TMC電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片使步進(jìn)電機(jī)的更好用

越來越低的生產(chǎn)成本，推動(dòng)了無刷直流電機(jī)的廣泛使用和普及，尤其是當(dāng)消費(fèi)類無人機(jī)和電動(dòng)自行車的引入，導(dǎo)致了無刷直流電機(jī)的大規(guī)模生產(chǎn)，在此之前，無刷直流電機(jī)曾一度只在高端工業(yè)中使用。

隨著即插即用模塊在硬件上提供磁場(chǎng)定向控制或矢量控制，一度復(fù)雜的伺服驅(qū)動(dòng)器的開發(fā)變得更加容易。

即便伺服驅(qū)動(dòng)器并被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療和保健設(shè)備中，我們?nèi)圆粦?yīng)該忘記步進(jìn)電機(jī)。

許多工程師認(rèn)為步進(jìn)電機(jī)不如伺服驅(qū)動(dòng)器。

但是，步進(jìn)電機(jī)控制已經(jīng)從簡(jiǎn)單的“無需調(diào)諧”控制方案取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

步進(jìn)電機(jī)不僅僅只應(yīng)用在某些簡(jiǎn)單的應(yīng)用里，越來越多的依賴于高扭矩和低速的高端應(yīng)用也由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，比如從實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化到半導(dǎo)體處理，從3D打印再到4K監(jiān)控?cái)z像頭，這些應(yīng)用要求工程師能夠使用無需額外變速箱的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。沒有變速箱意味著更少的磨損、更少的噪音和更低的開銷。

雖然步進(jìn)電機(jī)提供了低成本的魯棒性和精度，但仍有噪音、振動(dòng)，以及并不是很節(jié)能的缺點(diǎn)，但其驅(qū)動(dòng)程序一點(diǎn)也不復(fù)雜；

德國(guó)TRINAMIC是全球嵌入式電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)導(dǎo)品牌，在設(shè)計(jì)和研發(fā)運(yùn)動(dòng)控制芯片，模塊，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有20多年經(jīng)驗(yàn)。TMC將微步操作與先進(jìn)的電流斬波器和電壓斬波器相結(jié)合，允許步進(jìn)電機(jī)使用自適應(yīng)電流進(jìn)行平穩(wěn)、無噪聲的操作；再加上診斷功能和no hunting（即在靜止?fàn)顟B(tài)下完全沒有運(yùn)動(dòng)），你可以輕松擁有一個(gè)實(shí)現(xiàn)完美的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用程序的業(yè)界領(lǐng)先的解決方案。

對(duì)于需要閉環(huán)操作的應(yīng)用，你只需要添加一個(gè)編碼器，它可以是一個(gè)作為一個(gè)位置傳感器的霍爾組件，這樣，你就擁有了一個(gè)沒有變速箱的完整的伺服驅(qū)動(dòng)器。

就像電機(jī)控制在過去二十年里發(fā)生了變化一樣，開發(fā)應(yīng)用程序的工程師的要求也在進(jìn)步。今天，每個(gè)工程師都想使他們?cè)O(shè)計(jì)具備獨(dú)特之處，而不是開發(fā)一個(gè)看似復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

簡(jiǎn)約的外形設(shè)計(jì)、直觀的用戶界面、實(shí)時(shí)功能、功能安全性以及與云的數(shù)據(jù)收集和共享是工程師們新的關(guān)注點(diǎn)。

坦率地說，工程師可能會(huì)認(rèn)為電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制是阻礙了他的構(gòu)想，所以他們更需要開發(fā)工具套件直接跨越這些障礙。

但是，用開發(fā)工具支持馬達(dá)并不是那么容易。原因很簡(jiǎn)單：每個(gè)馬達(dá)都是不同的。電機(jī)參數(shù)不同，級(jí)數(shù)不同，反饋系統(tǒng)（如果有的話）也不同，電機(jī)可能需要針對(duì)特定的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化和微調(diào)，以及外部接口的多樣性。因此，通常由帶有特殊電機(jī)控制庫的微控制器和通用驅(qū)動(dòng)板組成的“一刀切”解決方案將不起作用。

作為ADI的一部分，Trinamic提供了廣泛的開發(fā)板作為模塊化評(píng)估系統(tǒng)的一部分，并在系統(tǒng)支持軟件、工具和向?qū)С绦蛏线M(jìn)行了大量的投入。這些開發(fā)板幫助工程師快速設(shè)置一個(gè)原型應(yīng)用程序，并嘗試不同的設(shè)置，微調(diào)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。一旦這些設(shè)置條件得到滿足，代碼就可以很容易地用C編譯和導(dǎo)出，以便在它們自己的固件中直接使用。Trinamic的開發(fā)板是經(jīng)過MIT認(rèn)證的開源設(shè)計(jì)，工程師可以免費(fèi)使用這些資源。

德國(guó)TRINAMIC是全球嵌入式電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)導(dǎo)品牌，在設(shè)計(jì)和研發(fā)運(yùn)動(dòng)控制芯片，模塊，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有20多年經(jīng)驗(yàn)。TRINAMIC的專業(yè)的運(yùn)動(dòng)控制芯片運(yùn)用范圍極廣，包括實(shí)驗(yàn)室和工廠自動(dòng)化，半導(dǎo)體設(shè)備，紡織設(shè)備，機(jī)器人,ATM，自動(dòng)售貨機(jī)，醫(yī)療診斷設(shè)備。

