- STSPIN820: все управління кроковими двигунами до 45 В - в одній мініатюрної ІС Компанії STMicroelectronics,...
- Оптимізація енергоспоживання драйвера
- Початок роботи з STSPIN820
- Про компанію ST Microelectronics
- STSPIN820: все управління кроковими двигунами до 45 В - в одній мініатюрної ІС
- Оптимізація характеристик драйвера
- Оптимізація енергоспоживання драйвера
- Початок роботи з STSPIN820
- Про компанію ST Microelectronics
- STSPIN820: все управління кроковими двигунами до 45 В - в одній мініатюрної ІС
- Оптимізація характеристик драйвера
- Оптимізація енергоспоживання драйвера
- Початок роботи з STSPIN820
- Про компанію ST Microelectronics
STSPIN820: все управління кроковими двигунами до 45 В - в одній мініатюрної ІС
Компанії STMicroelectronics, за рахунок відмови від вбудованого мікроконтролера, вдалося упакувати драйвер крокової двигуна з дозволом 256 мікрошагов і напругою до 45 В в корпус 4х4 мм.
Популярне сімейство драйверів крокових двигунів, до якого належать STSPIN220 , STSPIN230 , STSPIN233 виробництва STMicroelectronics, поповнилося ще одним цікавим продуктом.
Мал. 1. Зовнішній вигляд драйвера STSPIN820 в 24-вивідному корпусі QFN 4 × 4 мм
При виборі товару як професіонали, так і звичайні споживачі вважають за краще вироби меншого розміру, особливо якщо це вироби для повсякденного використання. Навіть якщо кінцевий продукт має розміри, порівнянні з вендінговим автоматом або банкоматом, розробники прагнуть зменшити габарити застосовуваних у ньому контролерів двигуна, так як це сприяє скороченню кількості компонентів, спрощення конструкції, підвищення надійності та зменшення витрат на розробку і виробництво вироби. Виходячи з потреб ринку, компанія STMicroelectronics орієнтується на Монокристальна структуру драйверів двигуна.
Драйвер STSPIN820 розміщений в компактному корпусі розміром 4 × 4 мм (рисунок 1) і містить схему управління, два незалежних широтно-імпульсних модулятора (ШІМ) з контролем струму і силовий каскад, що складається з двох мостових схем з захистом від короткого замикання навантаження. Діапазон робочих напруг драйвера, що становить 7 ... 45 В, дозволяє використовувати його в системах управління двигунами з напругою 10, 24 або 36 В, при цьому в усьому діапазоні зберігається достатній запас по напрузі з урахуванням можливих пульсацій на шині електроживлення. Таким чином, завдяки максимальному напрузі харчування 45 В забезпечується сумісність драйвера з широкою номенклатурою вбудованих систем.
Оптимізація характеристик драйвера
Для того щоб отримати дозвіл 256 мікрошагов, компанія ST розробила вдосконалений прецизійний алгоритм управління двигуном за допомогою широтно-імпульсної модуляції з контролем струму. В даному алгоритмі черговий крок формується вбудованим компаратором, який порівнює миттєве значення струму двигуна з порогом, заданим цифро-аналоговим перетворювачем (ЦАП).
Однією з важливих характеристик драйвера STSPIN820 є більш тиха і плавна робота двигуна, досягнута завдяки оптимізації структури драйвера. Крокові двигуни є досить гучними пристроями, і розробники, які орієнтуються тільки на свій практичний досвід, беруть це як належне, не бачачи можливості поліпшити цю ситуацію. Вдосконалені алгоритми, розроблені компанією ST, дозволяють контролювати пульсації моменту обертання, завдяки чому драйвер здатний знизити акустичний шум крокової двигуна до рівня, порівнянного з рівнем шуму бесколлекторного двигуна.
Оптимізована структура STSPIN820 дозволила також відмовитися від вбудованого мікроконтролера (МК), наявного в інших драйвери серії STSPIN, наприклад, STSPIN32F0 (A). Таке рішення обумовлене тим, що розробники мобільних електронних пристроїв мають в своєму розпорядженні широку номенклатуру МК з обчислювальними ресурсами, достатніми для управління двигунами. Відмова від вбудованого МК дозволив компанії ST значно зменшити розміри кристала, зберігши при цьому всі переваги нового драйвера без погіршення його характеристик.
