро ҳамчун топологияи хониши ҷорӣ амалӣ мекунад.
Он ҳалли осони истифодашавандаро барои арзёбии дастгоҳ дар барномаҳои гуногун, аз қабили асбобҳои маишӣ, мухлисон, дронҳо ва асбобҳои барқӣ пешниҳод мекунад.
Тахта барои алгоритми идоракунии сенсорӣ ё сенсорӣ, ки ба саҳро нигаронида шудааст, бо ҳисси 3-шунт пешбинӣ шудааст.
Тасвири 1. Шӯрои арзёбии STEVE-SPIN3201
Талаботи сахтафзор ва нармафзор
Истифодаи Шӯрои арзёбии STEVAL-SPIN3201 нармафзор ва сахтафзори зеринро талаб мекунад:
- Компютери Windows ® (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) барои насб кардани бастаи нармафзор
- Сими USB mini-B барои пайваст кардани тахтаи STEVAL-SPIN3201 ба компютер
- Маҷмӯаи таҳияи нармафзори идоракунии мотор STM32 Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- 3-марҳилаи муҳаррики DC бе brushless бо ҳаҷми мувофиқtage ва рейтингҳои ҷорӣ
- Таъмини нерӯи доимии беруна.
Сар кардани кор
Рейтингҳои максималии шӯро инҳоянд:
- Қувваи сtagтаъминоти электронӣ ҷtagд (VS) аз 8 В то 45 В
- Ҷараёни марҳилаи мотор то 15 силоҳ
Барои оғози лоиҳаи худ бо тахта:
Қадам 1. Мавқеи jumperро мувофиқи конфигуратсияи мақсаднок санҷед (ниг. Бахши 4.3 Муайян кардани ҷараёни аз ҳад зиёд
Қадам 2. Моторро ба пайвасткунаки J3 пайваст кунед, бо назардошти пайдарпайии фазаҳои мотор.
Қадам 3. Тахтаро тавассути вуруди 1 ва 2-и пайвасткунаки J2 таъмин кунед. LED DL1 (сурх) фурӯзон мешавад.
Қадам 4. Барномаи худро бо истифода аз маҷмӯаи таҳияи нармафзори идоракунии Motor STM32 Rev Y таҳия кунед (X-CUBEMCSDK-Y).
Тавсифи сахтафзор ва конфигуратсия
Расм 2. Қисмҳои асосӣ ва мавқеи пайвасткунакҳо мавқеи ҷузъҳои асосӣ ва пайвасткунакҳоро дар тахта нишон медиҳанд.
Расм 2. Ҷузъҳои асосӣ ва мавқеи пайвасткунакҳо
Ҷадвали 1. Ҷузъҳои танзимоти сахтафзор pinout муфассали пайвасткунакҳоро таъмин мекунанд.
Ҷадвали 1. Ҷойгиркунии сахтафзор
| Чаппер | Конфигуратсияҳои иҷозатдодашуда | Ҳолати пешфарз |
| JP1 | Интихоби VREG ба мотори V пайваст | КУШОДА |
| JP2 | Интихоби муҳаррики қувваи барқ, ки ба таъминоти барқи DC пайваст шудааст | ПУШТАНД |
| JP3 | Таъмини рамзгузори Толори Интихоб ба USB (1) / VDD (3) таъминоти барқ | 1 – 2 Пӯшида |
| JP4 | Барқарорсозии интихоби ST-LINK (U4) | КУШОДА |
| JP5 | Интихоби PA2 ба Толори 3 пайваст | ПУШТАНД |
| JP6 | Интихоби PA1 ба Толори 2 пайваст | ПУШТАНД |
| JP7 | Интихоби PA0 ба Толори 1 пайваст | ПУШТАНД |
Ҷадвали 2. Тавсифи дигар пайвасткунакҳо, jumper ва нуқтаҳои санҷиш
|
Ном |
Пин | Нишон |
Тавсифи |
| J1 | 1 – 2 | J1 | Таъмини қувваи мотор |
| J2 | 1 – 2 | J2 | Таъмини қувваи асосии дастгоҳ (VM) |
| J3 | 1 — 2 — 3 | У, В, В | Пайвастани фазаҳои муҳаррики 3-марҳилаи BLDC |
| J4 | 1 — 2 — 3 | J4 | Пайвасткунаки сенсорҳои Холл/кодер |
| 4 – 5 | J4 | сенсорҳои толори / таъминоти рамзгузорро | |
