Инженеринг ревю бр. 4/2024

брой 4, юни 2024 цена 8. 00 лв. www.tllmedia.bg ® ISSN 1311-0470 www.engineering-review.bg www.comet.bg

ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ l юни 2024 1

2 юни 2024 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ

ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ l юни 2024 3

4 юни 2024 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ в броя: юни 2024 За абонамент в Разпространение на печата или Български пощи – каталожен номер 1364 ® ISSN 1311-0470 ® Действителни собственици на Ти Ел Ел Медиа ООД са Теодора Стоянова Иванова и Любен Георгиев Георгиев Ти Ел Ел Медиа ООД © Всички права запазени. Всички права върху графичното оформление и дизайн, статиите и използваните изображения, текстове и снимки, публикувани в изданието са обект на закрила по действащия Закон за авторското право и сродните му права. Нерегламентираното и ненадлежно документирано използване нарушава законите и правата на авторите им. Издателят не носи отговорност за съдържанието на публикуваните реклами, рекламни карета, рекламни публикации, фирмени и платени статии. Правата на всички споменати търговски марки, регистрирани търговски марки, запазени марки и т.н. принадлежат на съответните им собственици. Диляна Йорданова отговорен редактор % (02) 818 3823 Пепа Петрунова % (02) 818 3822 editors@tllmedia.bg редактори Теодора Иванова % (02) 818 3818 dora@tllmedia.bg Любен Георгиев % (02) 818 3808 lubo@tllmedia.bg издатели Теодора Бахарова Гергана Николова % (02) 818 3830 prepress@tllmedia.bg дизайн Ивета Цветкова % (02)8183811 abonament@tllmedia.bg секретар бул. "Акад. Иван Ев. Гешов" 104, офис 9 1612 София, тел.: (02) 818 3838 office@tllmedia.bg www.tllmedia.bg издава Ти Ел Ел Медиа ООД reklama@tllmedia.bg Петя Найденова Гергана Николова Елена Димитрова Мария Кояджикова % (02) 818 3810 0888 414 831 % (02) 818 3813 0888 395 928 % (02) 818 3815 0888 335 882 % (02) 818 3813 0889 256 232 реклама Татяна Тодорова % (02)8183844 t.todorova@tllmedia.bg администрация 6 Накратко 7 Иновативни решения за автоматизация на леенето под налягане 11 Микроконтролери за управление на електродвигатели - част II 17 Радарни сензори 22Технологии за охлаждане на шкафове за електроапаратура 27Пневматични хващачи за роботи в индустрията 31 Взривобезопасно LED осветление 34Съображения при пробиване на отвори с големи диаметри 39Избор на машина за огъване на тръби 44Моделиране на сглобени единици

ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ l юни 2024 5 фирмена публикация Новият индустриален монитор MED9000 от PACS Solutions Необходим ви е промишлен монитор, който е едновременно високоустойчив, интелигентен и лесен за интегриране в машини и оборудване? Новият MED9000 на ADS-TEC IIT е пълен отличник по всички показатели. Наличен в три различни размера на дисплея и с широкоекранен Full HD формат, този иновативен HMI терминал превръща вашите изисквания в свои преимущества и гарантира пълна и надеждна визуализация на ключовите параметри и процеси. Адаптивен и универсално приложим Мултисензорната технология за управление и гъвкавият директен монтаж на VESA стойка или подвижно рамо, който позволява ориентиране на екрана буквално във всяка желана позиция, дават възможност за гъвкаво адаптиране към изключително широк кръг от приложения. Концепцията на дизайна следва добре познатата визия на панелните компютри за машинен монтаж от серия MES на ADSTEC – за унифициран, естетичен и разпознаваем вид на всички устройства и работни станции в цеха. Разширени възможности За новия HMI монитор MED9000 големите разстояния не представляват никакъв проблем. С наличния за интегриране в системата по желание на потребителя HDBaseT приемник мултимедийните сигнали могат да бъдат безпроблемно предавани и при над 100 m посредством един-единствен кабел. Допълнителният модул за директно локално управление чрез физически бутони прави решението дори още по-гъвкаво и подходящо за персонализиране. Той разполага с изходи за свързване на до седем контролни устройства. Възможно е добавянето и на авариен стоп бутон, който незабавно въвежда машината в авариен режим при необходимост. Високоиздръжливият корпус със степен на защита IP65 гарантира сигурна и надеждна експлоатация дори във взискателни среди и приложения. Умна инсталационна концепция Креативният подход при монтажа на индустриалните монитори е от огромно значение и всеки оператор, инсталатор или техник по обслужването на промишлени машини и работни станции може да го потвърди. Ето защо иновативната концепция за бърза и улеснена инсталация без инструменти на новия HMI терминал на ADS-TEC е обмислена добре до последния детайл. С VESA стойка или подвижно рамо, върху настолна платформа или директно на машината – мониторът е точно там, където ви е най-полезен и удобен за достъп. Още по-издръжлив, функционален и надежден