Оптимізація енергоспоживання драйвера
Завдяки інноваційній структурі (малюнок 2), драйвер крокової двигуна STSPIN820 володіє найменшими габаритами серед аналогічних пристроїв, представлених на ринку. Іншим фактором оптимізації є використання вбудованих МОП-транзисторів з опором каналу у відкритому стані (RDS ON) = 500 мОм. Деякі розробники схильні вибирати МОП-транзистори з наднизьким значенням RDS (ON), однак такі транзистори мають великі габарити і високу вартість. Перевагою STSPIN820 є вдалий компроміс між розмірами, вартістю і характеристиками драйвера двигуна. Значення RDS (ON) драйвера STSPIN820 менше в порівнянні з більшістю аналогів, в яких використовуються транзистори з опором каналу 700 і 800 мОм. При цьому вбудовані МОП-транзистори займають малу площу кристала і рентабельні у виробництві, що забезпечує драйверу STSPIN820 широкі можливості застосування при привабливою ціною. З огляду на, що для більшості вбудованих пристроїв діюче значення струму навантаження драйверів не перевищує 1,5 А, транзистори з RDS (ON) = 500 мОм мають достатній запас по потужності, що розсіюється.
Мал. 2. Структурна схема драйвера крокової двигуна STSPIN820
Іншим фактором оптимізації є енергозберігаюча технологія, розроблена компанією ST і реалізована в драйвері STSPIN820 за допомогою спеціального виведення чергового режиму (висновок 16). У тих проміжках часу, коли двигун неактивний, драйвер можна перевести в режим зниженого енергоспоживання, при якому живлення силового каскаду відключено і струм споживання драйвера знижується до величини не більше 45 мкА. Наявність висновку чергового режиму дозволяє також швидко активувати драйвер і перевести його з чергового в робочий режим.
Початок роботи з STSPIN820
Для освоєння драйвера STSPIN820 компанія ST пропонує плату розширення X-NUCLEO-IHM14A1 (Рисунок 3). Використання плати розширення є найбільш швидким і доступним способом вивчення режимів роботи і характеристик драйвера, наприклад, режиму управління ШІМ з контролем струму і енергозберігаючого режиму очікування.
Мал. 3. Плата розширення X-NUCLEO-IHM14A1 на основі драйвера STSPIN820
На додаток до плати розширення компанія ST пропонує пакет програм X-CUBE-SPN14, який може бути корисний як починаючим користувачам, так і розробникам зі стажем. Пакет програм містить попередньо скомпільовані виконавчі файли, що дозволяє відразу ж почати роботу з кроковим двигуном, виконавши всього три послідовних дії:
- підключення до плати розширення X-NUCLEO-IHM14A1 крокової двигуна і налагоджування плати STM32 NUCLEO ;
- підключення плати STM32 NUCLEO до ПК;
- переміщення попередньо скомпільованого виконуваного файлу в відповідну папку з проектом STM32 NUCLEO і натискання на кнопку скидання плати.
Після запуску тестового програми розробник отримує доступ до всіх функцій STSPIN820, зокрема - до перерахованих в документації режимам установки кроку двигуна і іншими параметрами драйвера.
Про компанію ST Microelectronics
Компанія STMicroelectronics є №1 виробником електроніки в Європі. Компоненти ST широко представлені в оточуючих нас споживчих товарах - від iPhone до автомобілів різних марок. Лідери індустріального ринку вибирають компоненти ST за їх надійність і видатні технічні параметри. У компанії ST працює 48 000 співробітників в 35 країнах. Виробничі потужності розташовані в 12 країнах світу. Понад 11 тисяч співробітників зайняті дослідженнями і розробками - інноваційне лідерство ... читати далі
STSPIN820: все управління кроковими двигунами до 45 В - в одній мініатюрної ІС
Компанії STMicroelectronics, за рахунок відмови від вбудованого мікроконтролера, вдалося упакувати драйвер крокової двигуна з дозволом 256 мікрошагов і напругою до 45 В в корпус 4х4 мм.
Популярне сімейство драйверів крокових двигунів, до якого належать STSPIN220 , STSPIN230 , STSPIN233 виробництва STMicroelectronics, поповнилося ще одним цікавим продуктом.
мікросхема STSPIN820 являє собою драйвер крокової двигуна з напругою живлення 45 В, дозволом до 256 мікрошагов і найменшими габаритами в порівнянні з аналогами, представленими на ринку.
Рис. 1. Зовнішній вигляд драйвера STSPIN820 в 24-вивідному корпусі QFN 4 × 4 мм
При виборі товару як професіонали, так і звичайні споживачі вважають за краще вироби меншого розміру, особливо якщо це вироби для повсякденного використання. Навіть якщо кінцевий продукт має розміри, порівнянні з вендінговим автоматом або банкоматом, розробники прагнуть зменшити габарити застосовуваних у ньому контролерів двигуна, так як це сприяє скороченню кількості компонентів, спрощення конструкції, підвищення надійності та зменшення витрат на розробку і виробництво вироби. Виходячи з потреб ринку, компанія STMicroelectronics орієнтується на Монокристальна структуру драйверів двигуна.
