לעבן. פארגרעסערט
ומקסנומקס
באַניצער מאַנואַל
STEVE-SPIN3201: אַוואַנסירטע BLDC קאָנטראָללער מיט עמבעדיד STM32 MCU אפשאצונג ברעט
הקדמה
די STEVAL-SPIN3201 ברעט איז אַ 3-פאַסע ברושלעסס דק מאָטאָר דרייווער ברעט באזירט אויף די STSPIN32F0, אַ 3-פאַסע קאָנטראָללער מיט אַן ינאַגרייטיד STM32 MCU, און ימפּלאַמאַנץ 3-שאַנט רעסיסטאָרס ווי קראַנט לייענען טאַפּאַלאַדזשי.
עס גיט אַן גרינג-צו-נוצן לייזונג פֿאַר די אפשאצונג פון די מיטל אין פאַרשידענע אַפּלאַקיישאַנז אַזאַ ווי די היים אַפּפּליאַנסע, פאַנס, דראָנעס און מאַכט מכשירים.
די ברעט איז דיזיינד פֿאַר די סענסערעד אָדער סענסאָרלעסס פעלד-אָריענטיד קאָנטראָל אַלגערידאַם מיט 3-שאַנט סענסינג.
פיגורע 1. STEVE-SPIN3201 אפשאצונג ברעט
האַרדוואַרע און ווייכווארג באדערפענישן
ניצן די STEVAL-SPIN3201 אפשאצונג ברעט ריקווייערז די פאלגענדע ווייכווארג און ייַזנוואַרג:
- א Windows ® פּיסי (XP, Vista 7, Windows 8, Windows 10) צו ינסטאַלירן די ווייכווארג פּעקל
- א מיני-ב וסב קאַבלע צו פאַרבינדן די STEVAL-SPIN3201 ברעט צו די פּיסי
- די STM32 מאָטאָר קאָנטראָל ווייכווארג אַנטוויקלונג קיט Rev Y (X-CUBE-MCSDK-Y)
- א 3-פאַסע ברושלעסס דק מאָטאָר מיט אַ קאַמפּאַטאַבאַל וואָלtagE און קראַנט רייטינגז
- אַ פונדרויסנדיק דק מאַכט צושטעלן.
געטינג סטאַרטעד
די מאַקסימום רייטינגז פון די ברעט זענען די פאלגענדע:
- מאַכט סtagE צושטעלן וואָלtagE (VS) פֿון 8 V צו 45 V
- מאָטאָר פאַסע קראַנט אַרויף צו 15 געווער
צו אָנהייבן דיין פּרויעקט מיט די ברעט:
שריט 1. קוק די דזשאַמפּער שטעלע לויט די ציל קאַנפיגיעריישאַן (זען אָפּטיילונג 4.3 אָווערקוררענט דיטעקשאַן
שריט 2. קאָננעקט די מאָטאָר צו די קאַנעקטער דזש3 מיט די סיקוואַנס פון די מאָטאָר פאַסעס.
שריט 3. צושטעלן די ברעט דורך די אַרייַנשרייַב 1 און 2 פון די קאַנעקטער דזש2. די DL1 (רויט) געפירט וועט קער אויף.
שריט 4. אַנטוויקלען דיין אַפּלאַקיישאַן ניצן די STM32 מאָטאָר קאָנטראָל ווייכווארג אַנטוויקלונג קיט רעוו י (X-CUBEMCSDK-Y).
ייַזנוואַרג באַשרייַבונג און קאַנפיגיעריישאַן
פיגורע 2. הויפּט קאַמפּאָונאַנץ און קאַנעקטערז 'פּאַזישאַנז ווייַזן די שטעלע פון די הויפּט קאַמפּאָונאַנץ און קאַנעקטערז אויף די ברעט.
פיגורע 2. הויפּט קאַמפּאָונאַנץ און קאַנעקטערז שטעלעס
טיש 1. ייַזנוואַרג באַשטעטיקן דזשאַמפּערז צושטעלן די דיטיילד פּינאָוט פון די קאַנעקטערז.
טיש 1. ייַזנוואַרג באַשטעטיקן דזשאַמפּערז
| דזשאַמפּער | דערלויבט קאַנפיגיעריישאַנז | פעליקייַט צושטאַנד |
| JP1 | סעלעקציע פון VREG קאָננעקטעד צו V מאָטאָר | עפענען |
| JP2 | סעלעקציע מאָטאָר מאַכט צושטעלן קאָננעקטעד צו דק מאַכט צושטעלן | פארמאכט |
| JP3 | סעלעקציע האַלל ענקאָדער צושטעלן צו וסב (1) / וודד (3) מאַכט צושטעלן | 1 – 2 פארמאכט |
| JP4 | סעלעקציע באַשטעטיק פון ST-LINK (U4) | עפענען |
| JP5 | סעלעקציע PA2 קאָננעקטעד צו האַלל 3 | פארמאכט |
| JP6 | סעלעקציע PA1 קאָננעקטעד צו האַלל 2 | פארמאכט |
| JP7 | סעלעקציע PA0 קאָננעקטעד צו האַלל 1 | פארמאכט |
טיש 2. אנדערע קאַנעקטערז, דזשאַמפּער, און פּרובירן ווייזט באַשרייַבונג
|
נאָמען |
שפּילקע | לאַבעל |
באַשרייַבונג |
| J1 | 1 - 2 | J1 | מאָטאָר מאַכט צושטעלן |
| J2 | 1 - 2 | J2 | מיטל הויפּט מאַכט צושטעלן (VM) |
| J3 | 1 – 2 – 3/XNUMX/XNUMX | ו, V, וו | 3-פאַסע BLDC מאָטאָר פאַסעס קשר |
| J4 | 1 – 2 – 3/XNUMX/XNUMX | J4 | האַלל / ענקאָדער סענסאָרס קאַנעקטער |
| 4 - 5 | J4 | האַלל סענסאָרס / ענקאָדער צושטעלן | |
| J5 | – | J5 | וסב אַרייַנשרייַב ST-LINK |
| J6 | 1 | 3וו3 | ST-LINK מאַכט צושטעלן |
| 2 | CLK | SWCLK פון ST-LINK | |
| 3 | GND | GND | |
| 4 | DIO | SWDIO פון ST-LINK | |
| J7 | 1 - 2 | J7 | וואָגן |
| J8 | 1 - 2 | J8 | ST-LINK באַשטעטיק |
| TP1 | – | GREG | 12 וו וואָלtagE רעגולאַטאָר רעזולטאַט |
| TP2 | – | GND | GND |
| TP3 | – | VDD | VDD |
| TP4 | – | SPEED | גיכקייַט פּאָטענטיאָמעטער רעזולטאַט |
| TP5 | – | PA3 | PA3 GPIO (אויסצוג אָפּ-amp זינען 1) |
| TP6 | – | וובוס | VBus באַמערקונגען |
| TP7 | – | OUT_U | רעזולטאַט יו |
| TP8 | – | PA4 | PA4 GPIO (אויסצוג אָפּ-amp זינען 2) |
| TP9 | – | PA5 | PA5 GPIO (אויסצוג אָפּ-amp זינען 3) |
| TP10 | – | GND | GND |
| TP11 | – | OUT_V | רעזולטאַט V |
| TP12 | – | PA7 | PA7_3FG |
| TP13 | – | OUT_W | רעזולטאַט W |
| TP14 | – | 3וו3 | 3וו3 סט-לינק |
| TP15 | – | 5V | וסב וואָלtage |
| TP16 | – | איך / אָ | SWD_IO |
| TP17 | – | CLK | SWD_CLK |
קרייַז באַשרייַבונג
די STEVAL-SPIN3201 גיט אַ פולשטענדיק 3-שאַנט פאָק לייזונג קאַמפּאָוזד פון אַ STSPIN32F0 - אַוואַנסירטע BLDC קאָנטראָללער מיט אַן עמבעדיד STM32 MCU - און אַ דרייַיק האַלב-בריק מאַכט ס.tagE מיט די NMOS STD140N6F7.
די STSPIN32F0 אָטאַנאַמאַסלי דזשענערייץ אַלע די פארלאנגט צושטעלן וואָלtagעס: די ינערלעך דק / דק באַק קאַנווערטער גיט 3V3 און אַן ינערלעך לינעאַר רעגולאַטאָר גיט 12 וו פֿאַר די טויער דריווערס.
