复旦微MCU 电机应用 | 基于FM33LF0xx系列的线性驱动应用-电动床

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cathy 发布于:周五, 01/19/2024 - 17:47 ,关键词:

线性驱动作为电动执行器在智能家居、智慧办公、汽车部件、医疗器械、工业自动化等领域都具有广泛应用。它将电机的旋转运动转换为直线运动,可以实现整个机械结构的伸缩往复以及角度等复杂的调整。

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如今舒适、智能的生活往往离不开线性驱动,如病人的护理床、办公的升降桌、光伏的太阳能追踪器、汽车的升降杆等一系列产品。如上的应用场景对于控制的稳定性和可靠性有较高要求,这些关系到客户的使用感受和安全性。

复旦微MCU基于多年在工业上的可靠性和抗干扰的技术积累,推出的FM33LF0xx系列MCU符合线性驱动行业升级考量,同时复旦微MCU团队提供相关的特色技术支持和电机控制算法支持,为智能线性驱动客户增强产品核心竞争力,并加快客户产品开发进度。

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基于复旦微FM33LF016的电动床整体方案,实现单模块的多电机控制,可控制床头、床尾升降控制、实现记忆位置保持、无线遥控和手机蓝牙控制等特色功能;FM33LF0xx系列MCU支持LED和LCD驱动,LED支持 PWMdimming调光功能,可实现缓亮缓熄的舒适调光功能;CAN总线可实现医院中多医疗床的通信以及控制。基于集成度高的FM33LF0xx系列MCU助力客户加速开发进度,丰富产品功能、以及整体的成本优化等优势。

方案介绍

一、FM33LF0xx基本特点

FM33LF0xx系列MCU具有低成本、高主频兼具低功耗、以及集成丰富模拟外设和通信外设,如下图所示。

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CPU:

硬件加速单元:

  • 硬件除法、开方,可减少复杂运算的时间周期

存储:

  • Flash 64K (64位Flash取指速度快)、RAM 8K

通信外设:

  • FSCAN,支持CAN2.0B

  • 5*UART(具备LIN功能)、2*SPI、2*SENT、2*LPUART

模拟外设:

  • 12bit 2Msps SAR-ADC

  • 10bit DAC

  • 2*OPA(rail-to-rail)

  • 4*快速模拟比较器

定时资源:

  • 电机专用PWM:PWM互补通道,支持多点触发,对单电阻方案具有优势;支持互补、刹车、输入捕获等功能

  • 其他丰富定时资源:16bit 通用定时器、16bit TAU定时器阵列、16bit基本定时器、16bit 低功耗定时器

LCD/LED:

  • LCD支持1、2、4、6、8COM、支持闪烁功能

  • LED支持 PWMdimming调光功能、实现缓亮缓熄功能

二、电动床应用方案介绍

电动床对于MCU的集成度要求较高,需要控制多个执行器(线性驱动、按摩电动),并需要多点的电压/电流采样。

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复旦微FM33LF0xx系列MCU作为方案的主控,主要负责执行电机的控制逻辑、采集霍尔信号、电流信号、电压信号、接受反馈信息并进行逻辑处理。

FM33LF0xx系列MCU模拟外设集成ADC、DAC,并且内置2路OPA,不需要外置运放进行信号调制;集成4路COMP,可进行各类保护操作。


外接2.4G模块和蓝牙模块可与控制器和手机进行无线通信。同时可以利用CAN/LIN通信进行节点控制和协处理器通讯的拓展,可以进行集中管理和控制,如下图为硬件实物。

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三、FM33LF0xx线性驱动应用优势
  • 定时资源方面:FM33LF0xx具备多TIMER,集成16bit-ATIM、16bit-GPTIM、TAU(定时器阵列)、16Bit-BSTIM、16bit-LPTIM等多种丰富定时资源可供客户选择和使用

  • 模拟方面:集成多运放、比较器,2Msps高速SAR-ADC、精减电路设计,降低干扰;DAC可实现语音提示功能(相关例程提供)。

  • 电机控制方面:支持多电机控制;支持多种保护(过流、过载、过压、欠压等);同步支持可靠稳定的无感FOC算法。

  • 通信方面:支持CAN通信,可多主控进行通信和控制,拓展应用强;支持LIN通信,可实现主从协调工作

  • 电源方面:支持宽电压1.8~5.5V,电源设计更灵活可靠

  • 显示方面:单芯片即可实现控制+显示,整体成本优化;且LED支持缓亮缓息的PWMdimming 舒适调光

  • 其他特色:硬件除法、开方硬件加速单元可减少复杂运算的时间周期

总结

复旦微FM33LF0xx系列MCU不仅在线性驱动行业有着优势应用,在其他场景也具有广泛良好应用,如:

家电:油烟风机、冰箱压缩机、强排电机、空调风机等

工业:园林工具、电焊机、气体检测、逆变电源、电梯、工业工具、工业仪表等

医疗&汽车:电动轮椅、血糖仪、汽车线性驱动应用等

如今电机广泛应用在各行各业,并且处于快速发展阶段,复旦微MCU团队一直在可靠、安全、集成等技术上深耕,针对不同行业应用的电机控制进行优化,并依靠多年工业应用经验,可提供客户全面且强有力的技术支持服务,助力客户快速实现产品的创新和市场竞争力。

来源:复微MCU爱好者天地

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