اتوماسیون و رباتیک به شدت وابسته به موتورها و کنترل های مرتبط با آنها هستند. این نیمه هادی های پیچیده فراتر از کنترل حرکت اولیه هستند، الگوریتم های پیشرفته را اجرا می کنند،و از نزدیک تنظیم عملکرد سیستم بر اساس موتور، بار و اولویت های عملکرد کلی.
با این حال، تنظیم این IC های پیچیده و ارزیابی عملکرد سیستم بالقوه با مشخصات یا شبیه سازی به تنهایی چالش برانگیز است.و می تواند عدم قطعیت را در هنگام استفاده ایجاد کند.بهترین راه برای انجام این کار استفاده از یک هیئت ارزیابی است که اجازه می دهد طراحی سیستم، طرح بندی و توسعه نرم افزار به طور موازی توسعه یابد.
این مقاله بر برخی از چالش هایی که طراحان هنگام استفاده از IC کنترل حرکت با آن مواجه می شوند و نقش هیئت های ارزیابی در رسیدگی به این چالش ها تمرکز دارد.یک IC معمولی و تخته های ارزیابی مرتبط از دستگاه های آنالوگ ارائه می شود، که زمان بازار را با امکان ارزیابی های زودهنگام و واقع بینانه در حالی که عدم اطمینان در مورد سخت افزار و نرم افزار را کاهش می دهد، کوتاه می کند.
خلاصه ای از الزامات IC کنترل حرکت
IC کنترل حرکت اطلاعات مورد نیاز برای کنترل موتور و دستگاه های قدرت داخلی آن، مانند MOSFET هایی را که پیچ و تاب موتور را هدایت می کنند، فراهم می کند.هر دو موتور و MOSFET نیاز به مدیریت دقیق برای دستیابی به عملکرد بهینه، مسیر، منحنی حرکت و بهره وری در حالت های عملیاتی جامد و پویا و شرایط بار و برای رسیدگی به اختلالات، گذرا و نقص.
برای کمک به مقابله با این چالش ها، تامین کننده IC راننده یک هیئت ارزیابی را فراهم می کند. این هیئت های ارزیابی راه اندازی، بهینه سازی،و ارزیابی عملکرد سخت افزار و نرم افزار با انجام تست سخت افزار در حلقه (HITL) در شرایط واقعی موتور و بار واقعیآنها همچنین اطمینان حاصل می کنند که طرح فیزیکی IC و مدارهای اطراف آن از نظر توزیع قدرت، اثرات انگل، اتصالات I / O و فرمت ها به درستی ایجاد شده است.کانکتورهای فیزیکی، و غیره طراحان می توانند از این تخته های ارزیابی (به عنوان تخته های متوسط، تخته های توزیع اساسی (BOBs) یا راه حل های ماژولار) برای ارزیابی تنظیمات مختلف، پیکربندی ها،و گزینه هایی برای تعیین مناسب ترین راه حل برای درخواست.
IC کنترل موتور و تخته های ارزیابی مرتبط
یک مثال خوب از یک IC کنترل موتور TMC5130A-TA-T از مجموعه دستگاه های آنالوگ TMC5130 است.این یک کنترل کننده موتور مرحله ای با عملکرد بالا و راننده با رابط ارتباطی سریالی است و شامل یک ژنراتور رمپ انعطاف پذیر برای موقعیت هدف اتوماتیک است.
درایو از یک الگوریتم پیشرفته StealtChopping استفاده می کند تا عملکرد تقریبا بی سر و صدا، حداکثر کارایی و چرخش موتور بهینه را تضمین کند.TMC5130 ارائه می دهد تعدادی از پیشرفت های منحصر به فرد از طریق راننده و کنترل کننده سیستم بر روی تراشه (SoC) ادغامبه عنوان مثال، ژنراتور رمپ SixPoint در TMC5130 از توابع DcStep، CoolStep و StallGuard2 برای بهینه سازی خودکار هر حرکت موتور استفاده می کند.
برای کمک به طراحان شروع به استفاده از TMC5130, TMC5130-EVAL (شکل 1) سیستم هیئت مدیره ارزیابی یک پلت فرم سخت افزاری مناسب و ابزار نرم افزاری ارزیابی کاربر پسند فراهم می کند.سیستم هیئت ارزیابی شامل سه بخش است:: پل اتصال بورد پایه (چپ) که کامپیوتر را متصل می کند، بورد اتصال (وسط) شامل چندین نقطه آزمایش و بورد TMC5130-EVAL (راست).
تصویر هیئت ارزیابی دستگاه های آنالوگ TMC5130-EVAL (در راست) و بار موتور (در سمت راست) (برای بزرگ کردن کلیک کنید)
شکل ۱: 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). تصویر منبع: دستگاه های آنالوگ)
برای طراحان مایل به توسعه بیشتر مدار های خود را در اطراف یک هسته مبتنی بر TMC5130، دستگاه های آنالوگ ارائه می دهد TMC5130A-BOB پانل های پچ (شکل 2، بالا).این صفحه ارائه می دهد ارتباطات بین المللی اساسی مورد نیاز برای عملیات و از طریق رابط SPI کنترل می شودنمودار طرحی (شکل ۲) ساده ترین مدار ارائه شده توسط عملکرد IC TMC5130 را نشان می دهد.
تصویر و نمودار طرحی از دستگاه های آنالوگ TMC5130A-BOB (کلیک برای بزرگ کردن)
شکل ۲: TMC5130A-BOB (بالا) یک روش ارزیابی پایه با نقاط اتصال در امتداد لبه های آن ها به جای اتصال های جداگانه را ارائه می دهد.نمودار طرحی (در زیر) ساده ترین مدار مورد نیاز برای کار IC TMC5130 را نشان می دهد. تصویر منبع: دستگاه های آنالوگ)
کیت ارزیابی TMC5240-EVAL بر اساس یک پلت فرم TMC5130-EVAL ساخته شده است تا ارزیابی موتورهای مرحله ای نسل بعدی را ساده کند.عملکردهای تشخیص جریان غیر مخرب و کنترل حرکتی پیشرفته، از جمله ژنراتور رمپ بهینه شده Jerk و عملیات StealtChop2 TM بسیار آرام ، که امکان شروع سریعتر را فراهم می کند ،راه اندازی آسان تر و بررسی کارآمدتر عملکرد صاف و دقیق موتور.