Микроконтроллер для электродвигателей

Аватара пользователя
Yura
Site Admin
Сообщения: 777
Зарегистрирован: 2009-янв-20 10:05

Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение Yura » 2014-фев-07 11:01

Наше предприятие имеет намерение выпустить, в расширение серии 1986ВЕхх, 32-х разрядный микроконтроллер со встроенным контроллером обобщенной электрической машины (контроллер электродвигателей), в различных корпусах от 64 выводов до 132 выводов.
В состав микроконтроллера также будут включены различные интерфейсы, имеющиеся в серии 1986ВЕхх.
Регистры управления таймерами позволят организовать: рекуперативное и/или балластное торможение электродвигателя и контроллер – корректор коэффициента потребляемой мощности.
Встроенные каналы АЦП совместно с контроллером обобщенной электрической машины будут позволять вычислять мгновенную мощность потребления.
В микроконтроллере также предполагается иметь контроллер обработки сигналов датчиков положения исполнительных органов (электродвигателей и соединенных с ними механизмов) для оптимального замыкания контура управления исполнительными органами.
Основные характеристики.
Основные характеристики ядра микроконтроллера и универсальных интерфейсных модулей будут соответствовать характеристикам серии ядер и периферийных модулей микросхем серии 1986ВЕхх.
Основные характеристики контроллеров.
Управление двигателями с рабочей частотой до 1000Гц.
Измерение токов, напряжений и мощности с точностью не хуже ±0,5%
Измерение положения рабочих органов с точностью до 16дв. разрядов.

Вопросы к обсуждению на нашем форуме:
1) Ваши уточнения по характеристиками микросхем. (можно со ссылкой на прототипы)
2) Не могли бы Вы сообщить Вашу потребность в микросхемах подобного типа
3) Какие сопутствующие микросхемы (драйверы, стабилизаторы и т.п.) должны входить в комплект микросхем для создания конструктивно и функционально законченных контроллеров электродвигателей на российской элементной базе с категорией приемки 5.

Аватара пользователя
HEMAH
Сообщения: 533
Зарегистрирован: 2011-окт-19 17:25
Откуда: г. Владимир ОАО "ВКБР"
Контактная информация:

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение HEMAH » 2014-фев-07 11:28

Открыть цитату
Yura писал(а):Наше предприятие имеет намерение выпустить, в расширение серии 1986ВЕхх, 32-х разрядный микроконтроллер со встроенным контроллером обобщенной электрической машины (контроллер электродвигателей), в различных корпусах от 64 выводов до 132 выводов.
В состав микроконтроллера также будут включены различные интерфейсы, имеющиеся в серии 1986ВЕхх.
Регистры управления таймерами позволят организовать: рекуперативное и/или балластное торможение электродвигателя и контроллер – корректор коэффициента потребляемой мощности.
Встроенные каналы АЦП совместно с контроллером обобщенной электрической машины будут позволять вычислять мгновенную мощность потребления.
В микроконтроллере также предполагается иметь контроллер обработки сигналов датчиков положения исполнительных органов (электродвигателей и соединенных с ними механизмов) для оптимального замыкания контура управления исполнительными органами.
Основные характеристики.
Основные характеристики ядра микроконтроллера и универсальных интерфейсных модулей будут соответствовать характеристикам серии ядер и периферийных модулей микросхем серии 1986ВЕхх.
Основные характеристики контроллеров.
Управление двигателями с рабочей частотой до 1000Гц.
Измерение токов, напряжений и мощности с точностью не хуже ±0,5%
Измерение положения рабочих органов с точностью до 16дв. разрядов.

