Renesas Electronics merancang beberapa IC kontrol motor untuk Cina
Di bawah tekanan ganda kekurangan energi dan persyaratan perlindungan lingkungan yang ketat, efisiensi energi yang lebih tinggi, kinerja dinamis yang lebih baik, dan kebisingan pengoperasian yang lebih rendah telah menjadi tren yang tak terhindarkan dari desain penggerak motor. Oleh karena itu, konversi dari desain motor AC tradisional ke keunggulan efisiensi, kebisingan, berat, masa pakai, dan keuntungan lain dari motor DC brushless (BLDC) / motor stepper (SM), juga menjadi titik panas bagi perancang aplikasi kontrol motor . .
Motor brushless 120 ° DC dan kontrol motor stepper
Seperti diketahui, interval antara tiga sensor Hall adalah 120 °, dan masing-masing sinyal Hall diaktifkan sesuai dengan arah kutub magnet yang berputar. Menurut keadaan ketiga sinyal Hall, informasi posisi dapat diperoleh setiap 60 ° (6 mode per siklus). Jika mode konduksi dari setiap fase diaktifkan sesuai dengan waktu, fluks magnet berputar dihasilkan seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut, sehingga rotor memperoleh momen dan berputar.
Perhitungan kecepatan putaran motor diperoleh dari selisih antara nilai penghitung waktu saat ini dan nilai penghitung waktu sebelum 2π [rad]. Nilai penghitung waktu diperoleh dengan interupsi eksternal yang dipicu oleh sinyal Hall, di mana TAU pengatur waktu selalu bebas untuk menghitung. Metode pengukuran kecepatan ini sama-sama berlaku bahkan jika ada penyimpangan posisi dalam tiga sensor Hall.
Untuk memulai motor dan mendapatkan informasi posisi rotor, perlu untuk memberikan waktu mulai 60 ° ke motor. Ini memicu interupsi eksternal yang sesuai dengan sinyal Hall dan terus melakukan kontrol pergantian untuk memungkinkan motor berputar. Nilai penyesuaian rasio tugas setiap saat (n) dihitung dengan rumus berikut, sehingga mewujudkan penyesuaian kecepatan rotasi motor.
Motor stepper adalah motor kontrol loop terbuka yang mengubah sinyal pulsa listrik menjadi perpindahan sudut atau perpindahan linier. Dalam kasus non-overloading, kecepatan dan posisi berhenti motor hanya bergantung pada frekuensi sinyal pulsa dan jumlah pulsa, dan tidak terpengaruh oleh perubahan beban. Ketika driver stepper menerima sinyal pulsa, ia menggerakkan motor stepper untuk memutar sudut tetap pada arah yang ditetapkan, yang disebut "sudut langkah", dan putarannya dilakukan selangkah demi selangkah pada sudut tetap. Perpindahan sudut dapat dikontrol dengan mengontrol jumlah pulsa untuk mencapai penentuan posisi yang akurat. Kecepatan dan akselerasi motor dapat dikontrol dengan mengendalikan frekuensi pulsa untuk mencapai tujuan pengaturan kecepatan.
Didesain untuk pasar Cina
Untuk aplikasi kontrol motor Cina yang semakin matang, Renesas Electronics telah memperkenalkan sejumlah produk MCU khusus untuk pasar Cina, yang bertujuan untuk mencapai kinerja pemrosesan tinggi dengan konsumsi daya terendah, peningkatan daya komputasi, dan fungsi periferal.
Seri R7F0C009
R7F0C009 adalah mikrokomputer chip tunggal berkapasitas kecil yang dikembangkan oleh Renesas Electronics untuk sepeda listrik, perkakas listrik, peralatan rumah tangga, dan aplikasi lain yang memerlukan kontrol motor DC brushless. Inti RL78 tidak hanya memiliki osilator on-chip presisi tinggi (± 2%), CPU dengan frekuensi operasi 24MHz, dan fungsi bawaan standar lainnya. Ini juga menggunakan instruksi pengali dan akumulasi-ganda dari keluarga R8C dengan catatan Pelacakan yang dapat diverifikasi, seperti pengatur waktu RD / RJ, pengontrol tautan peristiwa, op amp 1 saluran, dan pembanding analog 2 arah, memungkinkan sistem dibangun di biaya keseluruhan yang lebih rendah untuk ukuran yang lebih ringkas dan konsumsi daya yang lebih rendah.