| J5 | – | J5 | Вуруди USB ST-LINK |
| J6 | 1 | 3V3 | Таъмини барқ ST-LINK |
| 2 | CLK | SWCLK аз ST-LINK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | ДИО | SWDIO аз ST-LINK | |
| J7 | 1 – 2 | J7 | АРБА |
| J8 | 1 – 2 | J8 | Бозсозии ST-LINK |
| TP1 | – | ГРЕГ | 12 В чилдиtage баромади танзимкунанда |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | ВДД | ВДД |
| TP4 | – | СУРЪАТ | Баромади потенциометри суръат |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (ихтисоси баромадamp ҳисси 1) |
| TP6 | – | Vbus | Бознигарии VBus |
| TP7 | – | OUT_U | Баромади У |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (ихтисоси баромадamp ҳисси 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (ихтисоси баромадamp ҳисси 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | ОУТ_V | Натиҷаи V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | ОУТ_В | Натиҷаи В |
| TP14 | – | 3V3 | 3V3 ST-LINK |
| TP15 | – | 5V | USB ҷилдиtage |
| TP16 | – | I/O | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
Тавсифи гардиш
STEVAL-SPIN3201 як ҳалли мукаммали 3-шунти FOC-ро таъмин мекунад, ки аз STSPIN32F0 - контролери пешрафтаи BLDC бо насби STM32 MCU ва қувваи сегонаи нимпули s иборат аст.tagд бо NMOS STD140N6F7.
STSPIN32F0 мустақилона тамоми ҳаҷми зарурии таъминотро тавлид мекунадtages: табдилдиҳандаи дохилии DC/DC 3V3 ва танзимгари дохилии хатӣ барои ронандагони дарвоза 12 В-ро таъмин мекунад.
Шартдиҳии сигнали бозгашти ҷорӣ тавассути се намуди амалиётӣ иҷро карда мешавад ampлифтҳои дар дастгоҳ ҷойгиршуда ва муқоисакунандаи дохилӣ муҳофизати аз ҳад зиёд аз муқовиматҳои шунтӣ иҷро мекунад.
Ду тугмаи корбар, ду LED ва триммер барои татбиқи интерфейсҳои оддии корбар мавҷуданд (масалан, оғоз/қатъ кардани мотор ва муқаррар кардани суръати ҳадаф).
Шӯрои STEVAL-SPIN3201 рамзгузори квадратӣ ва сенсорҳои рақамии Холлро ҳамчун фикру мулоҳизаҳои мавқеи мотор дастгирӣ мекунад.
Раёсат ST-LINK-V2-ро дар бар мегирад, ки ба корбар имкон медиҳад, ки бе ягон абзори изофии сахтафзор нармафзорро ислоҳ ва зеркашӣ кунад.
4.1 Толори / сенсори суръати муҳаррики рамзгузорро
Шӯрои арзёбии STEVAL-SPIN3201 сенсорҳои рақамии Hall ва рамзгузори квадратиро ҳамчун бозгашти мавқеи мотор дастгирӣ мекунад.
Сенсорҳоро метавон ба STSPIN32F0 тавассути пайвасткунаки J4 дар рӯйхат пайваст кард
Љадвали 3. Холл/пайвасткунаки рамзгузор (J4).
| Ном | Пин | Тавсифи |
| Толори 1/А+ | 1 | Сенсори Холл 1 / рамзгузор аз A+ |
| Толори 2/В+ | 2 | Сенсори Холл 2 / рамзгузори берун B + |
| Толори 3/Z+ | 3 | Сенсори Толори 3 / рамзи сифр фикру |
| Сенсори VDD | 4 | Таъмини сенсор ҷtage |
| GND | 5 | Замин |
Муқовимати силсилаи муҳофизати 1 кΩ дар як силсила бо баромади сенсор васл карда шудааст.
