Perancangan skema motor mikro non induktif berbasis GD32E230/F303 MCU

Ponsel gigi, juga dikenal sebagai ponsel oral, adalah sejenis alat kesehatan yang khusus digunakan dalam bidang stomatologi. Sejak diluncurkan, alat ini telah disambut baik oleh pasien dan operator dengan kecepatan putarannya yang tidak biasa, dengan cepat menggantikan telepon seluler listrik dan menjadi alat yang sangat diperlukan dalam perawatan gigi saat ini.

Dalam skema ini, MCU seri Zhaoyi Innovation GD32E230/F303 diadopsi sebagai pengontrol utama, yang memiliki karakteristik kecepatan tinggi, stabilitas, kebisingan rendah, dan biaya rendah. Dapat digunakan dalam stomatologi untuk memegang jarum gigi berkecepatan tinggi untuk mengebor, menggemeretakkan gigi, membersihkan gigi, dan perawatan kecantikan.

Parameter kelistrikan skema motor

· Kecepatan putaran ≥ 300,000 rpm, dan rentang torsi maksimum 0.075-0.15N.cm
· Rotasi positif dan negatif/kontrol kecepatan/tampilan kecepatan
· Kontrol katup udara multi-saluran
· Kebisingan <70dB

1,GD32E230 Skema Kontrol Gelombang Persegi Non-induktif berbiaya rendah

Karakteristik program

MCU bernilai super GD32E230 dengan inti Arm Cortex-M23 digunakan sebagai pengontrol utama. Dalam kontrol gelombang persegi non-induktif, sinyal pergantian terutama diperoleh melalui penyeberangan nol EMF balik (perbedaan fasa antara sinyal penyeberangan nol EMF belakang dan sinyal pergantian motor adalah 30° sudut listrik). Untuk mendapatkan sinyal zero-crossing back EMF, digunakan metode hardware comparator untuk membandingkan tegangan terminal yang terdeteksi dengan tegangan netral motor untuk mendapatkan sinyal zero-crossing back EMF.

Skema ini memiliki karakteristik rangkaian sederhana, biaya rendah, dll., dan terutama digunakan pada peralatan pembersihan gigi, perawatan gigi, dan acara lainnya.

Papan sirkuit skema

Spesifikasi utama MCU seri GD32E230
· Cortex-M23@72MHz, kinerja pemrosesan 55DMIPS· Kilatan: 64KB/32KB/16KB· SRAM : 8KB/6KB/4KB
· ADC berkecepatan tinggi dan presisi tinggi, 12Bits ADCx1@2.6Msps,10 saluran· Pengatur waktu tingkat lanjut x1 dapat menghasilkan 6 keluaran PWM pelengkap dengan waktu mati yang dapat disesuaikan.· Pengatur waktu umum x5· Dengan perlindungan enkripsi perangkat keras Flash· Beberapa mode komunikasi serial: I2Cx2, SPIx2, UARTx2;· Jenis paket kaya: TSSOP 20/LGA20/QFN28/QFN32/LQFP 32/LQFP 48· Catu daya: 1.8V~3.6V· Pengganda perangkat keras satu siklus, pembagi perangkat keras, pembagi frekuensi perangkat keras, pengontrol interupsi vektor bersarang (NVIC) dan sumber daya independen lainnya· Kisaran suhu pengoperasian kelas industri: -40℃~105℃· Karakteristik ESD industri: 6000 Volt

2,GD32F303 Skema Kinerja Tinggi Kontrol FOC Non-induktif

Karakteristik program

Kontrol FOC tanpa sensor terutama menggunakan model matematika motor dan beberapa pengetahuan tentang prinsip kontrol otomatis untuk mewujudkan kontrol motor. Dalam pengendalian FOC bebas induksi, biasanya diperlukan penggunaan pengamat yang sesuai untuk memperoleh posisi rotor secara tidak langsung, guna memperoleh karakteristik dinamis dan statis yang lebih baik, keakuratan pengendalian, kecepatan respons, dan stabilitas sistem. Skema ini dirancang oleh MCU mainstream GD32F303 berdasarkan inti Arm Cortex-M4. GD32F303 memiliki fungsi operasi floating-point pada chip, yang dapat mengatur parameter proporsional kontrol PID dengan lebih baik dan memiliki respons dinamis yang cepat.

Metode pengendaliannya adalah metode pengamat cincin sinovial (lihat data aplikasi pengendalian motor DC brushless untuk rumus dan prinsip spesifik). Hal ini diwujudkan dengan menggunakan prinsip kontrol struktur variabel membran sinovial dalam prinsip kontrol otomatis. Faktanya, struktur variabel adalah strategi pengendalian dari sistem pengendalian struktur variabel, yang ditandai dengan pengendaliannya yang terputus-putus. Dalam karakteristik tertentu, hal ini memaksa sistem untuk bergerak dalam amplitudo kecil dan frekuensi tinggi ke atas dan ke bawah hyperplane yang ditentukan, yang sering kita sebut gerakan "mode geser" atau "mode geser". Mode geser ini tidak ada kaitannya dengan parameter dan gangguan sistem, serta dapat dirancang agar sistem memiliki ketahanan yang baik.

