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Toshiba Electronics Europe ha ulteriormente esteso la gamma di dispositivi e strumenti per il controllo dei motori con un microcontrollore ARM Cortex™-M3 compatto e integrato, in grado di migliorare efficienza e prestazioni, e riducendo al contempo il numero dei componenti utilizzati e lo spazio occupato su scheda. Il chip TMPM374FW a 32 bit viene presentato insieme a un kit di avviamento dedicato che fornisce tutto l’hardware, il software e la documentazione che servono per un’immediata valutazione del dispositivo e una rapida attività di sviluppo e di prototipazione.
Progettato per essere utilizzato con motori BLDC (brushless DC) trifase e motori a induzione, il microcontrollore TMPM374FW è adatto per applicazioni industriali e domestiche che richiedono un efficiente e preciso controllo vettoriale a orientamento di campo (field oriented control, FOC) di ventole, pompe e compressori. Un motore vettoriale (Vector Engine, VE) integrato e un’uscita programmabile a canale singolo garantiscono un controllo di precisione e una risposta rapida, senza dover aggiungere altro hardware, aumentare l’overhead computazionale o dedicare tempo prezioso allo sviluppo del software.
Fornito in un compatto contenitore LQFP a 44 pin da 10 mm x 10 mm e alimentato da un unico ingresso a 5 V, il TMPM374 integra il nucleo ARM Cortex-M3 a 80 MHz con 128 kbyte di memoria NanoFlash ad alta efficienza, 6 kbyte di RAM, un motore vettoriale, la tecnologia di azionamento proprietaria Toshiba PMD3+ e un convertitore analogico/digitale (ADC) a 12 bit. L’ADC offre tempi di conversione inferiori a 2 μs. Sono inoltre presenti un timer a 8 canali e 16 bit, un watchdog timer, un’interfaccia SIO/UART a 3 canali e un regolatore di tensione integrato, in aggiunta a funzioni di ripristino all’accensione (Power On Reset, POR) e di rilevamento della frequenza di oscillazione (Oscillation Frequency Detector, OFD). Quest’ultima funzione è particolarmente utile per le applicazioni domestiche, poiché soddisfa i requisiti fondamentali degli standard di sicurezza EN/IEC 60730 e 60335 (Classe B) applicabili a questa categoria di apparecchiature.
La tecnologia PMD3+ di Toshiba comprende un generatore PWM trifase, un controller del tempo morto, un circuito di protezione e una rete di temporizzazione dell’ADC e consente il controllo completo di un motore trifase attraverso delle semplici impostazioni dei registri di configurazione. Il motore vettoriale hardware gestisce l’ingresso della corrente trifase dall’ADC, esegue l’algoritmo di controllo del sistema FOC e invia i corretti segnali PWM all’inverter. Un tempo totale di elaborazione di appena 9 μs (alla frequenza di core di 80 MHz) fa sì che il blocco hardware del VE sia in grado di offrire significativi miglioramenti prestazionali rispetto agli algoritmi di controllo vettoriale di tipo software che operano su un microcontrollore esterno.
Per supportare lo sviluppo di applicazioni basate sul chip TMPM374, Toshiba ha annunciato un kit di avviamento modulare dedicato per il microcontrollore, che fornisce tutto l’occorrente per una valutazione immediata e per la prototipazione. Il kit comprende una scheda di valutazione del TMPM374, un motore BLDC trifase a 24 V, una scheda di pilotaggio adeguata, un alimentatore e una serie di programmi e documenti tra cui un pacchetto di supporto della scheda (Board Support Package, BSP), codice sorgente e note applicative. Grazie all’interfaccia grafica del kit, i progettisti sono in grado di configurare i parametri chiave del motore e di gestire e monitorare fattori come la velocità, la corrente e la coppia. Il kit semplifica inoltre l’adattamento del progetto a motori differenti utilizzando altri moduli o uno specifico circuito di pilotaggio.
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