Drivere și soluții de piață
Cerințele electronice de control al motorului în electronica de acasă, pe piețele industriale și auto au determinat necesitatea unor MCU-uri cu periferice avansate de control al motorului.
Pe piața aparatelor de uz casnic, controlul motorului cu performanțe îmbunătățite este necesar pentru respectarea standardelor de planificare guvernamentală, cum ar fi programul Energy Star al Agenției pentru Protecția Mediului din SUA, care promovează introducerea aparatelor de înaltă performanță. Mașinile de spălat sunt o zonă importantă de control al motorului de înaltă performanță. Mașina de spălat cu unitate directă elimină cureaua de transmisie dintre arborele motorului și agitatorul de spălare, permițând moduri diferite de viteză și agitator.
Mașina de spălat complet reproiectată a producătorului consumă 38% mai puțină energie electrică și 17% mai multă apă decât o mașină de spălat convențională. MCU-ul de reglare a motorului ajustează puterea motorului în funcție de cantitatea și tipul rufelor. Cu toate acestea, utilizatorii aparatelor de uz casnic sunt încă sensibili la prețul inițial de cumpărare, astfel încât producătorii trebuie să își reducă în mod continuu costurile de dezvoltare și de producție, astfel încât aparatele mai avansate să poată fi acceptate de mai mulți consumatori.
În cazul aparatelor de uz casnic, MCU-urile pe 8 biți, concepute special pentru aplicațiile de comandă a motorului cu costuri reduse, integrează caracteristici care minimizează componente suplimentare. Cu motorul PWM pe placă, monitorul cu ceas de siguranță și memoria flash de înaltă fiabilitate, cele mai recente MCU simplifică proiectarea controlului motorului la aparatele de uz casnic și ating obiectivele cu costuri reduse.
În aplicațiile industriale, costurile de alimentare și timpul de funcționare a operațiunilor de asamblare pot reduce avantajele producătorului. Un exemplu industrial referitor la modul în care controlul îmbunătățirilor performanței motorului afectează în mod direct eficiența și rentabilitatea este înlocuirea unei supape într-o pompă industrială cu un sistem cu viteză variabilă (VSD) cu un MCU.
Pentru o pompă sau un ventilator, consumul de energie este proporțional cu viteza cubului arborelui. Când viteza arborelui este redusă cu 10%, debitul este redus cu 10%, iar consumul de energie este redus cu 27%. Dacă viteza este redusă cu 20%, consumul de energie este redus cu 49%. Prin folosirea comenzii motorului cu turație variabilă MCU în locul supapei motorului cu turație constantă pentru a reduce debitul, sa dovedit că se pot obține economii de energie de 25-40% pentru pompele centrifuge, ventilatoare și suflante în aplicații industriale.
Beneficiile aplicațiilor industriale sunt evidente, iar controlul motorului cu viteză variabilă de la MCU se bazează pe alți factori, cum ar fi flexibilitatea și fiabilitatea - acești factori pot evita perioadele de întrerupere cauzate de defecțiuni sau reparații. MCU-urile cu bliț și EEPROM oferă flexibilitatea de a rezolva cerințele utilizatorilor industriali cu caracteristici reprogramabile atunci când sunt necesare upgrade-uri sau cerințe de program de control. Un MCU cu 16KB de memorie flash și 256BEEPROM oferă suficientă memorie într-un MCU pe 8 biți pentru a face față multor modificări care pot fi necesare într-un mediu industrial. La fel de importantă, memoria flash Microchip utilizează tehnologia de procesare a unității de procesare electronică PMOS, care are în mod obișnuit o unitate de stocare a datelor capabilă să reziste la 1 milion de cicluri de ștergere / scriere și date care pot dura mai mult de 40 de ani.
Aplicațiile existente pentru motoarele auto includ utilizarea motoarelor pentru a deschide și a închide ferestrele și ușile și pentru a poziționa scaunele. Deoarece aceste aplicații sunt utilizate la o frecvență scăzută, acestea nu sunt sensibile la ineficiențe, însă aplicațiile cu grad mare de utilizare, cum ar fi controlul temperaturii pasagerilor și ventilatoarele cutiei de motor, continuă să consume energie limitată din mașină. MCU de comandă a motorului permite ventilatorului de control al mediului să funcționeze la o viteză care menține o temperatură confortabilă, reducând astfel zgomotul și reducând consumul de energie.
În multe cazuri, MCU-ul de control al motorului trebuie conectat la rețeaua de autoturisme utilizând o rețea de control (CAN) sau o rețea locală de interconectare (LAN). Pentru electronica corpului, protocoalele LIN cu costuri reduse sunt acum folosite pentru a reduce costul total al sistemului. În unele familii de MCU, poate fi găsit un modul USART care suportă LIN 1.2, împreună cu detectarea automată a trezirii și detectarea baudului la începutul biților.
Dat fiind că algoritmii de control devin mai complexi în toate segmentele de piață, performanța controlorilor de motoare digitale crește de la MCU la nivelul DSP. Controlorul digital de semnal (DSC) aduce o tehnologie MCU mai performantă și mai accesibilă pentru proiectarea modelelor de comandă mai sofisticate, inclusiv cele cu comandă vectorială. DSC-urile funcționează la viteze de până la 30 MIPS, cu periferice integrate dedicate memoriei flash și controlului motorului de până la 144 KB pentru aplicații mai avansate și noi de control al motorului. Cu control electronic al motoarelor bazate pe DSP și DSC, controlul industriei de acasă și industria automobilelor nu numai că funcționează mai eficient, ci oferă mai multe funcții și sunt mai accesibile.
