Motoare şi Microcontrolere – Eroii ascunşi ai casei moderne

8 IULIE 2015

Fără controlul motorului, casele noastre, dar şi vieţile noastre de zi cu zi ar fi mult mai puţin confortabile decât sunt astăzi – am fi spălat hainele cu mâna, am fi gătit mâncarea “la flacără” și am fi căutat cu disperare un loc răcoros (poate chiar o peşteră de gheaţă) pentru a putea răci o bere.

Efectele ar fi la fel de supărătoare şi în afara bucătăriei – echipamentele de aer condiţionat ar fi înlocuite de nişte ventilatoare manuale, uşa garajului sau poarta de la intrare nu se va mai deschide automat, filtrarea apei din piscină ar dura luni de zile şi nu vom avea parte decât de o bere caldă.
Lăsând gluma la o parte, motoarele au o importanță foarte MARE și reprezintă o zonă enormă de oportunităţi privind controlul electronic al motoarelor cu ajutorul microcontrole­relor (MCU), care vor creşte nivelul de automatizare şi eficienţa energetică a echipamentelor casnice.

de Dugald Campbell, inginer proiectant de arhitecturi MCU pentru seria Kinetis la Freescale Semiconductor

În cadrul acestor aplicații, microcontrolerele îndeplinesc mai multe funcții. Timerele lor generează 6 canale PWM, care comandă, printr-un invertor, un motor de curent alternativ cu 3 faze. Acest lucru duce, în esenţă, la rotirea motorului.
Convertoarele Analog/Digitale (ADC) sunt folosite pentru măsurarea diferiţilor curenţi de fază, pentru a urmări viteza și/sau poziția motorului, operaţie cunoscută sub numele de controlul sensor-less feedback.
Unele aplicații casnice folosesc 2 motoare: maşina de spălat rufe (pentru tambur şi pompă), maşina de spalat vase (pentru spray-urile de apă și canalizare), frigiderul/congelatorul (pentru compresoare şi pentru fluxul de aer pentru a opri înghețarea) și aparatele HVAC / aer condiţionat (pentru compresoare și fluxul de aer).
Multe microcontrolere conțin două seturi a câte 6 canale PWM, permiţându-le să comande două invertoare care la rândul lor, să rotească două motoare. În general, monitorizarea fără senzor a vitezei şi poziţiei este realizată prin intermediul unuia sau a două module ADC.
Algoritmii de viteză sensor-less vor avea mai puţine erori în cazul în care se pot obține simultan doi curenți de fază la anumite momente ale perioadei PWM, dar ajustarea erorilor se poate face chiar şi cu un singur convertor ADC, dacă cei doi curenţi de fază sunt măsuraţi spate în spate.
Pentru o aplicaţie de control a două motoare utilizând două module ADC, se poate atribui câte un modul ADC pe fiecare motor şi include unele corecţii ale erorilor în calculul vitezei. Alternativ, comenzile celor două motoare, pot fi sincronizate prin intermediul unui set de canale PWM defazate la 180 de grade față de celalalte și utilizând ambele convertoare ADC pentru cele două motoare prin atribuirea de canale de intrare diferite.
Un MCU cu patru module ADC permite controlul a două motoare independente cu 3 faze, simplificând astfel codul aplicaţiei și minimizând erorile de achiziție.
Pentru a nu avea un impact negativ asupra consumatorului final, trebuie soluţionat compromisul care apare adesea în astfel de soluții integrate: costul în a avea patru module ADC versus eficienţa energetică obţinută.
Cel mai recent membru al seriei dinamice de micro­controlere Kinetis V de la Freescale, bazate pe nucleul ARM® Cortex®-M – familia Kinetis KV5x MCU – este bine echipat pentru a face față cerințelor aplicațiilor multi-motor. Dispunând de timere multiple, patru convertoare ADC de mare viteză (eșantionare de până la 5 MSPS) şi nucleu Cortex-M7 la 240MHz, controlul fără senzor, complet independent, a două motoare cu 3 faze poate fi realizat cu uşurinţă. Cu MIPS CPU, KV5x MCU se pot efectua și alte funcții, precum adăugarea de conectivitate securizată prin Ethernet (pe cip) CAN multiplu și interfeţe UART și module de criptare.

Piaţa sistemelor embedded incendiată de conceptele tehnologiei IoT oferă oportunitatea de a monitoriza de la distanță și de a gestiona nenumărate aparate motorizate aflate în, sau în afara casei. Aceste aplicaţii pot fi acum realizate la locul de muncă, din fotoliul birourilor noastre de acasă, sau de oriunde.

Pentru a afla mai multe despre soluțiile de control al motorului, cu ajutorul familiei de microcontro­lere Kinetis seria V de la Freescale, vizitați pagina: www.freescale.com/Kinetis/Vseries

#KinetisConnects

www.freescale.ro
Freescale Semiconductor România S.R.L.

București
Tel: 021 3052 400
officero@freescale.com
www.freescale.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre