Embedded Motion Control Erstes Starter Board für BLDC-Antriebe mit M4K-MCU

Von Gerd Kucera

Anbieter zum Thema

Aus der erweiterten Technologiezusammenarbeit von Toshiba mit Mikroelektronika entstand das erste Motion-Control-Entwicklungsboard namens Clicker 4, das Partner Mikroelektronika für die M4K-MCUs von Toshiba offeriert.

Das Clicker-4-Board für Motorsteuerungen erlaubt umfassendes Bewerten wichtiger Funktionen.
Das Clicker-4-Board für Motorsteuerungen erlaubt umfassendes Bewerten wichtiger Funktionen.
(Bild: Toshiba)

Die Motion-Control-Bausteine von Toshiba umfassen Motortreiber-ICs für bürstenbehaftete Gleichstrommotoren sowie für bürstenlose DC-Motoren. Auch Schrittmotortreiber und kombinierte Motortreiber-ICs gehören zum Programm. Nun stellen Toshiba & Mikroelektronika (MIKROE) das Entwicklungsboard für die Motion Control MCUs M4K von Toshiba vor. Es ist in Kombination mit dem Clicker 4 Inverter Shield eine nach Herstellerangaben einfach einsetzbare und kostengünstige Lösung zur Entwicklung von BLDC-Motorsteuerungen. Das Clicker 4 for TMPM4K Board integriert einen Debugger, wodurch der Anschluss eines externen Debuggers unnötig werde. Das Board nutzt vier mikroBUS-Sockel für das Aufstecken unterschiedlicher Click-Boards von MIKROE, um weitere Funktionen hinzuzufügen. Hinzu kommen Steckerleisten für Erweiterungen, JTAG/SWD-Debug-Ports, Tasten und Anzeige-LEDs.

Das Clicker 4 Inverter Shield umfasst sechs MOSFETs, die die Inverter-Stufe für die Motoransteuerung bilden, sowie einem Schaltnetzteil, das die Motorversorgungsspannung bis 48 V bei Bedarf auf 5 V herunterregelt. Über die flexible Schnittstelle zum Motor hin erhält das Board Positionsrückmeldungen von Hallsensoren und Inkrementalgebern. Für hohe Zuverlässigkeit im Betrieb sorgt der integrierte Überstromschutz.

Die M4K-MCUs sind für effiziente Antriebssteuerungen der nächsten Generation ausgelegt. Die Bausteine basieren auf einem Arm-Cortex-M4-Prozessor-Core mit Fließkomma-Einheit (FPU) und besitzen Speicherschutzmechanismen (MPU). Sie unterstützen einen 160-MHz-Betrieb und enthalten programmierbare Motortreiber (A-PMD; Advanced-Programmable Motor Driver) sowie eine Vektor-Engine (A-VE+) für die vektorbasierte Steuerung von BLDC-Motoren. Die Speicher-Ressourcen umfassen bis zu 256 KByte Code-Flash sowie 32 KByte Daten-Flash.

Clicker 4 for TMPM4K und das Clicker 4 Inverter Shield werden von dem Software-Paket MCU Motor Studio von Toshiba unterstützt. Diese Software ist eine einfach bedienbare und strukturierte Lösung, so Toshiba, die auf zwei Hauptkomponenten basiert. Die erste ist ein PC-Tool zur Motorsteuerung, das Parameterkonfiguration, Antriebssteuerung, Echtzeitprotokollierung und Diagnose über Hochgeschwindigkeits-UART verarbeitet. Die zweite Komponente ist die skalierbare und vollständig konfigurierbare Motion Firmware für die TXZ+TM-Familie (Advanced Class M4K Group). Motor Studio zusammen mit dem Clicker 4 MCU-Board und dem Clicker 4 Inverter Shield ermöglicht eine schnelle wie einfache MCU-Evaluierung sowie BLDC-Motor-Anwendungsentwicklung nebst Prototyping, konstatiert Toshiba.

Konzipiert wurde die Software zur erweiterten feldorientierten Regelung (FOC) und unterstützt dazu alle speziellen Funktionen in den M4K-Motor-MCUs. Die eingebaute Vector Engine verantwortet die komplexen Vektorsteuerungsberechnung und speist den PMD-Block (Programmable Motor Drive) zur Erzeugung der PWM und anderen Funktionen, etwa Totzeitsteuerung.

(ID:48390697)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung