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Motorsteuerungs-Chip für präzise arbeitende Automatisierungssysteme

| Redakteur: Kristin Rinortner

Um die feinmotorischen Fähigkeiten von Robotern weiter zu verbessern, hat STMicroelectronics mit dem SRSPIN820 einen Schrittmotortreiber mit einer Auflösung von 256 Mikroschritten auf den Markt gebracht.

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Motion Control: Der kleine, äußerst präzise arbeitende Motortreiber ermöglicht eine feinere Bewegungssteuerung für die Laborautomation, Industrieroboter, 3D-Drucker und weiteren Anwendungen.
Motion Control: Der kleine, äußerst präzise arbeitende Motortreiber ermöglicht eine feinere Bewegungssteuerung für die Laborautomation, Industrieroboter, 3D-Drucker und weiteren Anwendungen.
(Bild: STM)

Ausgefeilte Laborautomations-Systeme helfen in medizinischen Zentren, Patienten eine hochwertigere Versorgung zuteilwerden zu lassen. Bei Industrierobotern und auch 3-D-Druckerern wurden die Genauigkeit und die Geschwindigkeit in den vergangenen Jahren erheblich gesteigert.

Der IC des Typs STSPIN820 von ST ebnet den Weg zu den auf Schrittmotoren basierenden Robotern der nächsten Generationen. Laut Hersteller sorgt er für noch mehr Laufruhe, bietet kleinere Abmessungen, höhere Präzision und geringeren Stromverbrauch.

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Hinter den Chip geblickt

Die proprietäre Smart-Power-Technologie von ST vereint die Motorsteuerungs-Logik mit einem hochpräzisen Mikroschritt-Algorithmus sowie einer vollständig geschützten Leistungsstufe mit geringem RDS(on) in einem einzigen Baustein. Auf dieser Basis bietet der STSPIN820 eine gute Kombination aus hoher Leistungsfähigkeit und Kosteneffektivität. Mit unveränderten Eingangspins für Schritttakt und Richtung vereinfacht der Chip den Anschluss an den jeweiligen Host-Prozessor oder -Mikrocontroller.

Über einen Standby-Anschluss lässt sich der Chip in einen Sparmodus versetzen, um den Stromverbrauch in energiebewussten Anwendungen zu senken. Ebenfalls eingebaut sind Überstrom-, Übertemperatur- und Kurzschlussschutz, sodass der Baustein auch raue industrielle Umgebungsbedingungen verkraftet.

Mit seinen High-Speed-Eingängen und seinem präzisen Mikroschritt-Algorithmus kann der Baustein einen Motor um den Bruchteil eines Grads drehen und dabei den Druckkopf eines 3-D-Druckers mit einer Geschwindigkeit von über 500 mm/s bewegen. Dies geschieht mit einer Genauigkeit von weniger als 1 µm.

Der Chip eignet sich für Versorgungsspannungen von 7 bis 45 V. Der effektive Ausgangsstrom von 1,5 A bietet Entwicklern die nötige Flexibilität, um verschiedenen Anforderungen bei Leistung und Drehmoment gerecht zu werden.

Auch bei klinischen Automatisierungssystemen lassen sich präzise Bewegungen steuern, beispielsweise beim Laden, beim Öffnen und Verschließen sowie beim Einlagern und Entnehmen von Proben. Weitere motorbetriebene medizinische Ausrüstungen wie Plate Handler, Flüssigkeitspumpen, Blutanalysatoren und Beatmungsgeräte lassen sich leiser, kompakter und kosteneffektiver realisieren.

Der 4 mm x 4 mm messende Chip enthält sowohl die Ansteuerintelligenz als auch vollständig geschützte Leistungs-Bauteile mit einer Nennspannung von 45 V und einem RDS(on) von 500 mΩ zum Ansteuern des Motors. Laut Hersteller ist der Chip damit der weltweit kleinste hochpräzise Komplett-Controller.

Hersteller von Automatisierungs-Ausrüstungen können den Baustein auf der Controller-Leiterplatte platzieren, wo nur wenige zusätzliche Bausteine zur Komplettierung des Systems benötigt werden. Dies spart Platz und steigert die Zuverlässigkeit des Systems.

Der STSPIN820 wird bereits produziert und war auf der diesjährigen SPS IPC Drives zu sehen. Im QFN-Gehäuse wird er für 1,25 US-Dollar (ab 1000 Stück) angeboten. Dazu gibt es das Entwicklungs-Board X-NUCLEO-IHM14A1. //KR

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