Η αυτοματοποίηση και η ρομποτική εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από τους κινητήρες και τα συσχετιζόμενα με αυτούς κυκλώματα ελέγχου και οδηγού.και να ρυθμίσει στενά τη λειτουργία του συστήματος με βάση τον κινητήρα, φορτίου και συνολικών προτεραιοτήτων απόδοσης.
Ωστόσο, είναι δύσκολη η ρύθμιση αυτών των πολύπλοκων διακυμάνσεων και η αξιολόγηση της δυνατής απόδοσης του συστήματος μόνο με βάση τις προδιαγραφές ή την προσομοίωση.και μπορεί να δημιουργήσει αβεβαιότητα όταν αναπτυχθείΟ καλύτερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι η χρήση ενός πίνακα αξιολόγησης που επιτρέπει την παράλληλη ανάπτυξη του σχεδιασμού του συστήματος, της διάταξης και της ανάπτυξης λογισμικού.
Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται σε ορισμένες από τις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν οι σχεδιαστές κατά τη χρήση κυκλωμάτων ελέγχου κίνησης και τον ρόλο των πινάκων αξιολόγησης στην αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων.παρουσιάζονται ένα τυπικό διακόπτη διανομής και τα σχετικά πίνακα αξιολόγησης από τις αναλογικές συσκευές, η οποία συντομεύει το χρόνο κυκλοφορίας στην αγορά, επιτρέποντας έγκαιρες, ρεαλιστικές αξιολογήσεις, μειώνοντας παράλληλα τις αβεβαιότητες όσον αφορά το υλικό και το λογισμικό.
Επισκόπηση των απαιτήσεων για το IC ελέγχου κίνησης
Το IC ελέγχου κίνησης παρέχει την ευφυΐα που απαιτείται για τον έλεγχο του κινητήρα και των εσωτερικών συσκευών ισχύος του, όπως τα MOSFET που οδηγούν τις περιέλιξεις του κινητήρα.Τόσο οι κινητήρες όσο και τα MOSFET απαιτούν προσεκτική διαχείριση προκειμένου να επιτευχθεί βέλτιστη απόδοση, τροχιά, καμπύλες κίνησης και απόδοση υπό στατικές και δυναμικές λειτουργικές συνθήκες και συνθήκες φορτίου και για την αντιμετώπιση διαταραχών, μεταβατικών και σφαλμάτων.
Για να βοηθήσει στην αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων, ο προμηθευτής IC οδηγού παρέχει ένα πίνακα αξιολόγησης.και αξιολόγηση των επιδόσεων του υλικού και του λογισμικού με την εκτέλεση δοκιμών υλικού σε βρόχο (HITL) υπό πραγματικές συνθήκες κινητήρα και πραγματικού φορτίουΕξασφαλίζουν επίσης ότι η φυσική διάταξη του IC και των γύρω κυκλωμάτων είναι κατάλληλα καθορισμένη όσον αφορά τη διανομή ισχύος, τις παρασιτικές επιδράσεις, τις συνδέσεις I/O και τις μορφές,φυσικές συνδέσεις, κλπ. Οι σχεδιαστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν αυτούς τους πίνακες αξιολόγησης (ως πίνακες μεσαίου μεγέθους, βασικές πλακέτες διανομής (BOBs) ή αρθρωτές λύσεις) για την αξιολόγηση διαφορετικών ρυθμίσεων, διαμορφώσεων,και επιλογές για τον καθορισμό της πλέον κατάλληλης λύσης για την αίτηση.
Κύκλωμα ελέγχου κινητήρα και συναφείς πίνακες αξιολόγησης
Ένα καλό παράδειγμα ενός διασταυρωτή ελέγχου κινητήρα είναι το TMC5130A-TA-T από την σειρά Analog Devices TMC5130.Είναι ένας υψηλής απόδοσης ρυθμιστής και οδηγός βήματος με διασύνδεση σειριακής επικοινωνίας και περιλαμβάνει μια ευέλικτη γεννήτρια ράμπας για αυτόματη τοποθέτηση στόχου.
