Markedsdrivere og løsninger
Elektroniske krav til motorstyring i hjemmelektronikk har industri- og bilmarkeder drevet behovet for MCUer med avanserte motorstyringsutstyr.
På hjemmemarkedsmarkedet er det nødvendig med motorstyring med forbedret ytelse for å møte regjeringsplanleggingsstandarder, for eksempel Energy Star-programmet fra US Environmental Protection Agency, som fremmer innføringen av høyytelsesapparater. Vaskemaskiner er et viktig område med motorstyring med høy ytelse. Vaskemaskinen med direkte drev eliminerer drivremmen mellom motorakselen og vaskemaskinens omrører, noe som muliggjør forskjellige hastighets- og omrøringsmoduser.
En produsent er fullt redesignet vaskemaskin forbruker 38% mindre strøm og 17% mer vann enn en vanlig vaskemaskin. Motorstyringen MCU justerer motorenes effekt i henhold til mengden og typen av vaskerom. Brukere av husholdningsapparater er imidlertid fortsatt følsomme overfor opprinnelig kjøpesum, så produsentene må kontinuerlig redusere utviklings- og produksjonskostnader, slik at mer avanserte apparater kan aksepteres av flere forbrukere.
I husholdningsapparater integreres 8-bits MCUer som er utviklet spesielt for lavprismotorstyringsapplikasjoner, som inkluderer funksjoner som minimerer ekstra komponenter. Med motor PWM på brettet, feilsikker klokkemonitor og høyt pålitelig flashminne, forenkler de nyeste MCUene design av hjemmemotorens motorstyring og oppnår lave kostnadsmål.
I industrielle applikasjoner kan strømkostnader og nedetid for monteringsoperasjoner redusere fordelene ved produsenten. Et industrielt eksempel på hvordan kontrollen av forbedringer i motoreffekter direkte påvirker effektiviteten og lønnsomheten, er å erstatte en ventil i en industripumpe med variabel hastighet (VSD) med en MCU.
For en pumpe eller vifte er strømforbruket proporsjonalt med akselens kubehastighet. Når akselhastigheten reduseres med 10%, reduseres strømmen med 10% og strømforbruket reduseres med 27%. Hvis hastigheten reduseres med 20%, reduseres strømforbruket med 49%. Ved å bruke MCU variabel hastighet motor kontroll i stedet for konstant hastighet motor ventiler for å redusere flyt, har det vist seg at 25-40% energibesparelser kan oppnås for sentrifugalpumper, vifter og blåsere i industrielle applikasjoner.
Fordelene med industrielle applikasjoner er åpenbare, og MCU-driven motorstyring med variabel hastighet avhenger av andre faktorer som fleksibilitet og pålitelighet - disse faktorene kan unngå nedetid forårsaket av feil eller overhaling. MCUer med blits og EEPROM gir fleksibilitet til å løse industrielle brukerkrav med omprogrammerbare funksjoner når oppgraderinger eller kontrollprogramkrav kreves. En MCU med 16KB flashminne og 256BEEPROM gir nok minne i en 8-bits MCU for å håndtere mange av endringene som kan være nødvendige i et industrielt miljø. Like viktig er at Microchips flashminne bruker PMOS elektronisk sletbar enhetsteknologi som vanligvis har en datalagringsenhet som er i stand til å motstå 1 million erase / skrive sykluser og data som kan vare i mer enn 40 år.
Eksisterende bilmotorapplikasjoner inkluderer bruk av motorer for å åpne og lukke vinduer og dører, og å plassere setene. Fordi disse applikasjonene brukes i lav frekvens, er de ikke følsomme overfor ineffektivitet, men høye bruksområder, for eksempel passasjertemperaturmiljøkontroll og motorboksvifter, fortsetter å forbruke begrenset strøm fra bilen. Motorstyrings MCU gjør det mulig for miljøkontrollventilatoren å operere med en hastighet som opprettholder en behagelig temperatur, noe som minimerer støy og reduserer strømforbruket.
I mange tilfeller må motorstyrings-MCU være koblet til bilnettet ved hjelp av et kontrollnettverksnettverk (CAN) eller et lokalkoblingsnettverk (LAN). For kroppselektronikk brukes LIN-protokoller med lav pris nå til å redusere den totale systemkostnaden. I noen MCU-familier kan en USART-modul som støtter LIN 1.2, sammen med automatisk oppvåkning og bauddeteksjon på startbiten.
Da kontrollalgoritmer blir mer komplekse i alle markedssegmenter, øker ytelsen til digitale motorstyringer fra MCU til DSP-nivå. Digital Signal Controllers (DSC) gir høyere ytelse og rimelig design, design-vennlig MCU-teknologi for mer sofistikerte motorstyringsdesign, inkludert de med vektorkontroll. DSCs opererer med hastigheter på opptil 30 MIPS, med integrerte eksterne enheter dedikert til flashminne og motorstyring opp til 144 KB for mer avanserte, nye motorstyringsapplikasjoner. Med elektronisk motorstyring basert på DSP og DSC fungerer ikke hjemme-apparatets industristyring og bilindustrien mer effektivt, gir flere funksjoner, og er rimeligere.
