STMicroelectronics облегчает разработку интеллектуальных приводов

В стремлении оптимизировать создание умных приводов, компания STMicroelectronics представляет референсный дизайн электропривода EVLSPIN32G4-ACT на базе моторного драйвера STSPIN32G4, ориентированный на использование искусственного интеллекта на краю (edge-AI).

Этот инновационный дизайн обеспечивает безпроблемную интеграцию с беспроводным промышленным датчиком компании ST - STWIN.box (STEVAL-STWINBX1), что ускоряет разработку систем, объединяющих управление двигателем, реальном времени анализ данных окружающей среды и подключение к интернету вещей (IoT).

EVLSPIN32G4-ACT представляет собой слияние экспертизы в области управления двигателями, науки о данных и практических применений, знаменуя собой сдвиг в парадигме производительности и обеспечивая устойчивую прибыльность.

Используя встроенные датчики высокой точности в STWIN.box, система получает важную информацию о рабочем состоянии механизмов активации. Кроме того, ее возможности быстрой записи данных позволяют создавать сложные решения на основе искусственного интеллекта на краю и машинного обучения.

Объединяя данные об окружающей среде и управления, инженеры получают точные представления о функциональности приложений, обеспечивая обнаружение аномалий и облегчая внедрение алгоритмов на основе данных для устранения неполадок и повышения производительности.

На базовом уровне STSPIN32G4 интегрирует интеллектуальный управляющий сигнал вместе с функциями управления питанием и микроконтроллером STM32G4 (MCU). Дополненный инверторным устройством, настроенным для трехфазных двигателей до 48 В/5 А, система также включает программное обеспечение для беспрепятственной интеграции с модулем датчика, заложив тем самым основу для разработки приложений.

Этот комплексный комплект дает пользователям возможность создавать автономные механизмы, способные интеллектуально реагировать на широкий спектр событий, начиная от изменений температуры и атмосферного давления до звуковых сигналов, движения и ультразвуковых сигналов.

Интеграция моторного драйвера STSPIN32G4 революционизирует область устройств Интернета вещей (IoT) и промышленного Интернета вещей (IIoT), предлагая компактные размеры и минимальное энергопотребление. Этот технологический прогресс находит применение в различных секторах, включая системы автоматизации на фабриках и в зданиях, сервоприводы, а также домашние и промышленные робототехнические устройства.

В центре STSPIN32G4 находится встроенный микроконтроллер STM32G431, оснащенный периферийными устройствами, специально разработанными для управления трехфазными бесколлекторными двигателями постоянного тока (BLDC).

Эти периферийные устройства включают четыре сверхбыстрых компаратора, три операционных усилителя и два набора передовых таймеров ШИМ и 12-битных АЦП. Кроме того, устройство обладает важными функциями, такими как бустерные диоды, преобразователь постоянного тока/постоянного напряжения и регулятор с низким падением напряжения.

Эти компоненты работают в тандеме для создания необходимых линий питания управляющего сигнала и микроконтроллера непосредственно от источника питания двигателя, исключая необходимость во внешней схемотехнике.

EVLSPIN32G4-ACT, использующий возможности STSPIN32G4, обеспечивает работу мотора до 250 Вт, совместимую с напряжениями питания от 12В до 48В. Улучшенные механизмы защиты, включая защиту от перегрева, недостаточного напряжения, перенапряжения и перегрузки, способствуют оптимизации стоимости компонентов и компактным габаритам.

Пользователи имеют возможность выбирать между шаговым или ориентированным на поле (FOC) управлением, с датчиками или бездатчиковым определением положения ротора, а также с тремя шунтами или одним шунтом для измерения тока, удовлетворяя разнообразные требования приложений.

Более того, модуль STWIN.box упрощает интеграцию и развертывание благодаря своей функции подключения и использования. Оборудованный микроконтроллером STM32U5 с очень низким энергопотреблением и набором беспроводных передатчиков, включая Bluetooth, Wi-Fi и NFC, модуль обеспечивает безпрепятственное подключение.

Промышленные MEMS-датчики ST, включая 3-осевой магнитометр и передовой промышленный ИНС с возможностью искусственного интеллекта (технология машинного обучения на сенсоре), обеспечивают высокоточное инерционное измерение с 9 степенями свободы. Дополнительные датчики, такие как высокопроизводительный акселерометр, 3-осевой цифровой датчик вибрации с полосой пропускания 6 кГц и 2-осевой высокоточный наклономер, дополняют набор.

Датчики окружающей среды, включая цифровой барометр и датчик температуры по протоколу I²C/SMBus, дополняют возможности модуля по измерению. Кроме того, цифровые и аналоговые MEMS-микрофоны обеспечивают запись аудио и ультразвука, расширяя универсальность модуля в различных сценариях применения.

Экосистема программного обеспечения, сопровождающая референсный дизайн, включает в себя разнообразные инструменты, включая прошивку для записи данных, приложение Bluetooth Low Energy и набор разработки программного обеспечения на Python (SDK). Эти инструменты плавно интегрируются в типичные рабочие процессы по анализу данных, облегчая проектирование и внедрение решений по искусственному интеллекту на краю и машинному обучению.