Seri MCU dikonfigurasikan dengan 30-44 pin dan maksimum 16KFlash. Chip ini mengintegrasikan hingga 12 saluran ADC dan pengatur waktu RD khusus motor untuk drive PWM tiga fase. Ini sangat cocok untuk motor DC brushless karena dapat menghasilkan 3 pasang bentuk gelombang PWM yang tidak tumpang tindih dan pembalik.
Event Link Controller (ELC) dapat menggunakan timer untuk memicu (otomatis / menunda) pengambilan sampel A / D tanpa intervensi CPU untuk meningkatkan kinerja kontrol motor.
R7F0C009MCU juga mengintegrasikan amplifier dan komparator gain yang dapat diprogram untuk mendukung perbandingan 2-saluran (dipilih kecepatan tinggi / rendah), mode perjalanan kecepatan tinggi (umpan balik motor saat ini untuk mencegah perlindungan arus berlebih) dan mode perjalanan kecepatan rendah daya rendah (deteksi baterai) Dapat digunakan untuk perlindungan pemantauan saat ini.
Selain itu, sebagian besar pin MCU dapat mendukung output arus besar sebesar 40mA, yang dapat mengurangi jumlah komponen drive eksternal dan selanjutnya mengurangi biaya. Renesas Electronics juga menyediakan desain referensi untuk pengontrol sepeda listrik dan perkakas listrik brushless DC untuk mikrokontroler kontrol motor, memperpendek waktu masuk pelanggan dan siklus pengembangan produk.
Seri R7F0C014
Pasar sasaran seri mikrokontroler R7F0C014 terkunci dalam kontrol motor inverter, modem perangkat lunak, peralatan rumah tangga, perangkat seluler, peralatan medis dan kesehatan dan elektronik konsumen lainnya, peralatan kantor, peralatan industri, dan bidang lainnya. Seri ini juga memiliki fitur inti RL78 dan tersedia dalam paket LQFP (pin pitch 0.8mm) 32-pin) dan paket 64-pin (0,5mm dan 0,65mm pin pitch).
R7F0C014 tidak hanya memiliki osilator on-chip presisi tinggi (± 1%), CPU frekuensi operasi 32MHz, dan fungsi bawaan standar lainnya, tetapi juga menggunakan keluarga R8C pengali yang lebih cepat dan bertambah banyak daripada RL78 / G13 seri. Fungsi perintah dengan penelusuran yang dapat diverifikasi, seperti pengatur waktu RD / RG untuk drive PWM tiga fase, pengontrol transfer data, pengontrol tautan peristiwa, dapat membingkai sistem dengan biaya keseluruhan yang lebih rendah untuk ukuran yang lebih ringkas dan konsumsi daya yang lebih rendah.
Selain itu, ia juga mendukung operasi tegangan lebar (tegangan kerja 1.6V-5.5V), dan built-in sejumlah besar fungsi untuk mendukung keamanan fungsional (seperti fungsi uji konverter A / D), dan Flash berkapasitas besar (128KBFlash , 8KBRAM, 8KB) Data Flash), pengguna dapat menambahkan sejumlah besar kode terkait keamanan untuk memenuhi persyaratan KIE dan keamanan.
R7F0C806 / 807 series
Seri mikrokontroler R7F0C806 / 807 menampilkan osilator on-chip presisi tinggi ± 2% (TA = 0 + 40 ° C), sehingga memungkinkan untuk menjalankan CPU hingga 20MHz dengan reset dan pengaktifan power-on opsional bawaan pengatur waktu. Ini membantu sistem mencapai ukuran yang lebih kompak dan konsumsi daya yang rendah, membuat seluruh sistem lebih murah. Selain itu, R7F0C806 / 807 memiliki sirkuit kontrol output real-time built-in yang secara bersamaan dapat mencapai output 8-channel melalui mode output PWM timer, yang membantu pelanggan untuk mengembangkan kontrol motor DC brushless dan kontrol motor stepper (dua pada waktu bersamaan).
Tersedia dalam paket SSOP dan SOP 20-pin, dan dalam larik flash 4KB-8KB, keluarga ini ideal untuk peralatan kecil dan aplikasi konsumen tujuan umum.
Dalam aplikasi praktis, dengan menggunakan fungsi output PWM TAU, satu motor DC atau dua motor stepper dapat dikontrol; dengan menghasilkan interupsi yang disebabkan oleh INTP0, output dapat terputus; dengan pengaturan perangkat lunak, dapat dipaksa untuk terputus. Pilih antara empat output output Hi-Z, output level rendah, output level tinggi, dan nonaktifkan output potong.