Вопросы к обсуждению на нашем форуме:
1) Ваши уточнения по характеристиками микросхем. (можно со ссылкой на прототипы)
2) Не могли бы Вы сообщить Вашу потребность в микросхемах подобного типа
3) Какие сопутствующие микросхемы (драйверы, стабилизаторы и т.п.) должны входить в комплект микросхем для создания конструктивно и функционально законченных контроллеров электродвигателей на российской элементной базе с категорией приемки 5.
Закрыть

Несколько вопросов:

  1. Будет-ли данный МК в пластиковом исполнении?
  2. Какие периферийные интерфейсы будут? (Нуу, там SPI, I2C, CAN или что-то ещё)
  3. Будет-ли у него внутри ЦАП, и вопрос - сколько?
  4. А можно структурную схему, хотя бы в общих чертах?
"В радиотехнике, как в церкви - многое не понятно, но приходится верить"
ВлГУ. к.т.н Садовский Н.В

Аватара пользователя
Yura
Site Admin
Сообщения: 777
Зарегистрирован: 2009-янв-20 10:05

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение Yura » 2014-фев-07 16:09

Микроконтроллер будет очень похож на 1986ВЕ91Т.

Аватара пользователя
ULHEDER
Сообщения: 32
Зарегистрирован: 2013-июл-01 17:42
Откуда: Москва, Декстроплат
Контактная информация:

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение ULHEDER » 2014-фев-09 16:53

Встроенные каналы АЦП совместно с контроллером обобщенной электрической машины будут позволять вычислять мгновенную мощность потребления.

А какой разрядности эти ацп будут?

Микроконтроллер будет очень похож на 1986ВЕ91Т.

Хорошее уточнение , а то я подумал что будет использован 24бит АЦП.


Какая мощность приблизительно ожидается и сколько Н мостов планируется?

32-х разрядный микроконтроллер со встроенным контроллером обобщенной электрической машины (контроллер электродвигателей)

А возможно я путаю понятия контроллер/драйвер и речь идёт а встроенном контроллере на подобии этого http://catalog.gaw.ru/index.php?page=co ... il&id=3540
Просто надеюсь :)


Вообще микросхема будет очень интересная в пластике.
В моих далёких планах(крайне далёких) разработать несколько драйверов двигателей с встроенным микроконтроллером в виде 1 чипа в бескорпусном исполнении.
Сейчас я эти мечты реализую в микросборках.
И вот у вас начинается разработка нечто подобного :D :roll:
Сергей. Разработчик печатных плат с отечественными и импортными компонентами.
Для связи: diktatorus@gmail.com http://vk.com/id36323838 http://vk.com/mcuru http://vk.com/dekstroplat
Изображение

Аватара пользователя
Yura
Site Admin
Сообщения: 777
Зарегистрирован: 2009-янв-20 10:05

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение Yura » 2014-фев-10 08:46

Пока накапливается информация.
Интересует Ваша реализация.

Аватара пользователя
ULHEDER
Сообщения: 32
Зарегистрирован: 2013-июл-01 17:42
Откуда: Москва, Декстроплат
Контактная информация:

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение ULHEDER » 2014-фев-10 13:32

""Интересует Ваша реализация.""
Уж какбы не получилась из этого реклама. =)

Моя реализация состоит из 3х микросхем:
Стабилизатор питания MCP1702
Микроконтроллер STM8S003
Драйвер двигателей A3906

Микросборка представляет собой полностью законченный элемент, позволяющий использовать её в конечном устройстве без дополнительных внешних элементов.
Данная микросборка может управлять двумя постоянными двигателями, или 1 шаговым двигателем.
Напряжение до 9 вольт и суммарный ток до 2ампера(2,5А в импульсе).
Контроль тока 2каналов при помощи 10бит ацп(встроен в мк) и токового резистора.
На плате доступны два интерфейса i2c,uart и доступны все GPIO мк.
На плате есть терморезистор возле токовых резисторов и драйвера для контроля температуры.
Размер микросборки 8,6мм х 30,3мм.

Изображение
На качество пайки не обращайте внимания) сейчас смд компоненты ставятся на паяльную пасту, и всё выглядит гораздо лучше.

