Market drivers en oplossingen
Elektronische motorbesturingseisen in de thuiselektronica, de industriële en automobielmarkten hebben de vraag naar MCU's met geavanceerde randapparatuur voor motorbesturing bepaald.
Op de markt van huishoudapparatuur is motorbesturing met verbeterde prestaties nodig om te voldoen aan de normen van overheidsplanning, zoals het Energy Star-programma van het Amerikaanse Environmental Protection Agency, dat de introductie van hoogwaardige apparaten bevordert. Wasmachines zijn een belangrijk gebied van krachtige motorbesturing. De wasmachine met directe aandrijving elimineert de aandrijfriem tussen de motoras en de roerwerkroerder, waardoor verschillende snelheden en roerwerken mogelijk zijn.
Een volledig opnieuw ontworpen wasmachine van de fabrikant verbruikt 38% minder elektriciteit en 17% meer water dan een conventionele wasmachine. De motorbesturing MCU past het vermogen van de motor aan afhankelijk van de hoeveelheid en het soort wasgoed. Gebruikers van huishoudelijke apparaten zijn echter nog steeds gevoelig voor de initiële aankoopprijs, dus fabrikanten moeten hun ontwikkelings- en productiekosten voortdurend verlagen, zodat meer geavanceerde apparaten door meer consumenten kunnen worden geaccepteerd.
In huishoudelijke apparaten bevatten 8-bits MCU's die speciaal zijn ontworpen voor goedkope motorbesturingstoepassingen functies die extra componenten minimaliseren. Met motor-PWM op het bord, een fail-safe klokmonitor en een zeer betrouwbaar flashgeheugen, vereenvoudigen de nieuwste MCU's het ontwerp van de motorbesturing van huishoudelijke apparaten en behalen ze lage kosten.
In industriële toepassingen kunnen stroomkosten en downtime van assemblagewerkzaamheden de voordelen van de fabrikant verminderen. Een industrieel voorbeeld van hoe de controle van motorprestatieverbeteringen direct van invloed is op efficiëntie en winstgevendheid, is het vervangen van een klep in een industriële pomp met een VSD-systeem (Variable Speed) door een MCU.
Voor een pomp of ventilator is het stroomverbruik evenredig met de kubussnelheid van de as. Wanneer de assnelheid met 10% wordt verlaagd, wordt de flow met 10% verminderd en het energieverbruik met 27% verlaagd. Als de snelheid met 20% wordt verlaagd, wordt het energieverbruik met 49% verlaagd. Door MCU motorregeling met variabele snelheid te gebruiken in plaats van motorkleppen met constante snelheid om de stroming te verminderen, is bewezen dat 25-40% energiebesparing kan worden bereikt voor centrifugaalpompen, ventilatoren en blazers in industriële toepassingen.
De voordelen van industriële toepassingen liggen voor de hand, en MCU-gestuurde variabele snelheidsmotorbesturing is afhankelijk van andere factoren zoals flexibiliteit en betrouwbaarheid - deze factoren kunnen downtime voorkomen die wordt veroorzaakt door fouten of revisies. MCU's met flits en EEPROM bieden de flexibiliteit om industriële gebruikersvereisten op te lossen met herprogrammeerbare functies wanneer upgrades of vereisten voor besturingsprogramma's vereist zijn. Een MCU met 16 KB flash-geheugen en 256 BEEPROM biedt voldoende geheugen in een 8-bits MCU om veel van de veranderingen aan te kunnen die nodig zijn in een industriële omgeving. Even belangrijk is dat het flashgeheugen van Microchip gebruik maakt van PMOS elektronisch wisbare technologie voor de verwerking van eenheden die doorgaans een gegevensopslageenheid heeft die bestand is tegen 1 miljoen wis / schrijfcycli en gegevens die meer dan 40 jaar meegaan.
Bestaande automobielmotortoepassingen omvatten het gebruik van motoren om ramen en deuren te openen en te sluiten en om de stoelen te positioneren. Omdat deze toepassingen op een lage frequentie worden gebruikt, zijn ze niet gevoelig voor inefficiënties, maar toepassingen met een groot gebruik, zoals omgevingstemperatuurregeling bij passagiers en ventilatoren van motorblokken, blijven beperkt vermogen van de auto verbruiken. Met de motorbesturing MCU kan de ventilator voor omgevingsregeling werken met een snelheid die een aangename temperatuur in stand houdt, waardoor ruis wordt geminimaliseerd en het stroomverbruik wordt verminderd.
In veel gevallen moet de motorbesturing MCU met het autoretwerk worden verbonden via een Control Area Network (CAN) of een Local Interconnect Network (LAN). Voor lichaamselektronica worden nu goedkope LIN-protocollen gebruikt om de totale systeemkosten te verlagen. In sommige MCU-families kan een USART-module worden gevonden die LIN 1.2 ondersteunt, samen met automatische wake-up en baud-detectie aan het startbit.
Omdat besturingsalgoritmen in alle marktsegmenten complexer worden, stijgen de prestaties van digitale motorcontrollers van het MCU naar het DSP-niveau. Digital Signal Controllers (DSC's) brengen hogere prestaties en betaalbare, ontwerptechnologie voor ingenieurvriendelijke MCU-technologie voor meer geavanceerde motorbesturingsontwerpen, inclusief die met vectorbesturing. DSC's werken met snelheden tot 30 MIPS, met geïntegreerde randapparatuur voor flash-geheugen en motorbesturing tot 144 KB voor meer geavanceerde, nieuwe motorbesturingstoepassingen. Met elektronische motorbesturing op basis van DSP en DSC werken de besturing van huishoudelijke apparaten en auto's niet alleen efficiënter, bieden ze meer functies en zijn ze betaalbaarder.