די קראַנט באַמערקונגען סיגנאַל קאַנדישאַנינג איז דורכגעקאָכט דורך דרייַ פון די אַפּעריישאַנאַל ampליפיערס עמבעדיד אין די מיטל און אַ ינערלעך פאַרגלייַך פּערפאָרמז אָווערקוררענט שוץ פון יבערמאַכן ריזיסטערז.
צוויי באַניצער קנעפּלעך, צוויי לעדס און אַ טרימער זענען בנימצא צו ינסטרומענט פּשוט באַניצער ינטערפייסיז (למשל, סטאַרטינג / סטאָפּפּינג די מאָטאָר און באַשטעטיקן ציל גיכקייַט).
די STEVAL-SPIN3201 ברעט שטיצט די קוואַדראַטורע ענקאָדער און דיגיטאַל האַלל סענסאָרס ווי מאָטאָר שטעלע באַמערקונגען.
די ברעט כולל אַ ST-LINK-V2 אַלאַוינג דער באַניצער צו דיבאַג און אראפקאפיע פירמוואַרע אָן קיין עקסטרע ייַזנוואַרג געצייַג.
4.1 האַלל / ענקאָדער מאָטאָר גיכקייַט סענסער
די STEVAL-SPIN3201 אפשאצונג ברעט שטיצט די דיגיטאַל האַלל און קוואַדראַטורע ענקאָדער סענסאָרס ווי מאָטאָר שטעלע באַמערקונגען.
די סענסאָרס קענען זיין קאָננעקטעד צו די STSPIN32F0 דורך די J4 קאַנעקטער איז ליסטעד אין
טיש 3. האַלל / ענקאָדער קאַנעקטער (דזש4).
| נאָמען | שפּילקע | באַשרייַבונג |
| Hall1/A+ | 1 | האַלל סענסער 1 / ענקאָדער אויס א + |
| האַלל2/ב+ | 2 | האַלל סענסער 2 / ענקאָדער אויס ב + |
| האַלל3/ז+ | 3 | האַלל סענסער 3 / ענקאָדער נול באַמערקונגען |
| VDD סענסער | 4 | סענסאָר צושטעלן וואָלtage |
| GND | 5 | ערד |
א שוץ סעריע רעסיסטאָר פון קסנומקס קΩ איז מאָונטעד אין אַ סעריע מיט סענסער אַוטפּוץ.
פֿאַר סענסאָרס וואָס דאַרפן אַ פונדרויסנדיק ציען-אַרויף, דריי 10 kΩ רעסיסטאָרס זענען שוין מאָונטעד אויף די רעזולטאַט שורות און קאָננעקטעד צו די VDD vol.tagE. אויף די זעלבע שורות, אַ שפּור פֿאַר פּול-אַראָפּ רעסיסטאָרס איז אויך בנימצא.
די דזשאַמפּער JP3 סאַלעקץ די מאַכט צושטעלן פֿאַר די סענסער צושטעלן וואָלtage:
- דזשאַמפּער צווישן די שטיפט 1 - שטיפט 2: האַלל סענסאָרס פּאַוערד דורך VUSB (5 V)
- דזשאַמפּער צווישן די שטיפט 1 - שפּילקע 2: האַלל סענסאָרס פּאַוערד דורך VDD (3.3 V)
דער באַניצער קענען דיסקאַנעקט סענסער אַוטפּוץ פון די MCU GPIO עפן דזשאַמפּערז JP5, JP6 און JP7.
4.2 קראַנט סענסינג
אין די STEVAL-SPIN3201 ברעט, די קראַנט סענסינג סיגנאַל קאַנדישאַנינג איז דורכגעקאָכט דורך דריי פון די אַפּעריישאַנאַל ampליפיערס עמבעדיד אין די STSPIN32F0 מיטל.
אין אַ טיפּיש FOC אַפּלאַקיישאַן, די קעראַנץ אין די דריי האַלב-בריקן זענען סענסט מיט אַ יבערשליסן רעסיסטאָר אויף די מקור פון יעדער נידעריק זייַט מאַכט באַשטימען. דער חוש וולtagE סיגנאַלז זענען צוגעשטעלט צו אַן אַנאַלאָג-צו-דיגיטאַל קאַנווערטער אין סדר צו דורכפירן די מאַטריץ כעזשבן שייַכות צו אַ זיכער קאָנטראָל טעכניק. די זינען סיגנאַלז זענען יוזשאַוואַלי שיפטיד און ampלימיטעד דורך דעדאַקייטאַד אָפּ-amps אין סדר צו גווורע די פול קייט פון די אַדק (אָפּשיקן צו פיגורע 3. קראַנט סענסינג סכעמע עקס.ampלאַ).