Sorotan teknis

Menghidupkan motor DC tanpa sikat dan non-induktif adalah langkah kuncinya. Untuk mencapai karakteristik start-up yang cepat dan stabil serta kebisingan yang rendah, metode start-up I/F diadopsi dalam skema ini. Inti dari mode start-up I/F adalah menghasilkan vektor arus berputar dengan amplitudo mengikuti nilai referensi dan frekuensi meningkat secara bertahap pada belitan jangkar, sehingga mempercepat start-up rotor. Ciri khasnya adalah ia bekerja dalam keadaan kecepatan loop terbuka dan arus loop tertutup. Setelah transformasi koordinat, arus belitan stator diproyeksikan pada sistem koordinat putar yang ditentukan oleh sudut posisi yang diperintahkan, dan dibatasi oleh nilai yang diharapkan, yang secara efektif dapat menghindari arus lebih. Diagram blok kendalinya ditunjukkan pada gambar berikut.

Kecepatan putar skema ini bisa 100~380,000 RPM pada kecepatan tinggi dan rendah, dan cocok untuk aplikasi motor mikro berkecepatan tinggi, seperti ponsel medis berkecepatan tinggi, mesin penggiling, dll.

Papan sirkuit skema

Spesifikasi utama MCU seri GD32F303

· Frekuensi utama Cortex-M4@120MHz, kinerja pemrosesan 150DMIPS
· Kilatan: 256KB~3072KB· SRAM : 48KB~96KB· Catu daya: 2.6V~3.6V
· 3 ADC 12-bit @ 2.6msps, 21 saluran
· 1 pengatur waktu sistem pengatur waktu SysTick 24-bit, hingga 4 pengatur waktu 16-bit tujuan umum, 2 pengatur waktu dasar, dan 1 pengatur waktu yang ditingkatkan.
· Beberapa mode komunikasi serial: I2C x2, SPI x3, USART+UART x5· Jenis paket kaya: LQFP48/LQFP64/LQFP100/LQFP144
· Pengganda perangkat keras satu siklus, pembagi perangkat keras, pembagi frekuensi perangkat keras, pengontrol interupsi vektor bersarang (NVIC) dan sumber daya independen lainnya
· Satuan Titik Mengambang Satuan aritmatika titik mengambang
· Kisaran suhu pengoperasian kelas industri: -40℃~85℃

Berfokus pada MCU 32-bit dari seri GD32 Zhaoyi Innovation (www.bjzycxkjgf.dayinmao.com), mos FET dari SAKO Micro SLKOR (www.slkormicro.com) banyak digunakan dalam skema semacam ini, seperti tabung TVS dan ESD yang bertanggung jawab untuk penggerak motor, anti-statis, dan pelepasan lonjakan arus di sirkuit periferal. Sawei Technology Co., Ltd. (http://www.slkormicro.com) didirikan pada tahun 2005. Selama lebih dari sepuluh tahun, perusahaan ini telah menganut konsep "menciptakan nilai melalui teknologi", terutama dalam penelitian dan produksi silikon karbida, dioda silikon karbida SiC, tabung MOS silikon karbida SiC, dan tabung tunggal IGBT. Produk seri 2301, 3401, 3904 dan 13n50 seperti tabung MOS tegangan tinggi dan rendah, ChinaMOS, tabung COOL MOS, IC manajemen daya, elemen hall Hall SL1603SL SL1613SH SL1615SH, thyristor, dioda dan dioda pemulihan cepat juga dapat dicocokkan dengan KingHelm (WWW .BDS666.COM) Antena WiFi, antena GPS, antena Beidou, dan antena keramik headset Bluetooth TWS. Terutama digunakan dalam: kendaraan energi baru, robot cerdas, inverter, perkakas listrik, elektronika daya, catu daya switching, catu daya penerangan luar ruangan, pengisian cepat PD, headset Bluetooth TWS, dan bidang lainnya.

Catatan: Artikel ini direproduksi dari Internet untuk mendukung perlindungan hak kekayaan intelektual. Harap sebutkan sumber asli dan penulisnya saat mencetak ulang. Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk menghapusnya.

Telp Perusahaan: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
Surel: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Manajer Li
QQ: 332496225 Manajer Qiu
Alamat: Kamar 809, Blok C, Gedung Teknologi Zhantao, No.1079 Minzhi Avenue, Distrik Baru Longhua, Shenzhen