Критичный параметр при разработки платы:
1 Должен состоять из дешёвых и функциональных компонентов с минимально возможным размером.
2 Плата не должна превышать стандартной сложности топологии(2слоя, зазор/проводник 0,15мм переходные 0,3мм) использовать компоненты не менее 0402 и не более 0603.
3 Контактные площадки для навесного и поверхностного монтажа максимально большого возможного размера.
4 Сделать всё чтобы размер платы был минимальным, но не страдала надёжность при работе в долгое время.


Цели создания данной микросборки:
Лично для меня. Сейчас я делаю прототип смд установщика, и мне крайне сильно важен вес электроной начинки, и надёжность/назвисимость каждого управляемого узла.
Проводов должно быть очень мало для снижения силы необходимые для передвижение головы станка.
В дальнейшем я их буду использовать в малом манипуляторном оборудовании и работизированных станков для разного применения.
Также для фокусировки линз камер и управление положением камер в башнях беспилотных летательных апаратах.


Микросборку планировалось заливать теплопроводящим компаудом.
Внешний вид готовой продукции должен был быть очень похож на чип(например как чип BGA корпусов с чёрным компаудом).
Однако наладить серийно качественную заливку не удалось, да и не очень нужно, компоненты микросборки при тестах не сильно нагревались.
Сейчас налаживаю автоматическое полное тестирование микросборок без моего вмешательства, автомат отбраковывает микросборки помечая их.

Поэтому я иногда и интересуюсь бескорпусными вашими микросхемами, чтобы рассмотреть возможность создания настоящих микросборок.
Но у меня очень мало ресурсов, я 1 и приходится работать на простой не связанной с этой темой работой.

Сейчас недавано решил микросборки запаивать на платы для макетирования в BredBoard.
Открыть
Изображение
Закрыть


Фотки и обсуждение микросборки МСДМК009 по ссылке: http://vk.com/topic-62771869_29664890
Цена в розницу 180р.


Продажа этих изделий не идёт, во многом из-за не правильно выбранной аудитории для рекламирования данного устройства.
Ктомуже нехватает времени на создание примеров их использования и описания документации(Рабочие дни отнимают какраз это время).
Сергей. Разработчик печатных плат с отечественными и импортными компонентами.
Для связи: diktatorus@gmail.com http://vk.com/id36323838 http://vk.com/mcuru http://vk.com/dekstroplat
Изображение

Аватара пользователя
HEMAH
Сообщения: 533
Зарегистрирован: 2011-окт-19 17:25
Откуда: г. Владимир ОАО "ВКБР"
Контактная информация:

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение HEMAH » 2014-фев-10 15:56

Yura писал(а):Микроконтроллер будет очень похож на 1986ВЕ91Т.


А может вы тогда и микросхему-датчик тока сделаете? Ну их производителей по-моему не так много, да и в последнее время про периферийные микросхемы чего-то совсем забыли.
Что-нибудь, аналогичное пдф-нику во вложении.
Вложения
ACS712.pdf
(670.26 КБ) 3553 скачивания
"В радиотехнике, как в церкви - многое не понятно, но приходится верить"
ВлГУ. к.т.н Садовский Н.В

detoxic
Сообщения: 62
Зарегистрирован: 2013-июл-03 12:45

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение detoxic » 2014-фев-11 21:03