פיגורע 3. קראַנט סענסינג סכעמע עקסample
די זינען סיגנאַלז מוזן זיין שיפטיד און סענטערד אויף VDD/2 voltagE (וועגן 1.65 וו) און ampליפיעד ווידער וואָס גיט די ריכטן צווישן די מאַקסימום ווערט פון די סענסט סיגנאַל און די פול-וואָג קייט פון די ADC.
דער וואָלtage שיפטינג זtage ינטראַדוסיז אַטטענואַטיאָן (1 / גפּ) פון די באַמערקונגען סיגנאַל וואָס, צוזאַמען מיט די געווינס פון די ניט-ינווערטינג קאַנפיגיעריישאַן (Gn, פאַרפעסטיקט דורך רן און רף), קאַנטריביוץ צו די קוילעלדיק געווינען (ג). ווי שוין דערמאנט, דער ציל איז צו פאַרלייגן די קוילעלדיק ampליפיקאַטיאָן נעץ געווינען (ג) אַזוי אַז די וואָלtage אויף די יבערשליסן רעסיסטאָר קאָראַספּאַנדינג צו די מאַקסימום מאָטאָר ערלויבט קראַנט (ISmax שפּיץ ווערט פון מאָטאָר רייטאַד קראַנט) פיץ די קייט פון וואָל.tagעס איז ליינעוודיק דורך די ADC.
באַמערקונג אַז, אַמאָל G איז פאַרפעסטיקט, עס איז בעסער צו קאַנפיגיער עס דורך לאָוערינג די ערשט אַטטענואַטיאָן 1/Gp ווי פיל ווי מעגלעך און דעריבער די געווינען Gn. דאָס איז וויכטיק ניט בלויז צו מאַקסאַמייז די סיגנאַל דורך די ראַש פאַרהעלטעניש אָבער אויך צו רעדוצירן די ווירקונג פון די אָפּ-amp ינטרינסיק פאָטאָ אויף דער רעזולטאַט (פּראַפּאָרשאַנאַל צו Gn).
די געווינס און די פּאָולעראַזיישאַן וואָלtage (VOPout, pol) באַשטימען די אָפּעראַטיווע קייט פון די קראַנט סענסינג קרייַז:
וואו:
- איז- = מאַקסימום מקור קראַנט
- IS + = מאַקסימום סאַנגק קראַנט וואָס קענען זיין סענסט דורך די קרייַז.
טיש 4. STEVE-SPIN3201 אָפּ-amps פּאָולעראַזיישאַן נעץ
|
פּאַראַמעטער |
טייל דערמאָנען | רעוו. 1 |
רעוו. 3 |
| Rp | R14, R24, R33 | 560 Ω | 1.78 ק Ω |
| Ra | R12, R20, R29 | 8.2 ק Ω | 27.4 ק Ω |
| Rb | R15, R25, R34 | 560 Ω | 27.4 ק Ω |
| Rn | R13, R21, R30 | 1 ק Ω | 1.78 ק Ω |
| Rf | R9, R19, R28 | 15 ק Ω | 13.7 ק Ω |
| Cf | C15, C19, C20 | 100 pF | נ.ם |
| G | – | 7.74 | 7.70 |
| VOPout, פּאָל | – | 1.74 V | 1.65 V |
4.3 אָווערקוררענט דיטעקשאַן
די STEVAL-SPIN3201 אפשאצונג ברעט ימפּלאַמאַנץ אָוווערקוררענט שוץ באזירט אויף די STSPIN32F0 ינאַגרייטיד אָק פאַרגלייַך. שאַנט רעסיסטאָרס מעסטן די מאַסע קראַנט פון יעדער פאַסע. די ריזיסטערז R50, R51 און R52 ברענגען די וואָלtagE סיגנאַלז פֿאַרבונדן מיט יעדער מאַסע קראַנט צו די OC_COMP שטיפט. ווען די שפּיץ קראַנט פלאָוינג אין איינער פון די דריי פייזאַז יקסידז די אויסגעקליבן שוועל, די ינאַגרייטיד קאַמפּעראַטאָר איז טריגערד און אַלע די הויך זייַט מאַכט סוויטשיז זענען פאַרקריפּלט. הויך-זייַט מאַכט סוויטשיז זענען ענייבאַלד ווידער ווען די קראַנט פאלן אונטער די שוועל, אַזוי ימפּלאַמענינג אָוווערקוררענט שוץ.