Драйвер STSPIN820 розміщений в компактному корпусі розміром 4 × 4 мм (рисунок 1) і містить схему управління, два незалежних широтно-імпульсних модулятора (ШІМ) з контролем струму і силовий каскад, що складається з двох мостових схем з захистом від короткого замикання навантаження. Діапазон робочих напруг драйвера, що становить 7 ... 45 В, дозволяє використовувати його в системах управління двигунами з напругою 10, 24 або 36 В, при цьому в усьому діапазоні зберігається достатній запас по напрузі з урахуванням можливих пульсацій на шині електроживлення. Таким чином, завдяки максимальному напрузі харчування 45 В забезпечується сумісність драйвера з широкою номенклатурою вбудованих систем.
Оптимізація характеристик драйвера
Для того щоб отримати дозвіл 256 мікрошагов, компанія ST розробила вдосконалений прецизійний алгоритм управління двигуном за допомогою широтно-імпульсної модуляції з контролем струму. В даному алгоритмі черговий крок формується вбудованим компаратором, який порівнює миттєве значення струму двигуна з порогом, заданим цифро-аналоговим перетворювачем (ЦАП).
Однією з важливих характеристик драйвера STSPIN820 є більш тиха і плавна робота двигуна, досягнута завдяки оптимізації структури драйвера. Крокові двигуни є досить гучними пристроями, і розробники, які орієнтуються тільки на свій практичний досвід, беруть це як належне, не бачачи можливості поліпшити цю ситуацію. Вдосконалені алгоритми, розроблені компанією ST, дозволяють контролювати пульсації моменту обертання, завдяки чому драйвер здатний знизити акустичний шум крокової двигуна до рівня, порівнянного з рівнем шуму бесколлекторного двигуна.
Оптимізована структура STSPIN820 дозволила також відмовитися від вбудованого мікроконтролера (МК), наявного в інших драйвери серії STSPIN, наприклад, STSPIN32F0 (A). Таке рішення обумовлене тим, що розробники мобільних електронних пристроїв мають в своєму розпорядженні широку номенклатуру МК з обчислювальними ресурсами, достатніми для управління двигунами. Відмова від вбудованого МК дозволив компанії ST значно зменшити розміри кристала, зберігши при цьому всі переваги нового драйвера без погіршення його характеристик.
Оптимізація енергоспоживання драйвера
Завдяки інноваційній структурі (малюнок 2), драйвер крокової двигуна STSPIN820 володіє найменшими габаритами серед аналогічних пристроїв, представлених на ринку. Іншим фактором оптимізації є використання вбудованих МОП-транзисторів з опором каналу у відкритому стані (RDS ON) = 500 мОм. Деякі розробники схильні вибирати МОП-транзистори з наднизьким значенням RDS (ON), однак такі транзистори мають великі габарити і високу вартість. Перевагою STSPIN820 є вдалий компроміс між розмірами, вартістю і характеристиками драйвера двигуна. Значення RDS (ON) драйвера STSPIN820 менше в порівнянні з більшістю аналогів, в яких використовуються транзистори з опором каналу 700 і 800 мОм. При цьому вбудовані МОП-транзистори займають малу площу кристала і рентабельні у виробництві, що забезпечує драйверу STSPIN820 широкі можливості застосування при привабливою ціною. З огляду на, що для більшості вбудованих пристроїв діюче значення струму навантаження драйверів не перевищує 1,5 А, транзистори з RDS (ON) = 500 мОм мають достатній запас по потужності, що розсіюється.
Рис. 2. Структурна схема драйвера крокової двигуна STSPIN820
Іншим фактором оптимізації є енергозберігаюча технологія, розроблена компанією ST і реалізована в драйвері STSPIN820 за допомогою спеціального виведення чергового режиму (висновок 16). У тих проміжках часу, коли двигун неактивний, драйвер можна перевести в режим зниженого енергоспоживання, при якому живлення силового каскаду відключено і струм споживання драйвера знижується до величини не більше 45 мкА. Наявність висновку чергового режиму дозволяє також швидко активувати драйвер і перевести його з чергового в робочий режим.
