Referenzdesign für Motorsteuerungen

EMBEDDED SYSTEMS

STMicroelectronics bringt das Edge-AI Motor-Drive-Referenzdesigns EVLSPIN32G4-ACT, das auf dem Dreiphasen-Motortreiber STSPIN32G4 basiert. Das Board wird an den Wireless Industrial Sensor Node STWIN.box (STEVAL-STWINBX1) von ST angeschlossen.



Der auf dem Board befindliche STSPIN32G4 kombiniert einen Gatetreiber mit Power-Management-Funktionen und dem STM32G4-Mikrocontroller. Vorhanden ist außerdem eine Inverterstufe für Dreiphasen-Motoren bis 48V und 5A sowie Software zur Anbindung des Sensormoduls und zur Realisierung von Anwendungen. Das Kit unterstützt die Anwender beim Erstellen autonomer Mechanismen, die auf Ereignisse wie etwa Temperaturänderungen, den barometrischen Druck, Geräusche, Bewegungen oder Ultraschallsignale reagieren.


Technische Details

Der eingebaute Mikrocontroller des Typs STM32G431 enthält Peripherie zum Ansteuern von Dreiphasen-BLDC-Motoren, wie etwa vier Komparatoren, drei Operationsverstärker und zwei Gruppen von PWM-Timern und 12bit-ADCs. In den Baustein integriert sind ebenfalls Bootstrap-Dioden, ein Gleichspannungswandler und ein Low-Dropout-Regler, um die Versorgungsspannungen für Gatetreiber und MCU ohne externe Schaltungen aus der Motorspannung zu erzeugen.

Das EVLSPIN32G4-ACT eignet sich zum Ansteuern von Motoren mit Leistungen bis 250W an 12V, 24V, 36V oder 48V. Übertemperatur-, Unterspannungs-, Überspannungs- und Überstrom-Schutzfunktionen sind eingebaut. Die Anwender können zwischen Sechsschritt- und Vektorregelung (Field-Oriented Control, FOC), sensorbasierter oder sensorloser Erkennung der Rotorposition sowie Strommessung mit drei Shunt oder einem Shunt-Widerstand wählen.


Wie funktioniert das?

Das STWIN.box-Modul kann ohne weitere Vorbereitung angeschlossen und in Betrieb genommen werden. Es enthält einen STM32U5-Mikrocontroller, Bluetooth-, Wi-Fi- und NFC-Transceiver sowie eine breite Palette industrieller MEMS-Sensoren von ST. Zu diesen Sensoren gehören ein 3-Achsen-Magnetometer und eine industrielle IMU (Trägheitsmesseinheit) mit eingebauter AI-Funktionalität und MLC-Technologie (Machine-Learning Core), was zusammen Trägheitsmessungen mit 9 Freiheitsgraden ermöglicht. Hinzu kommen ein Beschleunigungssensor, ein digitaler 3-Achsen-Vibrationssensor mit 6kHz Bandbreite und ein 2-Achsen-Neigungsmesser mit MLC. Zu den eingebauten Umgebungssensoren gehören ferner ein digitales Barometer und ein I²C/SMBus-Temperatursensor sowie digitale und analoge MEMS-Mikrofone zum Erfassen von Schall- bzw. Ultraschallsignalen.


Die Software ...

umfasst eine Datenaufzeichnungs-Firmware mit zugehörigem Softwarepaket, eine Bluetooth-Low-Energy-Anwendung und ein Python Software Development Kit (SDK). Diese lassen sich für das Design von Edge-AI- und Machine-Learning-Lösungen laut ST in typische Informatik-Workflows integrieren. Der High-Speed-Datenlogger FP-IND-DATALOGMC unterstützt die Echtzeitüberwachung durch die Erfassung und Markierung von hochauflösenden, mit exakten Zeitangaben versehenen Datensätzen, die Daten von Motion-Control-Algorithmen mit jenen von externen Sensoren kombinieren.


Das EVLSPIN32G4-ACT ist zum Preis von 149,- US$ erhältlich, während das Entwicklungs-Kit STEVAL-STWINBX1 für 122,- US$ angeboten wird.

 

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