ну раз миландр просит высказаться…
все нижеизложенное касается преобразовательной техники в общем (а не только моторы) с уровнями токов в десятки и сотни ампер
1) Все неудобство миландрокортекса для преобразовательной техники только лишь в его АЦП. Сделайте копию функционала работы АЦП и EventManager с камней техаса серии TMS320f28 и у вас все будет хорошо. С таким кортексом можно будет закрутить и запреобразовать все что угодно.
2) Для силовухи принципиально важно разместить все выходы шимов с одной стороны камня, все входы ацп с другой. А не как сейчас каналы таймеров в перемешку и чтобы вытащить хотя бы 8 шимов на драйвера приходится изворачиваться при трассировке платы. Входы кварца/генератора обложить слева и справа выводами gnd.
3) Нужно что-то придумать, чтобы в случае зависонов и хальтов ШИМ останавливался, а не молотил в последнем состоянии (собственно проблема не в проце, а проблема в отладке на работающей силе под jtag и usb которые виснут и тянут за собой камень, а шимы ключами молотят, но уже без обратных связей по току и напряжению, после таких событий только волшебный дым).
4) Мне как разработчику не нужен контроллер с какой-то абстрактной обобщенной электрической машиной, мне нужен быстрый проц с правильной периферией заточенной для преобразовательной техники, а как преобразовывать и какую машину как крутить я придумаю сам.

Все это не на пустом месте, мне есть чем и о чем говорить, поскольку за плечами есть маломальский опыт от схем до ПО в таких “поделках”:
1) тяговый привод 16кВт с токовыми регуляторами на tms320f28 для трехфазного вентильного двигателя;
2) маленькая кучка реверсивных преобразователей в несколько киловатт для суперконденсаторов на tms320f28;
3) прямо сейчас сдаю 1квт преобразователь для шагового двигателя на 1986ВЕ92У для вояков (тотально абсолютно вся комплектуха наша и с ромбиком)

Было время я всячески отпихивался от работы с вояками, потому что делать преобразовательную технику на миландропиках это самому себе наступать на balls. Вышел мидандрокортекс, почти одновременно с ним наконец то появилось что-то из транзисторов и драйверов. Как ни странно в это же время нарисовался проект под шаговый мотор для вояк. И вот тут я повелся на лозунги “ARM Cortex-M3” и “почти похож на stm103”. Этих фраз мне было достаточно, чтобы решить, что все должно поехать без проблем. А проблемы вылезли из АЦП, которое не придумано для работы синхронно с ШИМ и это сильно повыпиливало функционал из проекта привода до минимально возможного. В итоге проект получился, но не так как бы вышел на tms320f28.

detoxic
Сообщения: 62
Зарегистрирован: 2013-июл-03 12:45

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение detoxic » 2014-фев-11 21:08

ну а тому, кто сделает аналоговый военный холл (+кольцо) с хорошей повторяемостью и линейностью, тому памятник при жизни нужно ставить.

Аватара пользователя
HEMAH
Сообщения: 533
Зарегистрирован: 2011-окт-19 17:25
Откуда: г. Владимир ОАО "ВКБР"
Контактная информация:

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение HEMAH » 2014-фев-11 23:35

Ну и раз будет похож на 1986ВЕ92, то хотелось бы ЦАП-ов в идеальном варианте 6-8 штук. Не обязательно быстрых, задачи звук формировать нету. Просто нужен набор управляемых напряжений, и управление несколькими большими вентиляторами (2-4шт). Тоже желательно, чтобы аналоговая часть и ШИМ были разнесены с тем расчётом, чтобы можно было качественно выполнить разделение земель.

detoxic, а не прорабатывали вариант - преобразовать ШИМ с МК в дифф. сигнал, утащить его на другой конец платы, там преобразовать обратно и уже его подавать на силовую электронику?

С точки зрения ЭМС, наводок и прочих неприятностей вроде всё логично - дифф. сигнал не восприимчив к синфазной помехе и сам не создаёт никому помех в случае хорошо согласованной линии. Приёмопередатчики, например 5559ИН19 с 5ой приёмкой есть, весьма небольших габаритов. Но зато можно разнести силовую и управляющую части, выполнить качественное разделение земель и снизить помехи для АЦП.