TMC芯片多類型多功能讓其使用領(lǐng)域多樣化

1：運(yùn)動(dòng)控制芯片

SPI芯片：一個(gè)芯片具有雙向通訊接口用于發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令和上傳診斷信息保持所需要的查詢量最低。只需要一個(gè)來自微控制器的低速度的SPI接口實(shí)現(xiàn)極度的小型化，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。SPI芯片允許對(duì)微步表格的完全控制，在運(yùn)動(dòng)過程中對(duì)微步的無縫更改也是可能的。為了優(yōu)化電機(jī)的需求微步表格在運(yùn)動(dòng)控制芯片里是可以修改的。

2：脈沖/方向芯片

支持脈沖/方向的驅(qū)動(dòng)器和控制器簡(jiǎn)化了步進(jìn)電機(jī)的控制脈沖/方向接口被廣泛用于工業(yè)，因此被預(yù)留出兼容方案。尤其在高細(xì)分和高頻脈沖，SD框架相比SPI和PWM接口來說減少了對(duì)帶寬的要求。SPI用于設(shè)置和下至功率放大部分的診斷信息的反饋通道

3：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片

小體積電路板芯片：TRINAMIC的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)芯片集成了最先進(jìn)的相序分配和功放 通過減少外部器件，TRINAMIC的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片可以做到最小系統(tǒng)。通過最新的電流控制技術(shù)，工程師可以開發(fā)出靜音，高效精密和經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。

4：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)SPI芯片

通過采用最新的晶體管開關(guān)技術(shù)，TRINAMIC的許多步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片降低了功耗，在其所有的電流范圍之后不需要增加任何散熱片。這一點(diǎn)降低了系統(tǒng)的功率損失和整個(gè)系統(tǒng)的成本。先進(jìn)的診斷功能提供了連續(xù)的系統(tǒng)狀態(tài)。

5：?jiǎn)屋S芯片

TRINAMIC的cDriver是一個(gè)集成系統(tǒng)方案。運(yùn)動(dòng)控制和驅(qū)動(dòng)集成在一個(gè)芯片內(nèi)。集成一個(gè)精細(xì)的坡形發(fā)生器用于自動(dòng)定位到目標(biāo)位置帶有工業(yè)先進(jìn)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。高集成，高能量效率，小型結(jié)構(gòu)使其滿足小體積和可拓展系統(tǒng)高性價(jià)比方案。TRINAMIC的cDriver將數(shù)字信號(hào)直接轉(zhuǎn)化成物理運(yùn)動(dòng)。

6：雙軸芯片

對(duì)于監(jiān)控?cái)z像頭，辦公室自動(dòng)化設(shè)備或者輸液泵這類產(chǎn)品， 需要多個(gè)可靠的步進(jìn)電機(jī)，但是結(jié)構(gòu)要小。雙軸的cDriver就是一個(gè)完美的方案。高度集成化使得每軸平均成本很低，減少系統(tǒng)成本，同時(shí)集成了先進(jìn)斜坡控制從而縮短開發(fā)周期，減少開發(fā)投入。

7：步進(jìn)電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)芯片

大功率驅(qū)動(dòng)。設(shè)置成預(yù)驅(qū)動(dòng)加外擴(kuò)功率管允許根據(jù)客戶的電機(jī)最大電流靈活配置。TRINAMIC所有的預(yù)驅(qū)動(dòng)芯片帶有通過SPI的全部診斷功能。通過TRINAMIC獨(dú)一無二的先進(jìn)電流控制功能所有的TRINAMIC步進(jìn)驅(qū)動(dòng)芯片，可以提供精密和平滑的微步。

8：實(shí)時(shí)通訊芯片

實(shí)時(shí)通訊芯片：EtherCAT是一種高性能，低成本，容易使用的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)帶有靈活拓?fù)湫阅?。EtherCAT是一種速度最快的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，可以達(dá)到納秒級(jí)的同步精度。TRINAMIC的從站控制芯片連接最優(yōu)化的嵌入式運(yùn)動(dòng)和電機(jī)控制應(yīng)用到快速的現(xiàn)成總線，可以實(shí)現(xiàn)分布式設(shè)備的精確同步。

9：直流無刷電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)

在EMC可靠和高能效場(chǎng)合，直流無刷電機(jī)逐漸取代直流有刷電機(jī)。通過正弦波換向直流無刷，保證運(yùn)行安靜，高效驅(qū)動(dòng)用于采暖通風(fēng)領(lǐng)域。裝備高分辨率的反饋系統(tǒng)和矢量控制是強(qiáng)大伺服驅(qū)動(dòng)的最佳方案。

10：嵌入式伺服控制芯片

在同步機(jī)器控制技術(shù)中，伺服控制充當(dāng)關(guān)鍵角色。矢量控制被大量采用，但是執(zhí)行起來需要占用大量時(shí)間。TRINAMIC以卓越的芯片性能來控制三相同步伺服電機(jī)和兩相步進(jìn)電機(jī)，幫助用戶節(jié)省大量開發(fā)時(shí)間。

11：直流伺服控制系統(tǒng)級(jí)芯片

TMCC160集成了功率預(yù)驅(qū)動(dòng)和Cortex-M4微處理器并集成了矢量控制軟件，可以直接使用TMCL-IDE軟件控制，保證硬件設(shè)計(jì)盡可能的簡(jiǎn)單和盡量減少外部器件。TMCC160包含了嵌入式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的所有核心部分。

審核編輯：湯梓紅