स्वचालन और रोबोटिक्स मोटर्स और उनके संबंधित नियंत्रण और ड्राइवर आईसी पर अत्यधिक निर्भर हैं। ये जटिल अर्धचालक बुनियादी गति नियंत्रण से आगे निकल गए हैं, उन्नत एल्गोरिदम चलाते हैं, और मोटर, लोड और समग्र प्रदर्शन प्राथमिकताओं के आधार पर सिस्टम संचालन को बारीकी से समायोजित करते हैं।
हालाँकि, इन जटिल आईसी को सेट करना और अकेले विनिर्देश या सिमुलेशन द्वारा संभावित सिस्टम प्रदर्शन का मूल्यांकन करना चुनौतीपूर्ण है। यह प्रक्रिया लंबी और महंगी हो सकती है, और लागू होने पर अनिश्चितता पैदा कर सकती है। ऐसा करने का सबसे अच्छा तरीका एक मूल्यांकन बोर्ड का उपयोग करना है जो सिस्टम डिज़ाइन, लेआउट और सॉफ़्टवेयर विकास को समानांतर में विकसित करने की अनुमति देता है।
यह पेपर गति नियंत्रण आईसी का उपयोग करते समय डिजाइनरों के सामने आने वाली कुछ चुनौतियों और इन चुनौतियों से निपटने में मूल्यांकन बोर्डों की भूमिका पर केंद्रित है। इसके बाद, एनालॉग डिवाइसेस से एक विशिष्ट आईसी और संबंधित मूल्यांकन बोर्ड प्रस्तुत किए जाते हैं, जो हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर अनिश्चितताओं को कम करते हुए प्रारंभिक, यथार्थवादी मूल्यांकन को सक्षम करके बाजार में आने के समय को कम करता है।
गति नियंत्रण आईसी आवश्यकताओं का अवलोकन
मोशन कंट्रोल आईसी मोटर और उसके आंतरिक बिजली उपकरणों, जैसे मोटर वाइंडिंग को चलाने वाले MOSFETs को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक बुद्धिमत्ता प्रदान करता है। स्थिर और गतिशील ऑपरेटिंग मोड और लोड स्थितियों के तहत इष्टतम प्रदर्शन, प्रक्षेपवक्र, गति वक्र और दक्षता प्राप्त करने और गड़बड़ी, क्षणिक और दोषों को संभालने के लिए मोटर्स और एमओएसएफईटी दोनों को सावधानीपूर्वक प्रबंधन की आवश्यकता होती है।
इन चुनौतियों से निपटने में मदद के लिए, ड्राइवर आईसी आपूर्तिकर्ता एक मूल्यांकन बोर्ड प्रदान करता है। ये मूल्यांकन बोर्ड वास्तविक मोटर और वास्तविक लोड स्थितियों के तहत लूप (एचआईटीएल) परीक्षण में हार्डवेयर का प्रदर्शन करके हार्डवेयर और सॉफ्टवेयर के सेटअप, अनुकूलन और प्रदर्शन मूल्यांकन को सरल बनाते हैं। वे यह भी सुनिश्चित करते हैं कि आईसी और उसके आसपास के सर्किट का भौतिक लेआउट बिजली वितरण, परजीवी प्रभाव, आई/ओ कनेक्शन और प्रारूप, भौतिक कनेक्टर आदि के संदर्भ में ठीक से स्थापित है। डिजाइनर एप्लिकेशन के लिए सबसे उपयुक्त समाधान निर्धारित करने के लिए विभिन्न सेटिंग्स, कॉन्फ़िगरेशन और विकल्पों का मूल्यांकन करने के लिए इन मूल्यांकन बोर्डों (मध्यम आकार के बोर्ड, बुनियादी वितरण बोर्ड (बीओबी), या मॉड्यूलर समाधान के रूप में) का उपयोग कर सकते हैं।
मोटर नियंत्रण आईसी और संबंधित मूल्यांकन बोर्ड
मोटर नियंत्रण आईसी का एक अच्छा उदाहरण एनालॉग डिवाइसेस टीएमसी5130 श्रृंखला से टीएमसी5130ए-टीए-टी है। यह सीरियल संचार इंटरफ़ेस वाला एक उच्च प्रदर्शन स्टेपर मोटर नियंत्रक और ड्राइवर है और इसमें स्वचालित लक्ष्य स्थान के लिए एक लचीला रैंप जनरेटर शामिल है।
