意法半导体智能致动器STSPIN参考设计整合马达控制
- 赖品如／台北
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意法半导体（STMicroelectronics，简称ST）推出搭载STSPIN32G4智能三相马达驱动器的EVLSPIN32G4-ACT边缘AI马达驱动参考设计，使智能致动器的开发变得更加简单。该电路板与意法半导体的无线工业传感器节点STWIN.box（STEVAL-STWINBX1）连接，加速结合马达控制、环境数据实时分析，以及物联网连接系统的开发。
EVLSPIN32G4-ACT结合了马达控制系统的创新与数据科学及其应用，不仅突破了马达控制效能，还确保了永续的获利。STWIN.box包含的高品质传感器可以撷取致动器引擎的状态信息，而高速数据纪录功能则有助于打造边缘人工智能和机器学习的进阶解决方案。环境数据和控制数据整合则可提供系统工程师精准的执行状态，以识别异常状况，并使数据驱动的演算法来进一步指引故障排除和优化效能。
板载STSPIN32G4整合了具有电源管理功能的智能闸极驱动器和STM32G4微控制器（MCU）。该开发套件还包括一个48V/5A的三相马达逆变级，以及用于连接传感器模块的软件和应用开发软件，协助使用者打造能够对于温度变化、气压、声音、动作、超声波信号等事件做出智能回应的自主机制。
STSPIN32G4马达驱动器使物联网和工业物联网装置能够具备小尺寸和低功耗。目标应用包括工厂和大楼自动化系统、伺服驱动器，以及家用和工业用机器人。STM32G431嵌入式MCU具有用于控制三相BLDC马达的外部周边，包括四个超快速比较器、三个运算放大器以及两组进阶PWM计时器和12位元ADC。该元件还包含自举二极管、DC/DC转换器和低压降稳压器，其中，低压降稳压器无需外接电路就可以将马达电源转换成为闸极驱动器和MCU供电的电源轨。
EVLSPIN32G4-ACT可驱动高达250W的12V、24V、36V或 48V马达。过热、欠压、过压和过流等电气保护功能一应俱全，有助于设计出低物料成本和小尺寸的应用。使用者还可以选择六步或磁场导向控制（FOC）、有传感器或无传感器转子位置侦测，以及三shunt电阻或单shunt电阻式电流测量。
STWIN.box模块可以插接到驱动板上并启动。该传感器节点包括STM32U5超低功耗微控制器、Bluetooth、Wi-Fi和NFC收发器，以及各种意法半导体工业级MEMS传感器，其中，传感器包括一个三轴磁力计和一个目前技术非常先进之内建AI功能的工业IMU，即机器学习核心（MLC）技术，这两个传感器提供9-DoF（自由度）惯性传感功能。
另外还有一个高效能加速度计、一个6kHz带宽的三轴数码振动传感器，以及内建MLC核心的高精度两轴倾斜仪。板载环境传感器包括数码气压计和I²C/SMBus 温度传感器。另有数码和类比MEMS麦克风，分别用于撷取音讯和超声波。
软件包括数据纪录韧体和软件套件、低功耗蓝牙应用程序和Python软件开发套件（SDK）。这些软件可以轻松整合到典型数据科学作业流程中，便于数据科学家设计边缘人工智能和机器学习解决方案。高速数据纪录器（FP-IND-DATALOGMC）支持实时监控，能够撷取和标记动作控制演算法数据，以及与外部传感器数据组成之高分辨率、时间戳记准确的数据集。
该参考设计利用上述功能和完整的支持软件，整合意法半导体传感器和三相马达驱动技术，为动作控制应用带来边缘人工智能。使用者可将人工智能靠近主动作控制器，创造出具有智能和决策能力的装置，如此一来，就能在工业自动化、智能家电以及需要智能驱动的所有应用中更快速、更高效地处理数据，并执行相应操作。EVLSPIN32G4-ACT、STEVAL-STWINBX1均已上市。更多信息，请浏览官网。
