[馬達控制] 25watt 馬達控制器， part 2 - drv8412

因為上個客戶需要製作更小的馬達驅動板，所以需要改板，但又希望是原本的架構，而這次的SPEC只需要24V1A，大約25watt就可以了，所以這次使用的是drv8412，此driver 可以撐到3A，2軸輸出。  其實已經超出SPEC 許多了，但因為為了相容上板，所以就選擇此driver了。

架構圖的話，就選擇此架構圖，不過因為是2 channel 輸出，所以我們只有選擇其中一組，而用不到的那一組，就讓輸入接地即可。

 pin define 其實和drv8432不一樣，因為瓦數比較小，所以只要靠pcb散熱就好，不像drv8432需要靠外部的散熱片，所以在包裝上也大大的不同。

正面的擺設，又是一樣擠了。 大小約為25mm x 50mm

最後成品的樣子也和模擬結果差不多，不過手焊真的很辛苦啊~~~

謝謝觀看

[馬達控制] 25watt 馬達控制器， part 1 - encoder輸出

這次的案子是上次200watt的馬達控制器的縮小版，首先先介紹encoder的輸出：

因為客戶選用的是差動式的encoder輸出，如下圖介紹

而此encoder 建義的電路設計如下，其實就是加個比較器輸出，這種差動encoder的好處就是抗雜訊比較強，用在工控上比較不會受雜訊影響。

為了可以讓整塊板子可以做小，其實幾乎可以用的空間都用上了。

實際上的成品也如3d模擬一樣，不過在焊接的過程就會比較辛苦了。

謝謝觀看!

[馬達控制] 200watt 的馬達控制器: drv8432

前陣子一直在忙著做一個馬達控制器。 目標是24V，10~12A。 之前最常使用的是LMD18200 這顆motor driver， 可惜這顆只有3A的驅動能力。 索性就找了一下市面上的Driver，發現TI出了一顆DRV8432， 這顆是dual H-Bridge。

這顆Driver 最大的特色是，還可以把2 channel 並聯成1個channel。 好處就是可以讓驅動能力加大。 也就是最大可以由單軸7A，並聯後可以到14A。 只要額外的電感，就可以搞定這件事了，記得要挑選合適的電感，以免電感飽和造成無法達到需求。

當然，一開始也是先製作一塊驅動板，先做測試， 好大一片。

接著就要設計屬於自己的控制器了：

有趣的是，  在還沒有送洗前，可以先變成3D，先做確認一下，真是不錯，現在的軟體愈做愈方便了。

PCBA的樣子：

因為DRIVER 需要散熱， 這次就設計了屬於我們自己的散熱片。 其實他最麻煩的因為driver IC，電感的高度並不相同，所以還要請別人CNC 、拋成可以放上去可以很合適。另外為了固定會有掉落的風險，我們還設計了一片固定座，以加強固定的強度。

最後是整個完成品的控制器。

這是配合控制器所製作的GUI 視窗介面

驗証電流的時候，  就用功率電阻來做抽載， 因為瓦數很大，所以搞得電阻都會發燙，如果沒有散熱片+風扇的話， 竟然會溫升到快200度C， 真是可怕

可惜最後實測我們的控制器只能連續載抽6~7A，  最大抽載12A 可以撐約1分鐘，但很快就會溫升，達到過溫保護了， 分析的結果就是因為板子太小，散熱的空間有限，如果還需要抽載更高的電流，就需要提供更好的散熱面積，和良好的layout，好讓driver IC的熱能可以導出來。

另外我們還製作了一台測試的機構平台，好測試控制的效果

最後，實際上整個案子大概做了半年， 加上之前的study 和討論， 大概是1年的時間。 不過這真的是一個不錯的經驗， 因為這個控制器可以讓我學到很多。

在這個案子上除了以前的控制系統之外， 還有一些新嘗試的功能。  另外把工作上學到的一切程式技巧加上專案管理， 真的是一個不錯的磨練。

[馬達控制] C# 視窗介面

這次因為找到了一個有趣的課題，所以就花點時間在弄介面，所以這陣子的STM32F3的教學就先暫停一陣子，希望有在學習的人不要太失望，很快就會重新再開始繼續寫了。希望大家能體諒。

 

這次是要用C#寫一個UI(user interface)， 其實以前也有寫過，不過這次想用比較不一樣的方式來寫，順便當作練習。

 

沒錯，一開始就要先把serial port 打通，順便弄點測試的log，還有裝制的版本號碼。

 

加入劃圖的元件，這次是使用ZedGraph的DLL， 這是一個非常好用的外掛元件，大家不仿試試看

 