6 юни 2024 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ накратко ZS Europe получи сертификат за инвестиция клас "А" ZS Europe, част от групата Shanghai Unison Aluminium Products, получи сертификат за инвестиция клас „А“ по Закона за насърчаване на инвестициите (ЗНИ) за проект за нов завод за автомобилни части в Пловдив, съобщиха от Министерството на иновациите и растежа (МИР). Инвестицията е на обща стойност близо 19 млн. лв. и предвижда откриването на 100 нови работни места. Китайската компания планира да построи нов високотехнологичен завод в Тракия икономическа зона (ТИЗ), в който да произвежда алуминиеви части за приложение в автомобилната индустрия. „Този проект е сериозна стъпка в развитието на българо-китайските икономически отношения, а локацията за изпълнението му – Пловдив, се е доказала като притегателен център за инвестиции. Това показват и четирите проекта, които Министерството на иновациите и растежа е сертифицирало през 2023 г. в района, на обща стойност близо 135 млн. лв., и разкритите над 330 работни места“, заяви на официалната церемония по връчване на сертификата зам.-министърът на иновациите и растежа Красимир Якимов. Изпълнителният директор на Българската агенция за инвестиции (БАИ) Мила Ненова подчерта, че проектът на ZS Europe отваря нова възможност за китайските фирми в България. Тя отчете доброто сътрудничество на Агенцията с Тракия икономическа зона, като я определи като изключително подготвена за посрещане на инвеститори. EIT Manufacturing с отворена покана за стартиращи и разрастващи се предприятия EIT Manufacturing стартира набирането на проектопредложения за финансиране на стартиращи предприятия в рамките на отворената покана Accelerate 2024. Ще бъдат финансирани стартиращи и разрастващи се предприятия с иновативни решения и технологии в производствения сектор, които допринасят за това той да стане по-ефективен, устойчив, екологичен и конкурентоспособен в световен мащаб. Иновативните решения следва да имат принос в някоя от следните тематични области: Дигитализация и автоматизация; Индустрия с нетни нулеви емисии; Възобновяема енергия; Кръгова икономика. С приоритет са технологии и решения като: Индустриален изкуствен интелект; Роботика; Адитивно производство; Съвременни материали; Критични компоненти; Електроника, полупроводникови компоненти, фотоника; Квантови изчисления; Възобновяеми енергийни източници; Съхранение на енергия; Улавяне на въглерод. Общият бюджет на процедурата възлиза на 8,8 млн. евро, като подкрепата ще се предоставя под формата на безвъзмездна финансова помощ по линия на рамковата програма „Хоризонт Европа“. Размерът на безвъзмездната помощ за един проект е между 50 000 и 500 000 евро. Предвижда се да бъдат финансирани поне 17 проекта. Поканата има четири крайни срока за подаване на проектни предложения: 27 юли 2024 г.; 10 септември 2024 г.; 18 октомври 2024 г.; 16 декември 2024 г.

ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ l юни 2024 7 във фокус нжекционното формоване днес е сред най-високоавтоматизираните индустриални методи за изработка на пластмасови изделия, особено що се отнася до едросерийните производства. И в най-ефективната линия обаче може да се открие потенциал за допълнително оптимизиране посредством подход, технология, компонент или решение от по-ново поколение. На фронтовата линия във все повече предприятия от сектора застават шприц автоматите и промишлените роботи, които стават все по-точни, достъпни и интуитивни за използване. Водещо средство за подобряване на прецизността, ефективността и качеството на крайната продукция са автоматизираните и роботизирани системи за обслужване – отваряне, затваряне и Иновативни решения за автоматизация на леенето под налягане Инжекционното формоване днес е сред най-високоавтоматизираните индустриални методи за изработка на пластмасови изделия И в най-ефективната линия обаче може да се открие потенциал за допълнително оптимизиране На фронтовата линия във все повече предприятия от сектора застават промишлените роботи, които стават все по-точни, достъпни и интуитивни за използване смяна на матриците и шприцформите, както и изваждането на готовите отлети изделия, които могат да бъдат както интегрална част от машините (проектирани и интегрирани от самия производител), така и внедрени допълнително като част от програми за ретрофит, реинженеринг и модернизация на производствените линии. Цеховете в бранша използват и други специализирани инструменти за повишаване на степента на автоматизация, гъвкавостта, енергийната ефективност и производителността, като сензори, интелигентни измервателни средства, децентрализирани платформи за управление, системи за диагностика, мониторинг, енергиен мениджмънт и прогнозна поддръжка, Internet of Things приложения, честотни задвижвания, енкодери, софтуер, базирани на данни решения, технологии с изкуствен интелект и машинно самообучение и т. н. Роля на автоматизацията В епохата на зелените и устойчиви решения и постепенния преход към петата индустриална революция автоматизацията изпълнява все повече задачи в заводите и линиите за лети пластмасови изделия. Към традиционни приоритети на автоматизираното и дигитализирано производство, като усъвършенствано управление, свеждане до минимум на намесата на операторите, повишаване на безопасността и оползотворяване на генерираните от свързаните сензори и измервателни решения данни като ценен актив за извличане на допълнителна бизнес стойност, се добавят и нови цели. Те са И

8 юни 2024 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ във фокус свързани с постепенно редуциране на въглеродния отпечатък в производството на пластмаси и пластмасови изделия – което обикновено се свързва с множество директни и индиректни негативни ефекти върху околната среда – подобряване на енергийната ефективност на оборудването и цялостната устойчивост на предприятията в сектора. Постигането на тези две групи цели паралелно помага на компаниите в отрасъла да реализират и значими финансови ползи вследствие на намалени разходи за електроенергия и персонал, по-малко загуби на материали и ресурси, повишаване на качеството, съкращаване на работните цикли, редуциране на бракуваната продукция и на необходимостта от преработване на дадени изделия или партиди, както и сведени до минимум престои на оборудването. Ръчното обслужване на машините за леене на пластмаси под налягане крие множество опасности за здравето на персонала поради наличието на високотемпературни процеси и тежки затварящи се механизми, при които са налице рискове от изгаряне и прищипване на пръстите, ръцете и т. н. Автоматизирането на технологичните операции и роботизираното обслужване на шприц машините елиминира огромен процент от рисковите фактори за служителите, а операторът е ангажиран единствено с надзор на системата, който може да бъде извършван и отдалечено. Ето защо автоматизацията в сектора има съществена роля и по отношение на подобряването на безопасността и на условията на труд за персонала. Тя е основен подход и за справяне с нарастващия глобален дефицит на кадри, който ограничава бизнес растежа на редица производства. Вариациите в крайното качество на изделията, които често се полу-

ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ l юни 2024 9 във фокус чават вследствие на ръчно обслужване на оборудването за леене под налягане, също могат да бъдат избегнати посредством внедряването на нови автоматизирани машини и/или модернизирането на съществуващото оборудване чрез разнообразни хардуерни и софтуерни системи. Автоматизацията гарантира висока повторяемост и постоянна точност на технологичните операции, които в резултат водят до еднакво високо качество на продуктите от всяка партида, произведени посредством изпълнението на една и съща програма. Деликатното боравене с готовите изделия чрез автоматизирани и роботизирани манипулатори свежда до минимум и рисковете от различни козметични или по-значителни повърхностни и структурни дефекти вследствие на изпускане, надраскване, удари, счупвания и т. н. Предимства на автоматизираните производства Шприцването на пластмаси е бърз и ефикасен метод за серийно производство на големи партиди от еднакви пластмасови изделия с комплексни форми и геометрии и сложни външни и/или вътрешни характеристики, включително вложки, отвори, канали и т. н. Възможностите за многокомпонентно леене, шприцване на няколко етапа и вграждане на специални функционални или конструктивни (носещи) елементи във вътрешността на изделието позволяват огромна свобода при дизайна, използване на по-голям брой различни материали в един и същи продукт и изработка на готови продукти в рамките на един технологичен цикъл. Автоматизацията значително подсилва предимствата на метода, като позволява още по-висока скорост и производителност, значително по-високо качество на крайната продукция (с много по-ниски разходи за единица) и многократно по-голяма гъвкавост по отношение на конструкциите и специалните характеристики на изделията. Макар да изисква сравнително повисока първоначална инвестиция, една съвременна автоматизирана система за инжекционно формоване гарантира сериозна оптимизация на бюджетните аспекти на производството в дългосрочен план поради изключително бързата възвръщаемост и незабавното реализиране на ползите, както и благодарение на много по-кратките периоди за разработка, произвеждане и пазарно реализиране на нови и по-сложни продукти. Все по-ключов инструмент за повишаване на ефективността в цеховете за леене на пластмасови изделия са индустриалните роботи, а през последните години – и колаборативните системи, които позволяват с минимална инвестиция и реорганизация на работните процеси значително да се подобрят производителността и точността. Като традиционно приложение на роботите и коботите в сектора се обособяват например поставянето на вложки в комплексните изделия, изработвани чрез многоетапно леене, както и зачистването, обрязването и полирането на готовите продукти с постоянна точност и минимални допуски с цел постигането на

