Управление/чтение бесщеточного двигателя жесткого диска с uC

Я работаю над созданием жесткого диска DJ, аналогичного другим публикациям на этом веб-сайте , за исключением того, что я хочу управлять двигателем, когда пользователь не царапает его. Несколько источников рекомендовали для этого использовать ESC, но у меня есть две основные проблемы:

  • Я хотел бы управлять двигателем вперед и назад на разных скоростях. Возможно ли это с ESC?
  • Я должен иметь какую-то дополнительную систему мониторинга для проверки того, когда пользователь начинает играть со шпинделем, чтобы я мог отключить ESC и переключиться на мониторинг уровней напряжения ЭДС с помощью АЦП. Можете ли вы придумать хороший способ сделать это?

Кроме того, знаете ли вы хорошее техническое описание или учебник, описывающий протокол для общения с ESC от микроконтроллера?

Спасибо за помощь!

РЕДАКТИРОВАТЬ: я нашел инструкцию , в которой использовались датчики ЭДС Холла и микросхема драйвера L6234. Подойдет ли мне L6234 лучше, чем ESC?

Ответы (1)

ESC должен быть идеальной основой для того, что вы хотите. Я знаю, что для электрических самолетов с радиоуправлением вы определенно можете изменять скорость, поскольку это то, что делает регулятор газа, хотя я не знаю, что вы можете бросить их на задний ход.

Тем не менее, ESC - это, по сути, устройство для создания трехфазного переменного тока из постоянного тока, и здесь применим старый трюк для изменения направления трехфазного двигателя, который заключается в том, что вы просто меняете местами любые два из трех соединений, и направление вращения меняется. . Реле DPDT или коммутационная схема Н-моста могут сделать это за вас. Хотя есть очень хороший шанс, что ESC наземного транспортного средства может работать задним ходом без каких-либо доработок. Стоит поискать тот, который может делать реверс, прежде чем запутаться в добавлении схем.

Кроме того, у них нет какой-либо обратной связи, о которой я знаю, это строго питание двигателя, хотя, опять же, я не знаком со всеми ними. Даже если есть дорогие модели, которые делают то, что на жаргоне контроллера BLDC называется «бессенсорным управлением» — что почти в точности то, что вы сказали, время от времени вы останавливаете мощность привода и проверяете генерируемое напряжение для определения скорости, это было бы сомнительно, что ESC передаст вам эту информацию. Скорее всего, он будет использовать его только для изменения частоты / фазы переменного тока, который он производит, чтобы лучше синхронизировать поля в двигателе. Тем не менее, ничто не говорит о том, что вы не можете отключить ESC и напрямую считывать генерируемые напряжения с микроконтроллера.

Тем не менее, одна вещь, которую вы могли бы сделать, чтобы определить, когда кто-то берет под свой контроль пластину, — это почувствовать ток, вытягиваемый регулятором скорости. Вы должны были бы использовать LPF, чтобы смягчить частоту переключения переменного тока, которую производит ESC. До тех пор, пока регулятору скорости не будет приказано слишком быстро разогнать диск, практически не нагружая его, текущий спрос должен быть довольно низким. При постоянной скорости вращения ток также должен быть почти постоянным и низким. Как только кто-то попытается изменить скорость/положение пластины, это должно быть заметно как внезапное изменение тока. Сложность с этим подходом заключается в том, что если вы вращаете диск на низких скоростях, частота переключения переменного тока, необходимая для этого, также довольно низка, поэтому может быть трудно выделить сигнал из шума. Я бы поставил ток на прицел и возился с ним,

Другое дело — использовать эти отражающие оптические датчики, вроде робототехники Lego. Или датчики холла, как вы предложили. В любом случае вы получите входные данные, которые можно будет преобразовать в информацию о скорости, которую вы сможете сравнить с ожидаемой контроллером скоростью. Любое изменение ожидаемой скорости, и вы на мгновение (1/4 секунды?) отключаете ESC, и если диск продолжает двигаться выше определенной пороговой скорости или не останавливается дольше порогового времени, оставьте его выключенным, иначе вернитесь на.

Похоже, некоторые отличные идеи, Джефф! Я куплю несколько чипов и, надеюсь, начну видеть, какой метод работает лучше всего.