基于ST 意法半導(dǎo)體EVALKIT-ROBOT-1的機(jī)器手臂馬達(dá)控制解決方案

EVALKIT-ROBOT-1是一個隨插即用的馬達(dá)控制解決方案，旨在幫助使用者輕松進(jìn)入伺服驅(qū)動器和機(jī)器人精準(zhǔn)定位，以及高階動作控制領(lǐng)域。方案中包含一個內(nèi)建1024脈沖增量編碼器的maxon 100W無刷直流馬達(dá)。該馬達(dá)提供maxon在馬達(dá)電磁設(shè)計方面的專業(yè)知識，具有優(yōu)異的平穩(wěn)性和平衡性，即使轉(zhuǎn)子在低轉(zhuǎn)速時也可以精確控制馬達(dá)。

在方案中的伺服控制板上具備意法半導(dǎo)體的STSPIN32F0A智慧三相馬達(dá)控制器和完整的逆變器功率級。逆變器功率級采用意法半導(dǎo)體功率電晶體，可以連接馬達(dá)。方案還包括馬達(dá)控制韌體，使用者可以輕松啟動馬達(dá)并發(fā)送指令。

技術(shù)資訊：

意法半導(dǎo)體的STSPIN32F0A系統(tǒng)級封裝在一個功率密度高的7mm x 7mm VFQFPN封裝內(nèi)整合馬達(dá)控制所需的關(guān)鍵電路，包括STM32F031C6*微控制器和三相逆變驅(qū)動器。微控制器預(yù)設(shè)隨插即用的MODBUS通訊韌體，以及具精確定位功能的向量控制（Field-Oriented Control，F(xiàn)OC）算法。該模組還整合了電源管理和電流檢測電路，使其更具彈性和多功能性。

Maxon EC-i 40 是一款直徑40mm的100W無刷直流（BLDC）馬達(dá)，內(nèi)建用于精確控制的maxon ENX 16 EASY 1024脈沖增量式編碼器。馬達(dá)另外整合了檢測轉(zhuǎn)子位置的霍爾感測器。該馬達(dá)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，提供了高輸出轉(zhuǎn)矩和低齒槽轉(zhuǎn)矩，進(jìn)而在整個速度范圍內(nèi)平穩(wěn)運作，并提升定位精度。

三相無刷直流逆變器功率級采用意法半導(dǎo)體的STL7DN6LF3 60V低導(dǎo)通電阻N溝道MOSFET，其最大輸出功率為6A，可以驅(qū)動這臺馬達(dá)。

?場景應(yīng)用圖

意法半導(dǎo)體

?展示板照片

?方案方塊圖

意法半導(dǎo)體

?核心技術(shù)優(yōu)勢

STSPIN32F0A - 先進(jìn)的無刷電機(jī)控制器 Cortex-M0 MCU、柵極驅(qū)動器和運算放大器的集成可實現(xiàn)極其緊湊的解決方案 ST1S14 - 降壓型開關(guān)穩(wěn)壓器 高開關(guān)頻率需要小電感值，從而減小整體解決方案的占板面積 L78L - 3.3 V 線性穩(wěn)壓器 堅固耐用的線性穩(wěn)壓器，采用小型封裝 STR485 - RS485 收發(fā)器 非常緊湊的RS485差分線路收發(fā)器，在總線引腳上嵌入保護(hù) STL7DN6LF3 - 功率場效應(yīng)管 雙通道低 RDS（ON） MOSFET 在小尺寸內(nèi)提供高效的功率級

?方案規(guī)格

? 執(zhí)行具有閉環(huán)定位的磁場定向控制控制板
? 36 V/6 A峰功率級
? 意法半導(dǎo)體32F0A先進(jìn)的三相電機(jī)控制器，嵌入Cortex-M3 MCU
? STL7DN6LF3 60 V、35 mΩ 雙通道 N 溝道 MOSFET
? 霍爾感測器
? 基于磁場定向控制的位置控制回路
? 通過RS-485的MODBUS通信協(xié)定
? 極其緊湊的占地面積 （40 mm x 40 mm）
? maxon EC-i 40 100 W 三相無刷直流電機(jī)
? maxon ENX 16 EASY 1024脈沖增量編碼器