Evaluation-Kit für Motortreiber-Bausteine

Bild 1: Das EVK gibt es in 15 verschiedenen Ausführungen für unterschiedliche Schrittmotor-Treiber-ICs. Rohm Semiconductor

Bild 2: Blockdiagramm des EVK. Rohm Semiconductor

Bild 3: Blockdiagramm der EVK-Hardware. Rohm Semiconductor

Bild 4: Schaltungsaufbau des EVK. Rohm Semiconductor

Die Schrittmotor-Treiber-ICs des Evaluation-Kits lassen sich direkt ansteuern und bieten einige Designoptionen. Allerdings müssen die Entwickler Aspekte wie Drehzahl, Vibration und Performance-Optimierung berücksichtigen, und auch die Wahl der Bauelemente und der Support-Tools ist entscheidend für den Erfolg der Applikation und für die benötigte Entwicklungszeit.

Das EVK deckt verschiedene Spannungen sowie unterschiedliche Schritt-Modi ab. Für Versorgungsspannungen von 8 bis 42 V und Phasenströme bis zu 2,5 A eignet sich die Lösung. Unterstützt wird der Mikroschritt-Betrieb sowie die ein- oder mehrphasige Ansteuerung von einem oder zwei Schrittmotoren.

Modular konzipiert

Das EVK ist modular konzipiert, sodass zum Beispiel zum Ansteuern zweier Motoren ein zweites Shield hinzugefügt werden kann. Es lässt sich für CLK-In- und Para-In-Interface-Varianten verwenden. Um die Einarbeitung zu erleichtern, gibt es zu dem Kit eine Softwarebibliothek, ein Anwenderhandbuch und Beispielprogramme. Im Anschluss an die Erprobung des Designs können Entwickler von der Prototyp- in die Produktionsphase wechseln, wofür Stücklisten und Gerber-basierte Leiterplatten-Layouts mitgeliefert werden.

Im Blockschaltbild der EVK-Hardware ist zu sehen, dass die am Schraubklemmenblock J6 angelegte Motorspannung auch als Versorgungsspannung für das Motortreiber-IC dient. Für den Betrieb mit nur einer Versorgungsspannung erzeugt der Buck-Wandler eine Eingangsspannung von 7 V für das Arduino-Motherboard (V_in), das diese Spannung wiederum nutzt, um die Logik-Versorgungsspannungen von 5 und 3,3 V zu erzeugen. Eine separate Stromversorgung für die Mikrocontroller-Platine ist deshalb nicht nötig. Die vom Arduino-Motherboard erzeugte Spannung von 5 V wird vom EVK verwendet, um die Logikblöcke zu versorgen und die erforderlichen Spannungspegel zum Konfigurieren des Schrittmotortreiber-ICs zu generieren.

Das EVK ist stapelbar konzipiert, damit die Evaluierung zweier Schrittmotortreiber-ICs zur gleichen Zeit möglich ist. Zu diesem Zweck wird das Board mithilfe von Jumper J1 (Bild 3) als Master konfiguriert (dies ist die für das erste Shield verwendete Grundstellung) oder als Slave (nur für ein zweites, aufgesetztes Shield verwendet) definiert. Im Slave-Betrieb wird der Buck-Wandler abgeschaltet und sein Ausgang hochohmig geschaltet, da die Spannung V_in bereits vom Master-Shield bereitgestelllt wird.

Je nach der Position von J1 werden die Ansteuersignale für das Motortreiber-IC über Multiplexer an verschiedene Arduino-I/Os geleitet, um eine unabhängige Ansteuerung der Motoren zu ermöglichen. Eine LED zeigt der Master- oder Slave-Status an (Master grün, Slave rot). Der Schraubklemmenblock J7/J8 ermöglicht den Anschluss eines vieradrigen bipolaren Schrittmotors oder eines fünf- oder sechsadrigen unipolaren Schrittmotors.

(ah)