По крайней мере LVDS для быстрого управления всякими приёмниками с чувствительностью под 1мкВ идеальный вариант - минимум поражённых частот, никто никому не мешает, ничто не на что не наводится и ничего не излучает во внешнюю среду.
"В радиотехнике, как в церкви - многое не понятно, но приходится верить"
ВлГУ. к.т.н Садовский Н.В

vasili
Сообщения: 719
Зарегистрирован: 2010-сен-21 12:57
Откуда: г. Санкт-Петербург

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение vasili » 2014-фев-12 07:27

Хотелось бы в новых МК иметь режим загрузки через USB в режиме виртуального COM-порта по протоколу, аналогичному режиму загрузки через UART.

-=Sergei=-
Сообщения: 1299
Зарегистрирован: 2009-май-22 09:01
Откуда: АО "ПКК Миландр"

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение -=Sergei=- » 2014-фев-12 08:45

detoxic писал(а):ну раз миландр просит высказаться…
все нижеизложенное касается преобразовательной техники в общем (а не только моторы) с уровнями токов в десятки и сотни ампер
1) Все неудобство миландрокортекса для преобразовательной техники только лишь в его АЦП. Сделайте копию функционала работы АЦП и EventManager с камней техаса серии TMS320f28 и у вас все будет хорошо. С таким кортексом можно будет закрутить и запреобразовать все что угодно.
2) Для силовухи принципиально важно разместить все выходы шимов с одной стороны камня, все входы ацп с другой. А не как сейчас каналы таймеров в перемешку и чтобы вытащить хотя бы 8 шимов на драйвера приходится изворачиваться при трассировке платы. Входы кварца/генератора обложить слева и справа выводами gnd.
3) Нужно что-то придумать, чтобы в случае зависонов и хальтов ШИМ останавливался, а не молотил в последнем состоянии (собственно проблема не в проце, а проблема в отладке на работающей силе под jtag и usb которые виснут и тянут за собой камень, а шимы ключами молотят, но уже без обратных связей по току и напряжению, после таких событий только волшебный дым).
4) Мне как разработчику не нужен контроллер с какой-то абстрактной обобщенной электрической машиной, мне нужен быстрый проц с правильной периферией заточенной для преобразовательной техники, а как преобразовывать и какую машину как крутить я придумаю сам.

Все это не на пустом месте, мне есть чем и о чем говорить, поскольку за плечами есть маломальский опыт от схем до ПО в таких “поделках”:
1) тяговый привод 16кВт с токовыми регуляторами на tms320f28 для трехфазного вентильного двигателя;
2) маленькая кучка реверсивных преобразователей в несколько киловатт для суперконденсаторов на tms320f28;
3) прямо сейчас сдаю 1квт преобразователь для шагового двигателя на 1986ВЕ92У для вояков (тотально абсолютно вся комплектуха наша и с ромбиком)

Было время я всячески отпихивался от работы с вояками, потому что делать преобразовательную технику на миландропиках это самому себе наступать на balls. Вышел мидандрокортекс, почти одновременно с ним наконец то появилось что-то из транзисторов и драйверов. Как ни странно в это же время нарисовался проект под шаговый мотор для вояк. И вот тут я повелся на лозунги “ARM Cortex-M3” и “почти похож на stm103”. Этих фраз мне было достаточно, чтобы решить, что все должно поехать без проблем. А проблемы вылезли из АЦП, которое не придумано для работы синхронно с ШИМ и это сильно повыпиливало функционал из проекта привода до минимально возможного. В итоге проект получился, но не так как бы вышел на tms320f28.



Спасибо за замечания, будет учтено...
1. По поводу синхронного запуска АЦП. Если будет запуск по событию в таймере + програмируемая доп задержка - этого достаточно?
2. Остановка ШИМ при остановке проца в отладке, просто перевести выходы ШИМ в неактив. Или полностью стопить таймер ?

detoxic
Сообщения: 62
Зарегистрирован: 2013-июл-03 12:45

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение detoxic » 2014-фев-12 09:04

HEMAH писал(а):detoxic, а не прорабатывали вариант - преобразовать ШИМ с МК в дифф. сигнал, утащить его на другой конец платы, там преобразовать обратно и уже его подавать на силовую электронику?
... дифф. сигнал не восприимчив к синфазной помехе и сам не создаёт никому помех в случае хорошо согласованной линии. ... можно разнести силовую и управляющую части, выполнить качественное разделение земель и снизить помехи для АЦП.