10 юни 2024 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ във фокус постоянно високо качество при всяка партида. Непрекъснато нараства значимостта и на интелигентните сензори, интегрирани в модерното оборудване за леене на пластмаси под налягане, включително усъвършенстваните решения за машинно зрение и прецизна визуална инспекция. Сензорните устройства могат да следят и измерват в реално време огромен набор от ключови показатели на работния процес, да регистрират и най-малките отклонения от зададените параметри и да инициират своевременни коригиращи мерки, които да предотвратят изработката на големи количества дефектни изделия за бракуване. Специфични и нови приложения Съществуват няколко основни направления в производството на пластмасови изделия чрез инжекционно формоване, в които автоматизацията може значително да подобри ефективността. Ключово сред тях е обслужването на машините и системите за шприцване чрез автоматизирани системи и/или роботи. Такива могат да бъдат използвани за подготовка и подаване на изходния материал – пластмасови пелети, оцветители, добавки, затваряне и отваряне на матриците, изваждане на охладените готови продукти, почистване на изделията и леяковите канали, прецизно и безопасно поставяне на вложки, преформоване за съединяване на предварително отлети заготовки, нанасяне на лепила или повърхностни покрития, полиране, качествена инспекция, опаковане, палетизиране и т. н. Според пазарните анализатори в глобален мащаб се наблюдават и няколко отчетливи технологични тенденции, които оптимизират съществуващите и създават нови приложения на автоматизацията в леенето на пластмаси под налягане. Сред тях са производството в малки серии на специализирани изделия, по-кратките вериги на доставките, нарастващият фокус върху устойчивостта и революционни иновации, като AI платформите. Макар до неотдавна изработката на пластмасови изделия в къси или единични партиди (по клиентска поръчка или с цел развой и прототипиране) да беше сложно и нерентабилно за много цехове, усъвършенстваните системи за автоматизация и дигитализация на производството днес позволяват лесно реализиране и извличане на максимум ползи от подобни приложения. Изкуственият интелект – мегатенденцията на Industry 4.0, вече безспорно има неизменна роля в индустриалното производство и по-специално в шприцването на пластмаси. С него автоматизираните машини стават все по-ефективни, икономични, автономни и безпогрешни, като изискват и все по-малко човешка намеса. С помощта на изкуствен интелект, машинно и дълбоко самообучение една специализирана софтуерна платформа за прецизно управление на процесите при шприцване може да оптимизира практически всички техни аспекти – от потреблението на енергия през консумацията на суровини и контрола на отделните технологични етапи до довършителната обработка и качествения контрол. Така човешкият капитал на една фабрика може качествено да бъде преориентиран към по-креативни, безопасни и отговорни задачи, предлагащи и по-голям потенциал за кариерна реализация.

ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ l юни 2024 11 Микроконтролери за управление на електродвигатели ­ част II електроника Драйверите за класически колекторни ЕДГ и соленоиди обикновено работят с ограничени като обхват напрежения и токове, но все още са най-разпространени, евтини и лесни за използване Устройството на ИС за управление на стъпкови двигатели не се отличава значително от коя да е управляваща ИС – присъстват захранване, контролен и сензорен интерфейс и изпълнителна част, например вградени MOSFET транзистори първата част на статията, публикувана в бр. 3/2024 на списание Инженеринг ревю, бяха разгледани основните типове електродвигатели (ЕДГ) и начините за управлението им. Тук продължаваме с някои нови микроконтролери, специализирани ИС, развойни китове и софтуер за управление на ЕДГ. Развойният комплект dsPIC33CK е предназначен да демонстрира възможностите на фамилията цифрови сигнални процесори на Microchip със специализирани възможности за управление и мониторинг на различни безколекторни ЕДГ – BLDC/ PMSM/IPM. Инверторът, реализиран на платката, се управлява от найголемия като изводи и възможности процесор във фамилията – dsPIC33CK256MP508. Китът също така включва интерфейс за сензор на Хол / квадратурен енкодер (QEI) за шестстепенен трапецоидален или синусоидален контрол, както и входове за сензори за измерване на постоянни напрежения и токове, фазови разлики и др. Вградените 3 x 3,5 Msps АЦП се използват за изпълнение на математически интензивни алгоритми за контрол на ЕДГ, като полеви контрол (sensorless FOC) с единичен, двоен или троен шунт за измерване на тока, детекция на начална позиция (IPD), field weakening FW, BackEMF и др. За основна комуникация се използва вграден USBUART конвертор. Осигурени са и конектори за допълнителни модули с mikroBUS шина. Вграденият PICkit OnBoard (PKOB) програматор/дебъгер осигурява бърз достъп и препрограмиране при разработка. Осигурен е и допълнителен ICSP конектор за използване с външен програматор/ дебъгер. Развойният комплект може да се захранва с напрежения в обхвата 12 – 48 V и обслужва ЕДГ с раВ Източник: Microchip

12 юни 2024 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ електроника ботни токове до 10 А RMS. Поддържа се от MPLAB X, както и от софтуерни инструменти на Microchip като X2C Scope (виртуален осцилоскоп) и RTDM (монитор за данни в реално време). Фамилията цифрови dsPIC33CK предлага разнообразие от функционални блокове, бързина и изчислителни възможности за управление на ЕДГ, както и набор от контролни и измервателни интерфейси. За управлението на два ЕДГ се изисква минимум от следните интегрирани елементи в управляващата ИС – 48 вход/изхода, 6х PWM модула, 3х АЦП модула. dsPIC се предлагат с едно – dsPIC33CK, или две – dsPIC33CH, ядра, даващи възможност за бързо и детерминистично изпълнение на инструкциите с цел осъществяване на приложения в реално време, каквито са приложенията с електродвигатели. Други микроконтролери, които също имат богати възможности за управление на ЕДГ, са Infineon MOTIX, базирани на ARM Cortex-М. За колекторни постояннотокови двигатели са предназначени TLE985x/ TLE986x/TLE988x (за MOSFET транзисторно управление) и MOTIX TLE9842/3/4 (за управление с реле), а за безколекторни ЕДГ са TLE987x/ TLE989x/TLE9140EQW. Микроконтролерите имат LIN, PWM и CAN-FD, както и специализирани сензорни интерфейси. Автомобилните варианти на ИС покриват ISO26262/ASILB стандарти за безопасност. Предлагат се и развойни китове, примерни библиотеки и драйвери, както и графична среда за демонстрация и разработка – MOTIX софтуер. Фамилията ADSP-CM40x на Analog Devices предлага разширени възможности за измерване, бързи изчисления и контрол на индустриални и серво ЕДГ. Конролерите са базирани на ARM Cortex-M4, работят с тактови честоти до 240 MHz и разполагат с до 384 kB SRAM и 2 MB Flash памет, както и прецизни 16-битови АЦП. Също така са интегирани SINC филтри за директна връзка с AD740x сигма-делта модулатори, както и модул за спектрален анализ на консумирана мощност. Фамилиите за управление на електродвигатели на NXP – MCSxTE1AK1xx, S12/S12 Magniv, MPC57xx/MPC56xx, са специализирани в индустриални и автомобилни BLDC/PMSM ЕДГ. Интересно е наличието на дублиран Етернет комуникационeн интерфейс. Интересна хибридна ИС с висока степен на интеграция – микроконтролер + трифазен контролер в един корпус (System in a package - SIP) произвежда STMicroelectronics. Примерна схема на свързване на STSPIN32G4 е показана на Фиг. 2. Тази хибридна ИС може да се използва в индустриални и домашни роботи, професионални и любителски строителни и градински приложения, помпи и вентилатори, както и дронове. Малкият брой периферни компоненти води до по-кратко време за разработка, по-малка печатна платка и в резултат – по-компактни крайни усройства. STSPIN32G4 е подходяща за управление на ЕДГ със захранващи напрежения от 5,5 до 75 V. Вградените трифазни драйвери могат да работят с токове до 1 А (sink/source), като управляват мощните MOSFET транзистори, имат вградени bootstrap диоди, I2C интерфейс за конфигурация и диагноФиг. 1. Блокова схема на развойния комплект dsPIC33CK. Източник: Microchip

ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ l юни 2024 13

14 юни 2024 l ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ електроника стика, както и защита от грешно комутиране на управляващата верига. Използваният MCU STM32G431 е модерен 32-битов ARM Cortex-M4 микроконтролер с математически копроцесор. Има работна честота до 170 MHz, CORDIC ускорител за тригонометрични функции, 128k FLASH със специализирана защита (PCROP), допълнителна защитена памет за еднократно програмиране (OTP) и 32 kB SRAM с хардуерен parity check. Процесорът предлага два специализирани таймера, до 6 ШИМ 16битови канала, 8 стандартни таймерa, два 12-битови АЦП (до 19 канала) със скорост на преобразуване до 4 Msps, четири 12-битови ЦАП, 4 бързи rail-to-rail компаратора и три rail-to-rail усилвателя с програмируемо усилване (PGA). Хибридната ИС има също прецизен вътрешен опорен източник на напрежение, до 40 В/И с универсално предназначение (GPIO), както и пълен набор от серийни интерфейси I2C, SPI, UART, CAN. Вградено е и ключово захранване (buck converter) с изходен ток до 200 mA, с вграден MOSFET и програмируем изход, както и линеен регулатор с нисък пад (LDO) до 150 mA. Допълнително има специализиран линеен регулатор с ниска утечка за захранване на MCU в standby режим. Осигурен е и пълен набор от защити – термична, от късо съединение, претоварване и от ниско напрежение. За нея се предлага развойна платка EVSPIN32G4, която се контролира през софтуера X-CUBE-MCSDK. Вариантът EVLSPIN32G4-ACT може да работи с STWIN.box и FP-INDDATALOGMC, като чрез ръководства за бързо стартиране лесно да се изградят нужните прототипи. За посложни приложения може да се използва развойният кит EVSPIN32G4DUAL, който комбинира STSPIN32G4 и STDRIVE101 мостов драйвер (half bridge). В резултат платката може да управлява два трифазни безколекторни мотора с работно напрежение/ток – до 74 V / 10 Arms, с възможност за безсензорно управление с единичен шунт или със сензор на Хол / енкодер. Специализирани интегрални схеми и драйвери За специални приложения е предназначена ИС LX4580 на Microchip (Фиг. 3). Тя представлява аналогов front-end за електродвигатели в приложения с висока интеграция и надеждност. Комбинира сензорни интерфейси, модул за наблюдение и диагностика, както и синхронизиран контрол за поддръжка на PMSM, BLDC и стъпкови ЕДГ. Обикновено LX4580 работи заедно с избрания за съоветното приложение процесор, контролер, DSP или FPGA. Схемата покрива стандарти за авионика като DO-160 и има двоен сериен/SPI порт за дублиращи се MCU/FPGA със съоветни възможности за реализиране на CON/ MON (контрол/наблюдение) системни архитектури. Има още възможност за коригиращo кодиране (ECC), и тройно осигуряване (Triple Mode Redudancy – TMR) за реакция при т. нар. единични грешки (Single-Event Upset – SEU, Single-Event Error – SEE) причинени от заредени частици и космическа радиация. LX4580 разполага с дублиран UART или SPI интерфейс, 5 интерфейса за температурни сензори, 3 интерфейса за сензори за налягане, 2 LVDT драйвера и монитори за тях, 4 LVDT монитора с усукана двойка с моментно и RMS отчитане, 5 токови интерфейса, 1 вход за диференциално измерване по напрежение, 3 входа за Хол сензори, 8 ШИМ изхода, вградени регулатори за напрежение, програмируеми универсални вход/изходи GPIO, комплексна система за детекция и сигнализация на проблеми. Подържа се JTAG интерфейс за програмиране и развой. Драйвери за колекторни постояннотокови електродвигатели Драйверите за класически колекторни ЕДГ и соленоиди обикновено работят с ограничени като обхват напрежения и токове, но все още са Фиг. 3. Блокова схема на LX4580. Източник: Microchip Фиг. 2. MCU и драйвер в една ИС STSPIN32G4 / SIP. Източник: STMicroelectronics

