الأتمتة والروبوتات تعتمد بشكل كبير على المحركات ومركز التحكم ومركز التشغيل المرتبط بها هذه أشباه الموصلات المعقدة تجاوزت التحكم الأساسي بالحركةويقوم بتعديل عملية النظام بشكل وثيق على أساس المحرك، والحمل، وأولويات الأداء العامة.
ومع ذلك، فإنه من الصعب تعيين هذه الوحدات المركزة المعقدة وتقييم أداء النظام المحتمل من خلال المواصفات أو المحاكاة وحدها. يمكن أن تكون هذه العملية طويلة ومكلفة،ويمكن أن يخلق عدم اليقين عندما يتم نشرهأفضل طريقة للقيام بذلك هي استخدام لوحة تقييم تسمح بتطوير تصميم النظام وتخطيطه وتطوير البرمجيات بالتوازي.
تركز هذه الورقة على بعض التحديات التي يواجهها المصممون عند استخدام تحكم الحركة IC ودور لوحات التقييم في معالجة هذه التحديات.يتم تقديم IC نموذجية وألواح التقييم المرتبطة بها من الأجهزة التناظرية، مما يقلل من وقت السوق من خلال تمكين التقييمات المبكرة والواقعية مع تقليل عدم اليقين في الأجهزة والبرمجيات.
لمحة عامة عن متطلبات وحدة التحكم في الحركة
توفر وحدة التحكم في الحركة الذكاء اللازم للسيطرة على المحرك وأجهزة الطاقة الداخلية ، مثل MOSFETs التي تدفع لفات المحرك.كل من المحركات و MOSFETs تتطلب إدارة دقيقة من أجل تحقيق أداء مثالي، مسار، منحنيات الحركة والكفاءة في ظل أنماط التشغيل الثابتة والديناميكية وظروف الحمل والتعامل مع الاضطرابات والحالات العابرة والأخطاء.
للمساعدة في معالجة هذه التحديات ، يقدم مزود driver IC لوحة تقييم. هذه لوحات التقييم تبسط الإعداد ،وتقييم أداء الأجهزة والبرمجيات من خلال إجراء اختبارات الأجهزة في الحلقة (HITL) في ظل ظروف المحرك الفعلية والحمل الحقيقيكما أنها تضمن أن تخطيط الفيزيائي للـ IC والدوائر المحيطة بها يتم تأسيسها بشكل صحيح من حيث توزيع الطاقة ، والتأثيرات الطفيلية ، واتصالات I / O والتنسيقات ،موصلات مادية، وما إلى ذلك يمكن للمصممين استخدام لوحات التقييم هذه (كلوحة متوسطة الحجم ، لوحات التوزيع الأساسية (BOBs) ، أو الحلول المندولية) لتقييم إعدادات مختلفة ، وتكوينات ،والخيارات لتحديد الحل الأنسب للتطبيق.
وحدات التحكم في المحركات ولوحات التقييم المرتبطة بها
مثال جيد على وحدة التحكم في المحرك هو TMC5130A-TA-T من سلسلة الأجهزة التناظرية TMC5130.وهو جهاز تحكم محرك خطوة عالية الأداء والسائق مع واجهة الاتصالات المتسلسلة ويشمل مولد المنحدر المرن لموقع الهدف التلقائي.
يستخدم المحرك خوارزمية StealtChopping المتقدمة لضمان تشغيل هادئ تقريبًا ، وأقصى كفاءة وقومة محركية مثالية.TMC5130 يوفر عددا من التحسينات الفريدة من خلال التكامل بين نظام السائق والتحكم على الشريحة (SoC)على سبيل المثال ، يستخدم مولد المنحدر SixPoint في TMC5130 وظائف DcStep و CoolStep و StallGuard2 لتحسين كل حركة محرك تلقائيًا.
لمساعدة المصممين على البدء في استخدام TMC5130, TMC5130-EVAL (الشكل 1) نظام لوحة التقييم يوفر منصة أجهزة مريحة وأدوات برمجيات التقييم سهلة الاستخدام.يتكون نظام لجنة التقييم من ثلاثة أجزاء: جسر الاتصال باللوحة الأساسية (على اليسار) الذي يربط الكمبيوتر ، ولوحة الاتصال (في الوسط) بما في ذلك نقاط اختبار متعددة ولوحة TMC5130-EVAL (على اليمين).
صورة لوحة تقييم الأجهزة التناظرية TMC5130-EVAL (على اليمين) وحمل المحرك (أعلى اليمين) (انقر لتوسيع)
الشكل الأول: 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)مصدر الصورة: أجهزة التناظرية)
للمصممين الراغبين في تطوير المزيد من دوائرهم الخاصة حول نواة TMC5130 ، تقدم أجهزة Analog ألواح تثبيت TMC5130A-BOB (الشكل 2 أعلى).هذه اللوحة توفر الاتصالات الأساسية المطلوبة للعمل ويتم التحكم بها عن طريق واجهة SPIالرسم البياني (الشكل 2 أدناه) يظهر أبسط الدائرة التي توفرها وظيفة TMC5130 IC.
الصورة والرسم البياني للأجهزة التناظرية TMC5130A-BOB (انقر لتوسيع)
الشكل 2: TMC5130A-BOB (أعلى) يوفر طريقة تقييم أساسية مع نقاط الاتصال على طول حوافها بدلاً من الاتصالات المنفصلة.الرسم البياني (أدناه) يظهر أبسط الدائرة المطلوبة للTMC5130 IC للعملمصدر الصورة: أجهزة التناظرية)
مجموعة تقييم TMC5240-EVAL مبنية على منصة TMC5130-EVAL المثبتة لتبسيط تقييم محركات الخطوات الجيل القادم.وظائف الكشف عن التيار غير المدمر ومراقبة الحركة المتقدمة، بما في ذلك مولد المنحدرات المُحسّن لـ Jerk و StealtChop2 TM التشغيل الهادئ للغاية، مما يتيح بدء تشغيل أسرع،سهولة التشغيل والتحقق الأكثر كفاءة من أداء المحرك السلس والدقيق.