Початок роботи з STSPIN820
Для освоєння драйвера STSPIN820 компанія ST пропонує плату розширення X-NUCLEO-IHM14A1 (Рисунок 3). Використання плати розширення є найбільш швидким і доступним способом вивчення режимів роботи і характеристик драйвера, наприклад, режиму управління ШІМ з контролем струму і енергозберігаючого режиму очікування.
Рис. 3. Плата розширення X-NUCLEO-IHM14A1 на основі драйвера STSPIN820
На додаток до плати розширення компанія ST пропонує пакет програм X-CUBE-SPN14, який може бути корисний як починаючим користувачам, так і розробникам зі стажем. Пакет програм містить попередньо скомпільовані виконавчі файли, що дозволяє відразу ж почати роботу з кроковим двигуном, виконавши всього три послідовних дії:
- підключення до плати розширення X-NUCLEO-IHM14A1 крокової двигуна і налагоджування плати STM32 NUCLEO ;
- підключення плати STM32 NUCLEO до ПК;
- переміщення попередньо скомпільованого виконуваного файлу в відповідну папку з проектом STM32 NUCLEO і натискання на кнопку скидання плати.
Після запуску тестового програми розробник отримує доступ до всіх функцій STSPIN820, зокрема - до перерахованих в документації режимам установки кроку двигуна і іншими параметрами драйвера.
Про компанію ST Microelectronics
Компанія STMicroelectronics є №1 виробником електроніки в Європі. Компоненти ST широко представлені в оточуючих нас споживчих товарах - від iPhone до автомобілів різних марок. Лідери індустріального ринку вибирають компоненти ST за їх надійність і видатні технічні параметри. У компанії ST працює 48 000 співробітників в 35 країнах. Виробничі потужності розташовані в 12 країнах світу. Понад 11 тисяч співробітників зайняті дослідженнями і розробками - інноваційне лідерство ... читати далі
STSPIN820: все управління кроковими двигунами до 45 В - в одній мініатюрної ІС
Компанії STMicroelectronics, за рахунок відмови від вбудованого мікроконтролера, вдалося упакувати драйвер крокової двигуна з дозволом 256 мікрошагов і напругою до 45 В в корпус 4х4 мм.
Популярне сімейство драйверів крокових двигунів, до якого належать STSPIN220 , STSPIN230 , STSPIN233 виробництва STMicroelectronics, поповнилося ще одним цікавим продуктом.
мікросхема STSPIN820 являє собою драйвер крокової двигуна з напругою живлення 45 В, дозволом до 256 мікрошагов і найменшими габаритами в порівнянні з аналогами, представленими на ринку.
Рис. 1. Зовнішній вигляд драйвера STSPIN820 в 24-вивідному корпусі QFN 4 × 4 мм
При виборі товару як професіонали, так і звичайні споживачі вважають за краще вироби меншого розміру, особливо якщо це вироби для повсякденного використання. Навіть якщо кінцевий продукт має розміри, порівнянні з вендінговим автоматом або банкоматом, розробники прагнуть зменшити габарити застосовуваних у ньому контролерів двигуна, так як це сприяє скороченню кількості компонентів, спрощення конструкції, підвищення надійності та зменшення витрат на розробку і виробництво вироби. Виходячи з потреб ринку, компанія STMicroelectronics орієнтується на Монокристальна структуру драйверів двигуна.
Драйвер STSPIN820 розміщений в компактному корпусі розміром 4 × 4 мм (рисунок 1) і містить схему управління, два незалежних широтно-імпульсних модулятора (ШІМ) з контролем струму і силовий каскад, що складається з двох мостових схем з захистом від короткого замикання навантаження. Діапазон робочих напруг драйвера, що становить 7 ... 45 В, дозволяє використовувати його в системах управління двигунами з напругою 10, 24 або 36 В, при цьому в усьому діапазоні зберігається достатній запас по напрузі з урахуванням можливих пульсацій на шині електроживлення. Таким чином, завдяки максимальному напрузі харчування 45 В забезпечується сумісність драйвера з широкою номенклатурою вбудованих систем.
Оптимізація характеристик драйвера
Для того щоб отримати дозвіл 256 мікрошагов, компанія ST розробила вдосконалений прецизійний алгоритм управління двигуном за допомогою широтно-імпульсної модуляції з контролем струму. В даному алгоритмі черговий крок формується вбудованим компаратором, який порівнює миттєве значення струму двигуна з порогом, заданим цифро-аналоговим перетворювачем (ЦАП).