Не пробовали, ибо не вижу необходимости усложнять, удорожать изделие на пустом месте. Проблем на плате с помехами от логических сигналов шима на ацп нет. Выход шима через буфер дергает драйвером и это все, что минимально необходимо. Просто если заявлять, что делаем камень для преобразователей, то разводка его периферии должна быть заточена под заявленное применение.

vasili
Сообщения: 719
Зарегистрирован: 2010-сен-21 12:57
Откуда: г. Санкт-Петербург

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение vasili » 2014-фев-12 09:25

На сайте НИИЭТ есть информация о существующем ОКР NIIET-MC01. Какие положительные отличия будут у Миландровского МК от заявленных характеристик в ОКР NIIET-MC01?

detoxic
Сообщения: 62
Зарегистрирован: 2013-июл-03 12:45

Re: Микроконтроллер для электродвигателей

Сообщение detoxic » 2014-фев-12 10:36

-=Sergei=- писал(а):1. По поводу синхронного запуска АЦП. Если будет запуск по событию в таймере + програмируемая доп задержка - этого достаточно?
Простой ответ: НЕТ.
Развернутый ответ.
В преобразовательной технике нужно за один рабочий такт шима получить несколько сигналов с ацп.
Что есть сейчас: миландрокортекс дает мне 1 дырку, через которую нужно последовательно вытащить данные пусть по 4 каналам (это минимум из минимума: два тока, 1 температура, 1 напряжение). Для этого я сам должен пнуть его на запуск нужного канала в нужном месте такта шим. Ответ я получу лишь через прерывание по завершению конверсии, а затем я еще должен из результата выпилить номер канала и врукопашную проанализировать куда положить результат (в регулятор тока или в защиту по перенапряжению). Господа инженеры, у меня нет на это времени даже при 20 кГц ШИМ (а в современных условиях уже нужно 40-50 кГц). Еще сегодняшний миландрокортекс заставляет меня использовать только последовательный опрос каналов, т.е. вынуждает на этапе разводке первые два канала вешать только на ток, что сразу же лишает меня маневра при создании требуемой топологии преобразователя.
Должно быть: ацп по событию от шим автоматически перебирает указанные мной каналы в указанном мной порядке и складывает готовые результаты в буфер с емкостью мест равным количеству каналов. При завершении оцифровки прерывание. Далее я только считаю свою обобщению электрическую машину или нагрузку как мне нужно по готовым результатам преобразований и корректирую шим. Всё. То, что я озвучил это не фантастика, это сделано у техаса и перекрывает все разумные потребности в преобразовательной технике.
2. Остановка ШИМ при остановке проца в отладке, просто перевести выходы ШИМ в неактив. Или полностью стопить таймер?
Речь не про отладку!!!, при работе с вращающимся валом двигателя ни кто в здравом уме и понимании процесса не будет использовать точку останова. Речь про зависший jtag, в этой ситуации шим просто обязан отключался от вывода и далее hi-z и подтяжка надежно закрыла ключи. Либо зависший jtag не должен тянуть за собой проц.
Из опыта: были ситуации, что jtag отпадывал/зависал, но камень не останавливался, это все хорошо – берешь и силу штатно разгружаешь. Но если jtag утянул за собой проц и совпало, что шим открыт максимально, то далее только катастрофа.

и еще важный момент: им можно закрыть вопрос 2 - это должен быть аппаратный узел, не зависящий от проца и jtag, который при подаче на него логического сигнала с датчиков тока глушил безвозвратно все выходы шим. Поднимал флаг и прерывание. Разглушить можно только программно.

Ответить

Вернуться в «АО "ПКК Миландр"»