Барои сенсорҳое, ки кашидани берунаро талаб мекунанд, се резистори 10 кОм аллакай дар хатҳои баромад насб карда шудаанд ва ба VDD vol пайваст карда шудаанд.tagд. Дар ҳамон хатҳо, изи пой барои резисторҳои поёноб низ мавҷуд аст.
Jumper JP3 қувваи барқро барои сенсори таъминоти voltage:
- Ҷаҳиш байни пин 1 - пин 2: Сенсорҳои Холл, ки аз ҷониби VUSB кор мекунанд (5 V)
- Ҷаҳиш байни пин 1 - пин 2: Сенсорҳои Холл, ки аз ҷониби VDD кор мекунанд (3.3 В)
Истифодабаранда метавонад баромади сенсорҳоро аз секунҷаҳои кушодаи MCU GPIO JP5, JP6 ва JP7 ҷудо кунад.
4.2 Ҳисси ҷорӣ
Дар тахтаи STEVAL-SPIN3201, кондитсионерии сигнали ҳассосии ҷорӣ тавассути се намуди амалиётӣ иҷро карда мешавад. ampлифтҳо дар дастгоҳи STSPIN32F0 насб карда шудаанд.
Дар як барномаи маъмулии FOC, ҷараёнҳо дар се нимпулӣ бо истифода аз муқовимати шунт дар манбаи ҳар як гузариши қувваи пасти тараф ҳис карда мешаванд. Ҳисси ҷилдиtagсигналҳои e ба табдилдиҳандаи аналогӣ-рақамӣ барои иҷрои ҳисобкунии матритсаи марбут ба техникаи муайяни идоракунӣ дода мешаванд. Ин сигналҳои эҳсосӣ одатан иваз карда мешаванд ва ampаз ҷониби оп-amps барои истифода бурдани доираи пурраи ADC (ниг. ба расми 3. Нақшаи ҳассосии ҷорӣ собиқampле).
Расми 3. Схемаи ҳассосии ҷорӣ собиқample
Сигналҳои ҳассос бояд дар VDD/2 ҷилд кӯчонида ва марказонида шавандtagд (тақрибан 1.65 В) ва ampаз нав лифт карда мешавад, ки мувофиқати байни арзиши максималии сигнали ҳисшуда ва диапазони миқёси пурраи ADC-ро таъмин мекунад.
Ҷилдиtagд гузариш сtage пастшавии (1/Gp) сигнали бозгаштро ҷорӣ мекунад, ки дар якҷоягӣ бо афзоиши конфигуратсияи ғайриинверсионӣ (Gn, ки бо Rn ва Rf муқаррар шудааст) ба фоидаи умумӣ (G) мусоидат мекунад. Тавре ки аллакай зикр гардид, ҳадаф таъсиси умумӣ аст ampфоидаи шабакаи liification (G) ба тавре ки voltage дар муқовимати маневрӣ, ки ба ҳадди максималии ҷараёни иҷозатдодашудаи муҳаррик мувофиқ аст (қимати қуллаи ISmax аз ҷараёни номиналии мотор) ба диапазони vol мувофиқат мекунадtagаз ҷониби ADC хондан мумкин аст.
Шарҳ ки вақте ки G собит мешавад, беҳтар аст, ки онро бо роҳи кам кардани камшавии ибтидоии 1/Gp ва аз ин рӯ, фоидаи Gn танзим кунед. Ин на танҳо барои ба ҳадди аксар расонидани сигнал аз рӯи таносуби садо муҳим аст, балки барои кам кардани таъсири оп-amp ҷуброни дохилӣ дар баромад (мутаносиб ба Gn).
Фоида ва поляризатсия ҷtage (VOPout, pol) диапазони амалии схемаи ҳассосии ҷорӣро муайян мекунад:
Дар куҷо:
- IS- = ҷараёнҳои максималии сарчашма
- IS+ = ҷараёнҳои максималии ғарқшуда, ки тавассути схема ҳис карда мешавад.
Ҷадвали 4. STEVE-SPIN3201 оп-ampшабакаи поляризатсия
|
Параметр |
Истинод қисм | Ваҳй 1 |
Ваҳй 3 |
| Rp | R14, R24, R33 | 560 Ом | 1.78 kΩ |
| Ra | R12, R20, R29 | 8.2 kΩ | 27.4 kΩ |
| Rb | R15, R25, R34 | 560 Ом | 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 пФ | Н.М |
| G | – | 7.74 | 7.70 |
| VOPout, пол | – | 1.74 В | 1.65 В |
4.3 Муайян кардани ҷараёни аз ҳад зиёд
Шӯрои арзёбии STEVAL-SPIN3201 муҳофизати аз ҳад зиёдро дар асоси муқоисакунандаи ҳамгирошудаи OC STSPIN32F0 амалӣ мекунад. Муқовиматҳои шунт ҷараёни сарбории ҳар як фазаро чен мекунанд. Муқовиматҳои R50, R51 ва R52 волро меорадtagсигналҳои д, ки бо ҳар як ҷараёни сарборӣ ба pin OC_COMP алоқаманданд. Вақте ки ҷараёни авҷи ҷараён дар яке аз се фаза аз ҳадди интихобшуда зиёд мешавад, муқоисакунандаи интегралӣ ба кор андохта мешавад ва ҳама гузаргоҳҳои барқи канори баланд хомӯш мешаванд. Калидҳои барқии паҳлӯи баланд вақте ки ҷараён аз ҳадди поёнтар афтад, дубора фаъол карда мешаванд ва ҳамин тавр муҳофизати аз ҳад зиёд ҷорӣ мешавад.
Ҳадди ҷорӣ барои Шӯрои арзёбии STEVAL-SPIN3201 дар рӯйхат оварда шудаанд
Ҷадвали 5. Ҳадди аз ҳад зиёди ҷараён.
| PF6 | PF7 | Комп.и дохилӣ. остона | ҳадди OC |
| 0 | 1 | 100 мВ | 20 А |
| 1 | 0 | 250 мВ | 65 А |
| 1 | 1 | 500 мВ | 140 А |
Ин ҳаддиҳоро тавассути тағир додани муқовимати ғарази R43 тағир додан мумкин аст. Тавсия дода мешавад, ки R43 аз 30 кОм баландтарро интихоб кунед. Барои ҳисоб кардани арзиши R43 барои ҳадди ниҳоии ҷорӣ IOC, формулаи зеринро истифода бурдан мумкин аст:
ки дар он OC_COMPth ҷилд астtagостонаи муқоисакунандаи дохилӣ (аз ҷониби PF6 ва PF7 интихоб карда мешавад) ва VDD ҳаҷми таъминоти рақамии 3.3 В мебошадtagд аз ҷониби табдилдиҳандаи дохилии бак DCDC таъмин карда мешавад.
R43-ро хориҷ карда, формулаи ҳадди ниҳоии ҷорӣ ба таври зерин содда карда мешавад:
4.4 Автобус ҷилдиtagсхемаи д
Шӯрои арзёбии STEVAL-SPIN3201 автобусро таъмин мекунадtage ҳисси. Ин сигнал тавассути вол фиристода мешавадtage тақсимкунанда аз таъминоти мотор voltage (VBUS) (R10 ва R16) ва ба PB1 GPIO (канали 9-и ADC) аз MCU дарунсохт фиристода шуд. Сигнал инчунин дар TP6 дастрас аст.
4.5 Интерфейси корбари сахтафзор
Раёсат ҷузъҳои зерини интерфейси корбари сахтафзорро дар бар мегирад:
- Потенциометр R6: суръати ҳадафро муқаррар мекунад, масаланample
- Гузариш SW1: аз нав танзимкунии STSPIN32F0 MCU ва ST-LINK V2
- Гузариш SW2: тугмаи корбар 1
- Гузариш SW3: тугмаи корбар 2
- LED DL3: корбар LED 1 (инчунин ҳангоми пахш кардани тугмаи корбар 1 фурӯзон мешавад)
- LED DL4: корбар LED 2 (инчунин ҳангоми пахш кардани тугмаҳои корбар 2 фурӯзон мешавад)
4.6 ислоҳ
Шӯрои арзёбии STEVAL-SPIN3201 як ислоҳкунандаи ST-LINK/V2-1/барномасозро дар бар мегирад. Хусусиятҳое, ки дар ST-LINK дастгирӣ мешаванд, инҳоянд:
- Навсозии нармафзори USB
- Интерфейси порти виртуалӣ дар USB ба пинҳои PB6/PB7-и STSPIN32F0 (UART1) пайваст карда шудааст.