Однією з важливих характеристик драйвера STSPIN820 є більш тиха і плавна робота двигуна, досягнута завдяки оптимізації структури драйвера. Крокові двигуни є досить гучними пристроями, і розробники, які орієнтуються тільки на свій практичний досвід, беруть це як належне, не бачачи можливості поліпшити цю ситуацію. Вдосконалені алгоритми, розроблені компанією ST, дозволяють контролювати пульсації моменту обертання, завдяки чому драйвер здатний знизити акустичний шум крокової двигуна до рівня, порівнянного з рівнем шуму бесколлекторного двигуна.
Оптимізована структура STSPIN820 дозволила також відмовитися від вбудованого мікроконтролера (МК), наявного в інших драйвери серії STSPIN, наприклад, STSPIN32F0 (A). Таке рішення обумовлене тим, що розробники мобільних електронних пристроїв мають в своєму розпорядженні широку номенклатуру МК з обчислювальними ресурсами, достатніми для управління двигунами. Відмова від вбудованого МК дозволив компанії ST значно зменшити розміри кристала, зберігши при цьому всі переваги нового драйвера без погіршення його характеристик.
Оптимізація енергоспоживання драйвера
Завдяки інноваційній структурі (малюнок 2), драйвер крокової двигуна STSPIN820 володіє найменшими габаритами серед аналогічних пристроїв, представлених на ринку. Іншим фактором оптимізації є використання вбудованих МОП-транзисторів з опором каналу у відкритому стані (RDS ON) = 500 мОм. Деякі розробники схильні вибирати МОП-транзистори з наднизьким значенням RDS (ON), однак такі транзистори мають великі габарити і високу вартість. Перевагою STSPIN820 є вдалий компроміс між розмірами, вартістю і характеристиками драйвера двигуна. Значення RDS (ON) драйвера STSPIN820 менше в порівнянні з більшістю аналогів, в яких використовуються транзистори з опором каналу 700 і 800 мОм. При цьому вбудовані МОП-транзистори займають малу площу кристала і рентабельні у виробництві, що забезпечує драйверу STSPIN820 широкі можливості застосування при привабливою ціною. З огляду на, що для більшості вбудованих пристроїв діюче значення струму навантаження драйверів не перевищує 1,5 А, транзистори з RDS (ON) = 500 мОм мають достатній запас по потужності, що розсіюється.
Рис. 2. Структурна схема драйвера крокової двигуна STSPIN820
Іншим фактором оптимізації є енергозберігаюча технологія, розроблена компанією ST і реалізована в драйвері STSPIN820 за допомогою спеціального виведення чергового режиму (висновок 16). У тих проміжках часу, коли двигун неактивний, драйвер можна перевести в режим зниженого енергоспоживання, при якому живлення силового каскаду відключено і струм споживання драйвера знижується до величини не більше 45 мкА. Наявність висновку чергового режиму дозволяє також швидко активувати драйвер і перевести його з чергового в робочий режим.
Початок роботи з STSPIN820
Для освоєння драйвера STSPIN820 компанія ST пропонує плату розширення X-NUCLEO-IHM14A1 (Рисунок 3). Використання плати розширення є найбільш швидким і доступним способом вивчення режимів роботи і характеристик драйвера, наприклад, режиму управління ШІМ з контролем струму і енергозберігаючого режиму очікування.
Рис. 3. Плата розширення X-NUCLEO-IHM14A1 на основі драйвера STSPIN820
На додаток до плати розширення компанія ST пропонує пакет програм X-CUBE-SPN14, який може бути корисний як починаючим користувачам, так і розробникам зі стажем. Пакет програм містить попередньо скомпільовані виконавчі файли, що дозволяє відразу ж почати роботу з кроковим двигуном, виконавши всього три послідовних дії:
- підключення до плати розширення X-NUCLEO-IHM14A1 крокової двигуна і налагоджування плати STM32 NUCLEO ;
- підключення плати STM32 NUCLEO до ПК;
- переміщення попередньо скомпільованого виконуваного файлу в відповідну папку з проектом STM32 NUCLEO і натискання на кнопку скидання плати.
Після запуску тестового програми розробник отримує доступ до всіх функцій STSPIN820, зокрема - до перерахованих в документації режимам установки кроку двигуна і іншими параметрами драйвера.
Про компанію ST Microelectronics
Компанія STMicroelectronics є №1 виробником електроніки в Європі. Компоненти ST широко представлені в оточуючих нас споживчих товарах - від iPhone до автомобілів різних марок. Лідери індустріального ринку вибирають компоненти ST за їх надійність і видатні технічні параметри. У компанії ST працює 48 000 співробітників в 35 країнах. Виробничі потужності розташовані в 12 країнах світу. Понад 11 тисяч співробітників зайняті дослідженнями і розробками - інноваційне лідерство ... читати далі