वस्तुतः शोर रहित संचालन, अधिकतम दक्षता और इष्टतम मोटर टॉर्क सुनिश्चित करने के लिए ड्राइव एक उन्नत स्टील्टचॉपिंग एल्गोरिदम का उपयोग करता है। टीएमसी5130 ड्राइवर और कंट्रोलर ऑन-चिप सिस्टम (एसओसी) एकीकरण के माध्यम से कई अद्वितीय संवर्द्धन प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, टीएमसी5130 में सिक्सपॉइंट रैंप जनरेटर प्रत्येक मोटर गति को स्वचालित रूप से अनुकूलित करने के लिए डीसीस्टेप, कूलस्टेप और स्टॉलगार्ड2 फ़ंक्शन का उपयोग करता है।
डिजाइनरों को टीएमसी5130 का उपयोग शुरू करने में मदद करने के लिए, टीएमसी5130-ईवीएएल (चित्र 1) मूल्यांकन बोर्ड प्रणाली एक सुविधाजनक हार्डवेयर प्लेटफॉर्म और उपयोगकर्ता के अनुकूल मूल्यांकन सॉफ्टवेयर उपकरण प्रदान करती है। मूल्यांकन बोर्ड प्रणाली में तीन भाग होते हैं: कंप्यूटर को जोड़ने वाला बेस बोर्ड कनेक्शन ब्रिज (बाएं), कई परीक्षण बिंदुओं सहित कनेक्टर बोर्ड (मध्य) और टीएमसी5130-ईवीएएल बोर्ड (दाएं)।
एनालॉग डिवाइस टीएमसी5130-ईवीएएल मूल्यांकन बोर्ड (दाएं) और मोटर लोड (सबसे दाएं) की छवि (बड़ा करने के लिए क्लिक करें)
चित्र 1: टीएमसी5130-ईवीएएल मूल्यांकन बोर्ड (दाईं ओर) और मोटर लोड (सबसे दाईं ओर) को पीसी से जुड़े बेस बोर्ड यूएसबी ब्रिज (बाईं ओर) और परीक्षण बिंदुओं (मध्य) के साथ एक कनेक्टर बोर्ड के माध्यम से कॉन्फ़िगर किया गया है। चित्र स्रोत: एनालॉग डिवाइस)
टीएमसी5130-आधारित कर्नेल के आसपास अपने स्वयं के अधिक सर्किट विकसित करने के इच्छुक डिजाइनरों के लिए, एनालॉग डिवाइसेस टीएमसी5130ए-बीओबी पैच पैनल (चित्रा 2, शीर्ष) प्रदान करता है। यह बोर्ड संचालन के लिए आवश्यक बुनियादी इंटरकनेक्शन प्रदान करता है और इसे एसपीआई इंटरफ़ेस के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है। योजनाबद्ध आरेख (चित्र 2, नीचे) टीएमसी5130 आईसी फ़ंक्शन द्वारा प्रदान किया गया सबसे सरल सर्किट दिखाता है।
एनालॉग डिवाइस टीएमसी5130ए-बीओबी का चित्र और योजनाबद्ध आरेख (बड़ा करने के लिए क्लिक करें)
चित्र 2: टीएमसी5130ए-बीओबी (ऊपरी) अलग-अलग कनेक्टरों के बजाय उनके किनारों पर कनेक्शन बिंदुओं के साथ एक बुनियादी मूल्यांकन पद्धति प्रदान करता है; योजनाबद्ध आरेख (नीचे) टीएमसी5130 आईसी के काम करने के लिए आवश्यक सबसे सरल सर्किट दिखाता है। चित्र स्रोत: एनालॉग डिवाइस)
अगली पीढ़ी के स्टेपर मोटर्स के मूल्यांकन को सरल बनाने के लिए टीएमसी5240-ईवीएएल मूल्यांकन किट एक सिद्ध टीएमसी5130-ईवीएएल प्लेटफॉर्म पर बनाया गया है। यह 36 वीएच ब्रिज, गैर-विनाशकारी वर्तमान पहचान और उन्नत गति नियंत्रण कार्यों को एकीकृत करता है, जिसमें जर्क-अनुकूलित रैंप जनरेटर और अल्ट्रा-शांत स्टील्टचॉप 2 ™ ऑपरेशन शामिल है, जो तेज स्टार्ट-अप, आसान कमीशनिंग और सुचारू और सटीक मोटर प्रदर्शन के अधिक कुशल सत्यापन को सक्षम करता है।