Tržni gonilniki in rešitve
Elektronske zahteve za nadzor motorja v gospodinjski elektroniki, na industrijskih in avtomobilskih trgih so vodile v potrebo po MCU-jih z naprednimi perifernimi napravami za nadzor motorja.
Na trgu gospodinjskih aparatov je potreben nadzor motorja z izboljšano učinkovitostjo, da se izpolnijo standardi vladnega načrtovanja, kot je program Energy Star Agencije za varstvo okolja ZDA, ki spodbuja uvedbo visoko zmogljivih naprav. Pralni stroji so pomembno področje nadzora nad motorjem z visoko zmogljivostjo. Pralni stroj za direktni pogon odpravlja pogonski jermen med gredjo motorja in mešalom za pranje, ki omogoča različne hitrosti in mešalne načine.
Proizvajalec v celoti preoblikovan pralni stroj porabi 38% manj električne energije in 17% več vode kot običajen pralni stroj. MCU za krmiljenje motorja prilagaja moč motorja glede na količino in vrsto perila. Vendar pa so uporabniki domače naprave še vedno občutljivi na začetno nabavno ceno, zato morajo proizvajalci stalno zmanjševati svoje stroške razvoja in proizvodnje, tako da lahko več potrošnikov sprejmejo naprednejše naprave.
V gospodinjskih aparatih 8-bitni MCU-ji, izdelani posebej za nizkocenovne aplikacije za nadzor motorja, združujejo funkcije, ki zmanjšujejo dodatne komponente. Z motorjem PWM na krovu, brezhibnim zaslonom za uro in zelo zanesljivim pomnilnikom flash, najnovejši MCU-ji poenostavijo zasnovo krmiljenja motorja za gospodinjske aparate in dosegajo cilje z nizkimi stroški.
Pri industrijskih aplikacijah lahko stroški porabe energije in izpad delovanja montaže zmanjšajo prednosti proizvajalca. Industrijski primer, kako nadzor nad izboljšanjem učinkovitosti motorja neposredno vpliva na učinkovitost in donosnost, je zamenjati ventil v industrijski črpalki s sistemom s spremenljivo hitrostjo (VSD) z MCU.
Pri črpalki ali ventilatorju je poraba energije sorazmerna hitrosti kocke gredi. Ko se hitrost gredi zmanjša za 10%, se tok zmanjša za 10%, poraba energije pa se zmanjša za 27%. Če se hitrost zmanjša za 20%, se poraba energije zmanjša za 49%. Z uporabo krmiljenja motorja z variabilno hitrostjo MCU namesto ventilov s stalno vrtilno frekvenco za zmanjšanje pretoka je bilo dokazano, da se za centrifugalne črpalke, ventilatorje in puhala v industrijskih aplikacijah lahko doseže 25-40%.
Prednosti industrijskih aplikacij so očitne in krmiljenje motorja s spremenljivo hitrostjo, ki ga upravlja MCU, temelji na drugih dejavnikih, kot sta prožnost in zanesljivost - ti dejavniki lahko preprečijo izpad zaradi motenj ali remontov. MCU-ji z bliskavico in EEPROM omogočajo fleksibilnost pri reševanju zahtev za industrijske uporabnike s programljivimi funkcijami, kadar so potrebni nadgradnji ali nadzorovanju programskih zahtev. MCU s 16KB flash pomnilnika in 256BEEPROM omogoča 8-bitni MCU dovolj pomnilnika za obdelavo številnih sprememb, ki se lahko zahtevajo v industrijskem okolju. Enako pomemben je tudi Microchipov flash pomnilnik, ki uporablja tehnologijo PMOS za elektronsko izbrisljivo enoto, ki ima običajno enoto za shranjevanje podatkov, ki lahko prenese 1 milijon ciklov ciklov zajemanja in pisanja ter podatke, ki lahko trajajo več kot 40 let.
Obstoječe aplikacije avtomobilskih motorjev vključujejo uporabo motorjev za odpiranje in zapiranje oken in vrat ter namestitev sedežev. Ker se te aplikacije uporabljajo na nizki frekvenci, niso občutljive na neučinkovitost, vendar aplikacije z visokim izkoristkom, kot so nadzor temperature okolice potnikov in ventilatorji motorja, še naprej porabljajo omejeno moč iz avtomobila. MCU za krmiljenje motorja omogoča, da ventilator za upravljanje okolja deluje na hitrosti, ki ohranja udobno temperaturo, s čimer zmanjšuje hrup in zmanjša porabo energije.
V mnogih primerih mora biti MCU za krmiljenje motorja priključen na avtomobilsko omrežje z uporabo omrežja nadzornega območja (CAN) ali lokalnega omrežja za povezovanje (LAN). Za telo elektronike se nizkocenovni protokoli LIN zdaj uporabljajo za zmanjšanje celotnih stroškov sistema. V nekaterih družinah MCU je mogoče najti modul USART, ki podpira LIN 1.2, skupaj s samodejnim zbujanjem in odkrivanjem baud na začetnem bitu.
Ker nadzorni algoritmi postanejo bolj zapleteni v vseh tržnih segmentih, se učinkovitost digitalnih krmilnikov motorja dvigne od MCU do nivoja DSP. Digitalni signalni krmilniki (DSC) prinašajo večjo zmogljivost in cenovno ugodno, inženirsko prijazno tehnologijo MCU za bolj dovršene modele krmiljenja motorja, vključno s tistimi z nadzornim sistemom. DSC-ji delujejo s hitrostjo do 30 MIPS, z vgrajenimi dodatnimi napravami, namenjenimi pomnilniku flash in krmiljenju motorja do 144 KB za naprednejše nove aplikacije za nadzor motorja. Z elektronskim nadzorom motorja, ki temelji na DSP in DSC, nadzor domače naprave in avtomobilska industrija ne le učinkoviteje delujejo, zagotavljajo več funkcij in so bolj dostopni.
