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EO POWER - MAGGIO 2022 XVII DRIVER ICS Fig. 2 – QBL4208- 41-04-025 di TRINAMIC Motion Control è un motore BLDC a 24 V, 4000 giri/min che può fornire poco più di 0,25 Nm di coppia alla massima velocità (Fonte: TRINAMIC Motion Control GmbH) è abbastanza complicato, e agli sviluppatori non resta che scegliere tra l’utilizzo di una soluzione software per pilotare il motore o di una soluzione con chip dedicato. Software o chip dedicati? Gli sviluppatori dovrebbero considerare diversi fattori quando si tratta di decidere come azionare un motore BLDC. Questi fattori si riducono fondamentalmente ai seguenti punti: • Costo della BoM rispetto ai costi di manodopera • Complessità della scheda rispetto alla complessità del software • Tempo e costi di manutenzione Dal punto di vista hardware, può essere molto allettante optare per la soluzione software, perché una soluzione con chip dedicato contribuisce ad aumentare il costo della BoM. Invece di un chip dedicato, i progettisti possono optare per un microcontrollore più costoso su cui fanno girare tutti gli algoritmi di controllo. Sembra una soluzione vantaggiosa per tutti, ma i team spesso non considerano tutte le implicazioni di questa decisione. Anche se riduce il costo della BoM, pone un ulteriore onere sul microcontrollore per elaborare i dati di stato del BLDC e pilotare continuamente il motore. Se il microcontrollore deve anche campionare altri sensori, comunicare con una radio e controllare altri dispositivi, i costi di sviluppo e manutenzione del software potrebbero aumentare se non si presta la dovuta attenzione. Detto questo, una soluzione basata su software che gira su un microcontroller può offrire flessibilità in quanto un team può mettere a punto gli algoritmi di controllo motore. Usare una soluzione software non significa anche che le cose debbano essere sempre troppo complicate. Ad esempio, trasferire l’algoritmo di controllo motori nel microcontroller potrebbe occupare più RAM e richiedere molta memoria flash. Tuttavia, se il team utilizza un microcontroller progettato per il controllo motori, come F280049CRSHSR di Texas Instruments , gli algoritmi sono presenti in una libreria che risiede nella ROM del microcontroller. Questo significa che l’unico codice aggiunto all’applicazione sono le chiamate di funzione per accedere alla libreria che si occupa di tutto il resto. Far girare un motore BLDC non è solo una questione di software, ma anche di hardware. La figura 3 mostra un’applicazionedi esempioutilizzandounmicrocontroller della famiglia C2000 , di cui fa parte F280049CHSR, illustrando tutto ciò che è necessario e opzionale per pilotare unmotore BLDC. Oltre a unmicrocontroller, serve anche uno stadio di potenza trifase che possa pilotare le tre fasi del motore BLDC. Usare un microcontroller per pilotare il motore è sicuramente interessante,ma come sarebbe una soluzione hardware dedicata? Di seguito un esempio di utilizzo del driver per motori A4964KJPTR-T di Allegro MicroSystems. Il driver per motori A4964KJPTR-T di Allegro MicroSystems Il chipA4964KJPTR-T di AllegroMicroSystems è un driver per motori BLDC dedicato con tutte le funzioni necessarie per pilotare un motore (Fig. 4). Appositamente progettato per applicazioni automotive e per l’uso con MOSFET a canale N, il chip prevede un avvio e una commutazione senza sensori; quindi, richiede una quantità minima di hardware esterno. A4964KJPTR-T funziona anche su un ampio intervallo di tensione, da 5,5 a 50 V, che copre quasi tutte le applicazioni standard, oltre ai sistemi automotive. Forse la caratteristica più interessante di A4964KJPTR-T è la possibilità di interfacciamento con un microcontroller o con un’unità di controllo elettronico (ECU) tramite SPI (interfaccia periferica seriale) per configurare i vari registri per il funzionamento del motore. Ovviamente, il microcontroller non ha bisogno delle prestazioni richieste a un analogo dispositivo che fa girare gli algoritmi di controllo motori. In alternativa, e questa è la parte interessante, con A4964KJPTR-T la velocità del motore può anche essere pilotata senza SPI fornendo semplicemente un segnale a modulazione della larghezza di impulso (PWM). Nella memoria non volatile possono essere memorizzate le impostazioni per il motore caricate all’accensione, permettendo così al solo segnale PWM di controllare il motore. Dal punto di vista della configurazione, A4964KJPTR-T ha 32 registri indirizzabili a 16 bit, più un registro di stato. Il registro di stato è unico in quanto i primi 5 bit sono trasmessi durante ogni operazione di lettura/scrittura