把這次要劃的圖，做一下設定，這次要劃三個圖，所以資料還要再做整理一下

 

加入可以參整參數的元件。並測試功能

 

最後把所有的功能都做一次的測試，大概這個介面已經完成了。

目前遇到的困難：

 

因為沒有辦法解決c#的 performance， 原本device 每10ms 會送一筆資料進來，改為100ms 送一筆。 以後有空再來解決這些問題吧！
大至上的功能已完成。

未來規劃：

1、加入完整的硬體與MCU來做完整的馬達控制。

2、 支援多軸控制的介面(目前只有1軸)

3、 解決劃圖與資料處理的效能不佳。

4、 加入儲存參數的設定。

5、 加入錄製LOG的功能。

 

^^"

實作單相交流馬達

上了一整學期的變頻器設計與實務，真的該要好好實作一般，不過可能是對硬體的不了解，導至實作上的困難重重。

硬體使用MOSFET Gate Driver IR2110 + MOSFET IRF740 組成的H型全橋電路。

不過在這電路上吃了不少苦頭，這電路很有趣，舉凡零件使用錯誤，控制訊號不正確，馬上會把IR2110與IRF740燒毀，所以在實作的時後不認真點也不行，因為一失手就是幾百NTD不見了。

控制法則使用SVPWM，使用V/F Control。

先利用2個半橋將電壓濾波觀看訊號是否正確

再利用示波器觀看訊號腳是否有正確。

利用電流探棒觀看控制後馬達的電流特性。

實際上馬達轉起來的情形 

雖然電路上是有問題的，不過在使用AC30V 約DC50V 還算正常，不過目前還是有些問題尚需解決，不過已將問題Post 電兒電子電機論壇 上發問，希望藉由別人的幫助可以讓這板子可以順利進行下去。

 

雖然在實作的過程中燒了不少零件，也打擊了我很多信心，不過也感謝這樣的機會讓我可以學習到更多的工具使用，平常不常使用的電流探棒、隔離探棒、自藕變壓器、可程式化交流電源供應器和示波器的善用，雖然到目前為止還是問題一堆，不過我相信在不久的將來電路上的問題會迎刃而解的。

產生三相弦波的PWM法則

參考"Simple Analytical and Graphical Methods for Carrier-Based PWM-VSI Dirvers"來模擬其他加入不同零序成份的Sinusoidal PWM。除了之前的SPWM、SVPWM還有其他的方式可以產生。

零序成份 加入1/6的三次諧波。

零序成份 加入1/4的三次諧波。

以下是幾種都是非連續的PWM，其目的是希望可以在電流最大的時後，以不切換開開以降低切換損。

其概念皆大同小異，只是在不同的角度不做切換而已。

在跑模擬的過程中發現，即使程式寫錯了，反正只要三相同時加入的零序成份一樣的話，2相參考波相減一樣可以得到一個漂亮的弦波，只是說在跑模擬的時後並沒有考慮PWM的波形是否會失真的問題。其實Sinusoidal PWM沒有想像中的複雜，抓到零序成份就可以搞定了。 不過這箇中奧妙可能就不是這麼簡單了。

SVPWM

其實在看SVPWM(space vector PWM)的時後還滿吃力的，因為有很多都看不懂。

即使最近在上老大的課，也不見得都聽得懂， 這次改變方式，邊看Application Notes 邊聽課。

順便偷看Sample Code(壓縮檔裡的source內的SVM.c)，不過為了求解，還是有必要將其看懂，並修正。

這是利用sample code 產生的SVPWM，這樣看好像看不出什麼問題。

抓其中一個相來看。

放大後可以看到利用查表法會有較明顯的鋸齒波。

利用線性內插查表法就可以比較平滑。

再看其中一個SIN波

放大看也是有一樣的問題，鋸齒波滿嚴重的。

不過用線性內插看起來還滿平滑的。

這次參考的SVM的sample code 都是用整數運算的，運算起來真的超快的。

原來給的範例做1次svpwm需要4.5uS

補上線性內插查表法，也只要7.2uS。比起之前自己寫的一個sin 還要快= =。

雖然MCU的處理速度愈快可以做的事情相對的也可以變多，但是如果沒有好的程式技巧的話，擁有再快的 MCU也不見得做得比較好。看來我有需要再練習程式技巧了。

 

利用之前的SPWM的經驗，一樣用RC來做簡單的濾波。

不過這樣的濾波有失真的現象。

利用示波器上的MATH的功能，CH1-CH2。2個相差120的SVPWM可以得到一個正弦波。

再看看30HZ的情形

一樣是一個正弦波。

這樣子SVPWM應該就沒有問題了。