ИНЖЕНЕРИНГ РЕВЮ l юни 2024 15 електроника най-разпространени, евтини и лесни за използване. Класическите ежедневни приложенията включват управление на електронни брави, играчки, инфузионни помпи за медицината, портативни принтери за POS терминали и други. Автомобилните приложения са управления за автоматични прозорци и моторизирани анатомични седалки, управления в двигателите с вътрешно горене (помпи, клапани и т.н.), както и компоненти на хибриди и елекрически автомобили. Типични примери са DRV8213 и DRV8242-Q1 на Texas Instruments. Фамилията DRV824x-Q1 (суфиксът -Q1 означава че ИС са предназначени специално за автомобилни предложения) представлява напълно интегриран мостов/двупосочен драйвер (Hbridge). Схемите предлагат PWM или фазово управление и са произведени по BiCMOS силициева технология, осигуряваща отлични термични характеристики при компактни размери. Взети са мерки за минимизиране на смущенията и прецизно измерване на работния ток. Интегрирани са пълен N-канален MOSFET мост, повишаващ charge-pump регулатор на напрежение, пропорционален токов изход и различни защитни механизми за превишени ток и температура. Наличен е режим на ниска консумация, когато ИС не се използва, а при възникване на проблем той се индикира на извода nFAULT. ИС са валидни в три варианта – фиксиран HW (H) и с два различни SPI интерфейса: SPI(P) и SPI(S). SPI (P) изисква външно напрежение за логическите сигнали, а SPI(S) генерира това напрежение вътре в ИС. Чипът DRV8242 поддържа работни напрежения от 4,5 до 35 V, като съпротивлението при включен мост е 250 mOhm, а максималният изходен ток 6 А. Работната честота на ШИМ достига 25 kHz, с възможност за допълнително конфигуриране на разпределен спектър (spread spectrum). Поддържат се логически нива 3,3 V / 5 V. Интегралната схема DRV8213 предлага възможност за работа от с по-ниски напрежения 1,65 – 11 V, както и логически нива от 1,8 / 3,3 / 5 V, подходящи за приложения с помалки електродвигатели. Драйвери за стъпкови електродвигатели Стъпковите ЕДГ имат разнообразни приложения в преносими и персонални устройства, управление на обективи, системи за насочване на камери, прецизни инсулинови помпи, лабораторни пипети, принтери и скенери, индустриални машини и др. В таблица 1 са представени основни параметри на някои от най-новите драйвери за стъпкови електродвигатели – ADI TMC5271/5272, MPS MP6602 и TI DRV8849. Нека разгледаме по-подробно типичната MP6602 със съоветната блокова схема, представена на Фиг. Таблица 1. Нови драйвери за стъпкови електродвигатели. Производител Модел Брой драйвери Захранващо напрежение, V Микростъпки Интерфейс Защити Корпус Analog Devices TMC5271/5272 2x / 4x full H-bridge Vmin=2,1 Vmax=20 1/256 SPI, Single wire UART, 1,8 / 3,3 / 5 V Thermal, Stall, Open Load, UVLO, Short WLCSP36 (3x3 mm) MPS MP6602 2x full H-bridge Vmin=4,5 Vmax=35 1/32 SPI, DIR, STEP, 3,3 / 5 V Rotor stall, Back EMF, OCP, Open Load, OVP, UVP, Thermal warn & shutdown, Fault indication QFN25 (4x4 mm) Texas Inrtruments DRV8849 4x full H-bridge Vmin=4,5 Vmax=38 1/256 DIR, STEP, 3,3 / 5 V UVLO, CPUV, OCP, OTSD, nFAULT QFN36 (6x6 mm)

RkJQdWJsaXNoZXIy Mzc3Mjk=