Atmel電機(jī)控制模塊化評(píng)估套件：開啟電機(jī)控制新體驗(yàn)

在電機(jī)控制領(lǐng)域，開發(fā)人員一直追求高效、靈活且成本優(yōu)化的解決方案。Atmel公司在成功推出MC100和MC200電機(jī)控制演示套件后，進(jìn)一步拓展了電機(jī)控制應(yīng)用的支持，推出了全新的模塊化電機(jī)控制評(píng)估套件概念。下面，我們就來詳細(xì)了解一下這些套件的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。

文件下載：ATAVRMC323.pdf

1. 系統(tǒng)架構(gòu)與套件組成

1.1 整體架構(gòu)

每個(gè)電機(jī)應(yīng)用由兩到三塊評(píng)估板支持，如圖1 - 1所示：

• 功率板：為電機(jī)提供高電流。
• 處理器板：支持一個(gè)AVR微控制器和用戶界面。
• 可選接口板：可物理插入功率板和處理器板之間，用于信號(hào)調(diào)理。

1.2 具體套件

Atmel此次提供了一個(gè)低壓功率板、三塊處理器板以及相關(guān)固件，具體如下（圖1 - 2）：

• MC300：低壓功率板（最大40V）。
• MC301：采用低成本ATtinyx61的處理器板。
• MC303：采用高性能XMEGA?的處理器板。
• MC310：采用ATMega32M1（帶CAN接口）的處理器板。未來還會(huì)有更多處理器板推出。

1.3 AMCI總線

Atmel電機(jī)控制接口總線（AMCI總線，圖1 - 3）允許功率板和處理器板之間進(jìn)行通信，支持多種電機(jī)類型，包括無刷直流（BLDC）和無刷交流（BLAC）電機(jī)、交流感應(yīng)電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。該總線使用三個(gè)8位連接器和一個(gè)8/16位連接器，支持多達(dá)四個(gè)相（U、V、W、X），每個(gè)相具有半橋控制以及電壓和電流反饋。對(duì)于三相電機(jī)，空閑的X通道可用于制動(dòng)功能。此外，該接口還支持霍爾傳感器、速度、溫度和故障信號(hào)，并允許從CPU板控制功率因數(shù)校正（PFC）。所有信號(hào)都是邏輯信號(hào)或經(jīng)過縮放以達(dá)到數(shù)字Vcc的模擬信號(hào)。這種總線設(shè)計(jì)使得任何AVR微控制器都能控制電機(jī)，是優(yōu)化系統(tǒng)成本和尋找滿足性能要求的低成本解決方案的理想接口。

2. 處理器板特點(diǎn)

2.1 通用架構(gòu)與特性

如圖2 - 1所示，每個(gè)處理器板具有相似的架構(gòu)和特性：

• AVR處理器：處理電機(jī)控制應(yīng)用和其他任務(wù)。
• USB接口：通過Atmel電機(jī)控制PC軟件與主機(jī)通信，USB橋由AT90USB1287處理。
• 可選顯示和人機(jī)界面板接口：可插入ATAVRDB101顯示和人機(jī)界面板。
• 電位器：為控制器提供模擬速度目標(biāo)。
• 編程和調(diào)試連接器：方便開發(fā)和調(diào)試。
• 四個(gè)AMCI電機(jī)控制總線連接器：實(shí)現(xiàn)與功率板的通信。

2.2 不同處理器板的特點(diǎn)

• MC301：支持專門用于電機(jī)控制的低成本AVR ATTinyx61系列，還能處理模擬、TWI或SPI速度參考以進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制。
• MC303：支持高性能XMEGA?系列設(shè)備，在CPU處理電機(jī)控制密集算法時(shí)能處理各種功能。圖2 - 2展示了帶有DB101頂部模塊的MC303。
• MC310：支持ATMega32M1，這是一種在汽車和工業(yè)設(shè)計(jì)中提供CAN和LIN通信的經(jīng)濟(jì)高效設(shè)備。該板還包括多個(gè)通信接口的額外連接器，如CAN、LIN和RS232。

3. MC300低壓功率接口

MC300功率板（圖3 - 1）旨在驅(qū)動(dòng)低壓、中功率電機(jī)，具有以下規(guī)格：

• 電壓范圍：10至40 VDC。
• 電流：連續(xù)負(fù)載下可達(dá)6安培。 該功率板為處理器板供電，并提供霍爾傳感器或反電動(dòng)勢(shì)信息的接口，可用于電機(jī)的無傳感器控制。雖然主要針對(duì)BLDC和BLAC電機(jī)，但也可與其他電機(jī)類型（如步進(jìn)電機(jī)）配合使用。

4. 固件包

模塊化硬件方法的靈活性得到了不斷增長(zhǎng)的軟件包的支持。該軟件包完全支持帶傳感器控制的BLDC和BLAC電機(jī)，也支持無傳感器控制。開發(fā)人員可訪問Atmel網(wǎng)站（www.atmel.com/motorcontrol）獲取應(yīng)用筆記和代碼示例。即使在發(fā)布時(shí)可能沒有特定的微控制器、驅(qū)動(dòng)級(jí)和電機(jī)類型的組合，但由于電機(jī)基本功能的相似性，開發(fā)人員可以提取現(xiàn)有代碼示例的相關(guān)部分，進(jìn)行修改并在其他實(shí)現(xiàn)中重用。

5. 套件可用性與訂購(gòu)代碼

為簡(jiǎn)化訂單輸入，還提供了完整的評(píng)估套件：

• MC320：包括MC310處理器板、MC300功率板和一個(gè)小型BLDC電機(jī)（圖5 - 1）。
• MC321：包括MC301處理器板、MC300功率板和一個(gè)小型BLDC電機(jī)。
• MC323：包括MC303處理器板、MC300功率板和一個(gè)小型BLDC電機(jī)。

各套件的訂購(gòu)代碼如下：

• ATAVRMC300
• ATAVRMC301
• ATAVRMC303
• ATAVRMC310
• ATAVRMC320（包括MC300、MC310、12V BLDC電機(jī)和USB電纜）
• ATAVRMC321（包括MC300、MC301、12V BLDC電機(jī)和USB電纜）
• ATAVRMC323（包括MC300、MC303、12V BLDC電機(jī)和USB電纜）

此外，ATAVRDB101顯示和人機(jī)界面附加板也可供選擇。同時(shí)，還提供了豐富的文檔，如AVR430 - MC300硬件用戶指南、AVR469 – MC301硬件用戶指南等，更多文檔可在Atmel網(wǎng)站（www.atmel.com）上獲取完整和最新的列表。

Atmel的電機(jī)控制模塊化評(píng)估套件為電機(jī)控制開發(fā)人員提供了一個(gè)靈活、高效且經(jīng)濟(jì)的解決方案。無論是對(duì)于初學(xué)者還是有經(jīng)驗(yàn)的工程師，這些套件都能幫助他們快速搭建電機(jī)控制系統(tǒng)，進(jìn)行開發(fā)和測(cè)試。你在電機(jī)控制開發(fā)中是否遇到過類似的模塊化解決方案？它們對(duì)你的項(xiàng)目有何幫助呢？