קראַנט שוועלן פֿאַר די STEVAL-SPIN3201 אפשאצונג ברעט זענען ליסטעד אין
טיש 5. אָווערקוררענט שוועלן.
| PF6 | PF7 | אינערלעכער קאַמפּ. שוועל | OC שוועל |
| 0 | 1 | 100 mV | 20 א |
| 1 | 0 | 250 mV | 65 א |
| 1 | 1 | 500 mV | 140 א |
די שוועל קענען זיין מאַדאַפייד דורך טשאַנגינג די R43 פאָרורטייל רעסיסטאָר. עס איז רעקאַמענדיד צו קלייַבן R43 העכער ווי 30 kΩ. אין סדר צו רעכענען די ווערט פון די R43 פֿאַר אַ ציל קראַנט לימיט IOC, די פאלגענדע פאָרמולע קענען זיין געוויינט:
ווו OC_COMPth איז די וואַלtagדי שוועל פון די ינערלעך פאַרגלייַך (אויסגעקליבן דורך די PF6 און PF7), און VDD איז די 3.3 V דיגיטאַל צושטעלן וואָל.tagצוגעשטעלט דורך די ינערלעך DCDC באַק קאַנווערטער.
רימוווינג די R43, די קראַנט שוועל פאָרמולע איז סימפּלאַפייד ווי גייט:
4.4 ויטאָבוס וואָלtage קרייַז
די STEVAL-SPIN3201 אפשאצונג ברעט גיט די ויטאָבוס וואָלtage סענסינג. דעם סיגנאַל איז געשיקט דורך אַ וואָלtagE דיווידער פון די מאָטאָר צושטעלן וואָלtagE (VBUS) (R10 און R16) און געשיקט צו די PB1 GPIO (קאַנאַל 9 פון די אַדק) פון די עמבעדיד מקו. דער סיגנאַל איז אויך בנימצא אויף די TP6.
4.5 ייַזנוואַרג באַניצער צובינד
די ברעט כולל די פאלגענדע ייַזנוואַרג באַניצער צובינד זאכן:
- פּאָטענטיאָמעטער R6: שטעלט די ציל גיכקייַט, למשלample
- באַשטימען SW1: באַשטעטיק STSPIN32F0 MCU און ST-LINK V2
- באַשטימען SW2: באַניצער קנעפּל 1
- באַשטימען SW3: באַניצער קנעפּל 2
- LED DL3: באַניצער געפירט 1 (אויך טורנס אויף ווען באַניצער 1 קנעפּל איז געדריקט)
- LED DL4: באַניצער געפירט 2 (אויך טורנס אויף ווען באַניצער 2 קנעפּלעך זענען געדריקט)
4.6 דיבוג
די STEVAL-SPIN3201 אפשאצונג ברעט עמבעדז אַ ST-LINK / V2-1 דיבוגגער / פּראָגראַמיסט. די פֿעיִקייטן געשטיצט אויף די ST-LINK זענען:
- וסב ווייכווארג שייַעך-ינומעריישאַן
- ווירטואַל קאַם פּאָרט צובינד אויף וסב פארבונדן צו PB6 / PB7 פּינס פון די STSPIN32F0 (UART1)
- מאַסע סטאָרידזש צובינד אויף וסב
די מאַכט צושטעלן פֿאַר די ST-LINK איז צוגעשטעלט דורך די באַלעבאָס פּיסי דורך די וסב קאַבלע פארבונדן צו די J5.
