Texas Instruments stellte vier Motorsteuerungs-Kits vor, mit denen dreiphasige, bürstenlose Gleichstrommotoren (Brushless DC, BLDC) in Betrieb genommen werden können. Die Palette dafür verfügbaren Mikrocontrollern reicht von energiesparenden 16-Bit MSP430 Bausteinen bis hin zu den ARM-basierten 32-Bit Stellaris Bausteinen mit Fließkommafunktionalität sowie der zusätzlich um Safety-Funktionen erweiterten Hercules MCU-Lösung.

Die vier Kits umfassen objektorientierte Softwarefunktionen und Treiber, die einen kompatiblen Code liefern, der auf andere MCU- und Motortreiberfamilien von TI portiert werden kann. Jedes Motorsteuerungs-Kit bietet eine geschützte Motortreiberüberwachung für die taktweise Überwachung von Überstrom, Übertemperatur, Kurzschluss und Unterspannung.

Tools und Software

Mit dem steckbaren controlCARD-Modul können Entwickler die passende Kombination aus Motortreibern mit verschiedenen Spannungs- und Stromspezifikationen und verschiedenen MCUs wählen. Alle Kits verfügen über Firmware zum sofortigen Ausführen der gebrauchsfertigen Software InstaSPIN-BLDC für die sensorlose Motorsteuerung. InstaSPIN-BLDC ist eine auf Gegen-EMK basierende Technik, mit der Motoren sensorlos und ohne Kenntnis der Motorparameter eingerichtet werden können.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Gegen-EMK-Nulldurchgang-Technologien bietet InstaSPIN-BLDC sensorlosen Betrieb auch für geringere Drehzahlen und verfügt über eine Immunität gegen Fehlkommutierungen durch schnelle Drehzahländerungen. Das Stellaris-Kit bietet eine Drehzahl- und Drehmomentregelung nach dem Sliding-Mode-Verfahren (SMO) und mit feldorientierter Regelung (FOC).

Die Herkules-Kits verfügen über Firmware für sensorbasierte Drehzahl- und Drehmomentregelung und bieten zusätzlich die sensorlose SMO-Variante für die in Safety-Systemen erforderliche Redundanz.

Des Weiteren umfassen die Kits die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) Code Composer Studio sowie eine grafische Benutzerschnittstelle zum Ausführen von Beispiel- und Demo-Designs mit dem mitgelieferten oder einem selbst gewählten Motor.

MSP430-Motorsteuerungs-Kit DRV8312-430FR-KIT

• controlCARD-Modul mit MCU MSP430FR5739 bietet eine Taktrate von 24 MHz, 16 KB FRAM, fünf 16-Bit-Timer, 10-Bit-A/D-Wandler
• Energiesparende, auf der Platine integrierte nicht-flüchtige FRAM-Technologie (Ferroelectric Random Access Memory) für schnelle Lese- und Schreibzeiten, gemeinsam genutzter Speicher für Programmdaten und Informationen in einem Speicherblock
• Kostenlose Software bietet Motorsteuerungs-Quellcode und InstaSPIN-BLDC-Bibliothek sowie Zugriff auf MSP430Ware – eine Sammlung an Software-Ressourcen einschließlich Peripherietreiber-Bibliotheken und APIs.
• Motortreiber DRV8312 steuert Drehstrommotoren mit weniger als 50V und Dauerstrom von 3,5A an.

Safety-Motorsteuerungs-Kits Hercules DRV8301-LS31-KIT (TMS570) und DRV8301-RM48-KIT (RM4x)

• Umfasst ein controlCARD-Modul mit einer Hercules Dual-Core-ARM-Cortex-R4F-Safety-MCU mit Lockstep-Technologie, Fließkommafunktionalität, einer Taktrate von bis zu 220MHz, 3 MB Flash-Speicher und einer Safety-Architektur, die für Motorsteuerungen in Transport- (TMS570) und Industrieanwendungen (RM4) geeignet ist.
• Ermöglicht die Erfüllung von Sicherheitsnormen wie IEC61508 und ISO26262 durch den Einsatz der Hercules Safety-MCU-Architektur.
• Umfasst einen Servomotor von Teknic mit integriertem Encoder und Hallsensoren für robuste Winkelmessungen am Rotor, um die Shunt-basierte Berechnung des Rotorwinkels per Sliding-Mode-Verfahren (SMO) zu ergänzen.
• Basiert auf dem integrierten Motor-Vortreiber DRV8301, mit Selbstschutz und zwei programmierbaren Verstärkern zur Steuerung von Umrichtern mit weniger als 60V und externen FETs.
• Hercules-Software für die Entwicklung sicherheitsgerichteter Motorsteuerungen mit Peripherieunterstützung und Konfiguration per HALCoGen, Kommunikationsstacks und Beispiel-Motorprojekten ist verfügbar.
• Es lassen sich PWM-Signale erzeugen und das QEP-Signal (Quadrature Encoder Pulse) mit Beispiel-Mikrocode für den integrierten 32-Kanal-Timer-Coprozessor dekodieren.

Stellaris-Motorsteuerungs-Kits DK-LM4F-DRV8312

• Umfasst ein controlCARD-Modul samt Stellaris-MCU LM4F211 mit ARM Cortex-M4-Core mit 80 MHz und Fließkommafunktionalität, 256 KB Flash-Speicher und zwei 12-Bit-A/D-Wandlern für die Anwendung in Bereichen wie Industriepumpen, Lüftern, Gebläsen, Kompressoren, Absaugungen, Werkzeugbau und Robotik.
• MCU Stellaris LM4F211 mit Fließkommafunktionalität erfüllt die Rechenanforderungen für eine Vielzahl von Motorsteuerungslösungen und bietet StellarisWare-Softwarebibliotheken sowie weitere Anwendungen.
• Motortreiber DRV8312 steuert Drehstrommotoren mit weniger als 50V und Dauerstrom von 3,5A an.

Preise und Lieferbarkeit

Die Hercules-Motorsteuerungskits DRV8301-LS31-KIT und DRV8301-RM48-KIT kosten 499 US$ und umfassen den Teknic-Servomotor sowie eine 24-V-Spannungsversorgung. Das MSP430-Kit DRV8312-430FR-KIT und das Stellaris-Kit DK-LM4F-DRV8312 sind für 299 US$ erhältlich und umfassen einen 24-V-NEMA17-BLDC-Motor mit Hallsensoren und einer 24-V-Spannungsversorgung.

Entwickler mit einer kompatiblen Motortreiberbasis können auch die Hercules-controlCARD-Module TMDX570LS31CNCD oder TMDXRM48CNCD für 99 US$ kaufen. Das MSP430-controlCARD-Modul MSP-CNCD-FR5739 und das Stellaris-controlCARD-Modul MDL-LM4F211CNCD sind separat für 49 US$ erhältlich.