- Интерфейси нигаҳдории оммавӣ дар USB
Таъмини барқ барои ST-LINK аз ҷониби компютери асосӣ тавассути сими USB, ки ба J5 пайваст шудааст, таъмин карда мешавад.
LED LD2 маълумоти ҳолати алоқаи ST-LINK медиҳад: - LED сурх оҳиста дурахш мекунад: ҳангоми фурӯзон пеш аз оғози USB
- LED сурх зуд дурахшид: пас аз аввалин иртиботи дуруст байни компютер ва ST-LINK/V2-1 (рӯйхат)
- LED сурх фурӯзон: оғозкунии байни компютер ва ST-LINK/V2-1 анҷом ёфт
- LED сабз ФУРӮШ: оғозкунии муоширати бомуваффақияти мақсаднок
- Дурахши LED сурх/сабз: ҳангоми муошират бо ҳадаф
- Сабз ФУРӮШ: муошират анҷом ёфт ва муваффақ
Функсияи аз нав барқароркунӣ аз ST-LINK тавассути кушодани jumper J8 ҷудо карда мешавад.
Таърихи ревизия
Љадвали 6. Таърихи таљдиди њуљљатњо
| Сана | Барраси | Тағйирот |
| 12-декабри 20161 | 1 | Нашри аввал. |
| 23 ноябри соли 2017 | 2 | Қисмати 4.2 иловашуда: Ҳискунии ҷорӣ дар саҳифаи 7. |
| 27-феврали 2018 | 3 | Тағироти хурд дар тамоми ҳуҷҷат. |
| 18-августи 2021 | 4 | Ислоҳи хурди шаблон. |
STMicroelectronics NV ва филиалҳои он («СТ») ҳуқуқ доранд, ки дар вақти дилхоҳ бидуни огоҳӣ ба маҳсулоти ST ва/ё ба ин ҳуҷҷат тағйирот, ислоҳ, такмил, такмил ва такмил ворид кунанд. Харидорон бояд пеш аз додани фармоиш маълумоти охирини дахлдорро дар бораи маҳсулоти ST дастрас кунанд. Маҳсулоти ST мувофиқи шартҳо ва шартҳои фурӯши ST дар лаҳзаи тасдиқи фармоиш фурӯхта мешавад. Харидорон барои интихоб, интихоб ва истифодаи маҳсулоти ST танҳо масъуланд ва ST барои кӯмак дар барнома ё тарҳрезии маҳсулоти Харидорон масъулиятро ба дӯш намегирад.
ОГОҲИИ МУҲИМ - Лутфан бодиққат хонед
Аз ҷониби ST дар ин ҷо ягон иҷозатнома ба ягон ҳуқуқи моликияти зеҳнӣ дода намешавад.
Фурӯши дубораи маҳсулоти СТ бо шартҳои гуногун аз маълумоти дар ин ҷо овардашуда ҳама гуна кафолати аз ҷониби ST барои чунин маҳсулот додашударо бекор мекунад.
ST ва логотипи ST тамғаҳои тиҷоратии ST мебошанд. Барои маълумоти иловагӣ дар бораи тамғаҳои молии ST, лутфан ба ин муроҷиат кунед www.st.com/trademarks. Ҳама номҳои маҳсулот ё хидмати дигар моликияти соҳибони мувофиқ мебошанд.
Маълумот дар ин ҳуҷҷат маълумотеро, ки қаблан дар ҳама версияҳои қаблии ин ҳуҷҷат дода шуда буданд, иваз мекунад ва иваз мекунад.
© 2021 STMicroelectronics – Ҳама ҳуқуқҳо ҳифз шудаанд
Ҳуҷҷатҳо / Сарчашмаҳо
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 Назорати пешрафтаи BLDC бо Шӯрои арзёбии дохилии STM32 MCU [pdf] Дастури корбар UM2154, STEVAL-SPIN3201 Назорати пешрафтаи BLDC бо Шӯрои арзёбии дарунсохт STM32 MCU |