די LED LD2 גיט ST-LINK קאָמוניקאַציע סטאַטוס אינפֿאָרמאַציע: - רויט געפירט פלאַשינג סלאָולי: ביי מאַכט-אויף איידער וסב יניטיאַליזאַטיאָן
- רויט געפירט פלאַשינג געשווינד: נאָך ערשטער ריכטיק קאָמוניקאַציע צווישן די פּיסי און ST-LINK/V2-1 (נומעריישאַן)
- רויט געפירט אויף: יניטיאַליזיישאַן צווישן די פּיסי און ST-LINK/V2-1 איז גאַנץ
- גרין געפירט אויף: מצליח ציל קאָמוניקאַציע יניטיאַליזיישאַן
- רויט / גרין געפֿירט פלאַשינג: בעשאַס קאָמוניקאַציע מיט די ציל
- גרין אויף: קאָמוניקאַציע פאַרטיק און געראָטן
די באַשטעטיק פונקציע איז דיסקאַנעקטיד פון די ST-LINK דורך רימוווינג די דזשאַמפּער J8.
רעוויזיע געשיכטע
טיש 6. דאָקומענט רעוויזיע געשיכטע
| טאָג | רעוויזיע | ענדערונגען |
| 12-דעצעמבער-20161 | 1 | ערשט מעלדונג. |
| 23-נאוועמבער-2017 | 2 | צוגעגעבן אָפּטיילונג 4.2: קראַנט סענסינג אויף בלאַט 7. |
| 27-פעברואר-2018 | 3 | מינערווערטיק מאָדיפיקאַטיאָנס איבער דעם דאָקומענט. |
| קסנומקס-אויגוסט-18 | 4 | מינערווערטיק מוסטער קערעקשאַן. |
STMicroelectronics NV און זייַן סאַבסידיעריז ("ST") רעזערווירן די רעכט צו מאַכן ענדערונגען, קערעקשאַנז, ימפּרווומאַנץ, מאָדיפיקאַטיאָנס און ימפּרווומאַנץ צו ST פּראָדוקטן און / אָדער דעם דאָקומענט אין קיין צייט אָן באַמערקן. פּערטשאַסערז זאָל באַקומען די לעצטע באַטייַטיק אינפֿאָרמאַציע אויף ST פּראָדוקטן איידער פּלייסינג אָרדערס. ST פּראָדוקטן זענען סאָלד לויט צו ST ס טערמינען און באדינגונגען פון פאַרקויף אין דער צייט פון דער דערקענטעניש פון סדר. פּערטשאַסערז זענען בלויז פאַראַנטוואָרטלעך פֿאַר די ברירה, סעלעקציע און נוצן פון ST פּראָדוקטן און ST אַסומז קיין אַכרייַעס פֿאַר אַפּלאַקיישאַן הילף אָדער די פּלאַן פון פּערטשאַסערז פּראָדוקטן.
וויכטיק באַמערקן - ביטע לייענען קערפאַלי
קיין דערלויבעניש, אויסדריקן אָדער ימפּלייד, צו קיין אינטעלעקטואַל פאַרמאָג רעכט איז דערלויבט דורך ST.
ריסייל פון ST פּראָדוקטן מיט פּראַוויזשאַנז אַנדערש פון די אינפֿאָרמאַציע געשטעלט דאָ וועט פּאָסל קיין וואָראַנטי געגעבן דורך ST פֿאַר אַזאַ פּראָדוקט.
ST און די ST לאָגאָ זענען טריידמאַרקס פון ST. פֿאַר נאָך אינפֿאָרמאַציע וועגן ST טריידמאַרקס, ביטע אָפּשיקן צו www.st.com/trademarks. אַלע אנדערע פּראָדוקט אָדער דינסט נעמען זענען די פאַרמאָג פון זייער ריספּעקטיוו אָונערז.
אינפֿאָרמאַציע אין דעם דאָקומענט סאַפערז און ריפּלייסיז אינפֿאָרמאַציע ביז אַהער סאַפּלייד אין קיין פריערדיקע ווערסיעס פון דעם דאָקומענט.
© 2021 STMicroelectronics - כל רעכט רעזערווירט
דאָקומענטן / רעסאָורסעס
 |
ST UM2154 STEVAL-SPIN3201 אַוואַנסירטע BLDC קאָנטראָללער מיט עמבעדיד STM32 MCU עוואַלואַטיאָן באָרד [pdfבאַניצער מאַנואַל UM2154, STEVAL-SPIN3201 אַוואַנסירטע BLDC קאָנטראָללער מיט עמבעדיד STM32 MCU עוואַלואַטיאָן באָרד |