Η κίνηση χρησιμοποιεί έναν προηγμένο αλγόριθμο StealtChopping για να εξασφαλίσει σχεδόν αθόρυβη λειτουργία, μέγιστη απόδοση και βέλτιστη ροπή κινητήρα.Το TMC5130 παρέχει μια σειρά από μοναδικές βελτιώσεις μέσω της ολοκλήρωσης του συστήματος οδήγησης και ελέγχου στο τσιπ (SoC)Για παράδειγμα, η γεννήτρια ράμπας SixPoint στο TMC5130 χρησιμοποιεί τις λειτουργίες DcStep, CoolStep και StallGuard2 για να βελτιστοποιεί αυτόματα κάθε κίνηση του κινητήρα.
Για να βοηθηθούν οι σχεδιαστές να αρχίσουν να χρησιμοποιούν το TMC5130, το σύστημα πίνακας αξιολόγησης TMC5130-EVAL (Σχήμα 1) παρέχει μια βολική πλατφόρμα υλικού και φιλικά προς το χρήστη εργαλεία λογισμικού αξιολόγησης.Το σύστημα των επιτροπών αξιολόγησης αποτελείται από τρία μέρη:: η γέφυρα σύνδεσης της βασικής πλακέτας (αριστερά) που συνδέει τον υπολογιστή, η πλακέτα σύνδεσης (μέσα) συμπεριλαμβανομένων πολλαπλών σημείων δοκιμής και η πλακέτα TMC5130-EVAL (δεξιά).
Εικόνα του πίνακα αξιολόγησης των αναλογικών συσκευών TMC5130-EVAL (δεξιά) και του φορτίου του κινητήρα (πάνω δεξιά) (κάντε κλικ για να μεγαλώσετε)
Σχήμα 1: The TMC5130-EVAL evaluation board (right side) and the motor load (rightmost side) are configured via a base board USB bridge (left side) connected to the PC and a connector board with test points (middle). Εικόνα Πηγή: Αναλογικές συσκευές)
Για τους σχεδιαστές που επιθυμούν να αναπτύξουν περισσότερα από τα δικά τους κυκλώματα γύρω από έναν πυρήνα βασισμένο στο TMC5130, η Analog Devices προσφέρει πίνακες patch TMC5130A-BOB (Σχήμα 2, πάνω).Η πλακέτα αυτή παρέχει τις βασικές διασυνδέσεις που απαιτούνται για τη λειτουργία και ελέγχεται μέσω της διεπαφής SPIΤο σχεδιακό διάγραμμα (εικόνα 2 παρακάτω) δείχνει το απλούστερο κύκλωμα που παρέχεται από τη λειτουργία IC TMC5130.
Εικόνα και σχεδιακό διάγραμμα των αναλογικών συσκευών TMC5130A-BOB (κάντε κλικ για να μεγαλώσετε)
Σχήμα 2: Το TMC5130A-BOB (πάνω) παρέχει μια βασική μέθοδο αξιολόγησης με σημεία σύνδεσης κατά μήκος των άκρων τους αντί για διακριτές συνδέσεις.Το σχήμα (κάτω) δείχνει το απλούστερο κύκλωμα που απαιτείται για να λειτουργήσει το TMC5130 IC. Εικόνα Πηγή: Αναλογικές συσκευές)
Το κιτ αξιολόγησης TMC5240-EVAL είναι βασισμένο σε μια αποδεδειγμένη πλατφόρμα TMC5130-EVAL για να απλοποιήσει την αξιολόγηση των βήμων κινητήρων επόμενης γενιάς.Μη καταστροφική ανίχνευση ρεύματος και προηγμένες λειτουργίες ελέγχου κίνησης, συμπεριλαμβανομένης της γεννήτριας ράμπας με βελτιστοποιημένη ροπή και της εξαιρετικά ήσυχης λειτουργίας StealtChop2 TM, που επιτρέπει ταχύτερη εκκίνηση,ευκολότερη θέση σε λειτουργία και αποτελεσματικότερη επαλήθευση της ομαλής και ακριβούς απόδοσης του κινητήρα.