🛠 Calibración avanzada de corrientes de fase en QuadESC
Objectifs
Este tutorial tiene como objetivo dominar la calibración fina de las cadenas de medición de corriente en la placa BeagleConnect QuadESC. A diferencia de los ESC estándar, la arquitectura abierta basada en el SoM BeagleConnect Torque (TI AM13E23019) permite el acceso directo a los registros del controlador TI DRV8323SRTAR y a las entradas ADC internas. El objetivo es compensar las derivas térmicas de los semipuente CSD88599Q5DC y los offsets estáticos de los amplificadores operacionales, esenciales para lograr una corriente continua precisa de 40A. Utilizaremos el acelerador TinyEngine para realizar un filtrado digital en tiempo real sin sobrecargar el núcleo Cortex-M33.
Matériel nécessaire
- Placa BeagleConnect QuadESC alimentada por una batería LiPo 4S (14.8V) para simular condiciones reales.
- Un motor BLDC trifásico conectado a las salidas A, B y C.
- Un analizador lógico o osciloscopio para verificar las señales PWM y la retroalimentación de corriente.
- Un PC con el SDK TI AM13E2X instalado y un depurador JTAG/SWD.
- Resistencias de precisión (0.1 Ohm) opcionales para inyección de corriente externa.
Étapes
Configure el microcontrolador para activar los 12 canales de medición de corriente. Asegúrese de que los canales dedicados a las fases U, V, W estén en modo diferencial para rechazar el ruido de modo común generado por la conmutación de los MOSFETs.
- Inicialización del sistema de medición
Alimente la placa sin hacer girar el motor (motor desconectado o frenado dinámico nulo). Muestree los valores ADC durante 1000 ciclos. Calcule el promedio para determinar el offset estático de cada canal. Guarde estos valores en una estructura de calibración en la memoria Flash.
- Medición del offset sin carga
Inyecte una corriente continua conocida (por ejemplo, 5A) en la fase U utilizando un banco de pruebas o un método de cortocircuito controlado (fase a fase). Registre el valor ADC bruto. Calcule el factor de conversión Amperios/LSB. Repita para las fases V y W.
- Calibración de la ganancia mediante inyección conocida
Utilice el acelerador TinyEngine para implementar un filtro digital pasa-bajos de primer orden directamente sobre los flujos de datos de los sensores NTC y de corriente. Esto permite suavizar el ruido de alta frecuencia causado por la conmutación del controlador DRV8323SRTAR sin consumir ciclos de CPU.
- Implementación del filtro TinyEngine
Inicie un comando de par constante (Foc) a 20A. Compare el valor medido con la consigna. Ajuste las ganancias si el error supera el 2%.
- Validación en lazo cerrado
Vérification
El error de medición estática debe ser inferior al 1% de la escala completa. En dinámica, la respuesta de corriente debe seguir la consigna con un desfase mínimo. En el osciloscopio, las señales de corriente deben aparecer senoidales y sin ruido durante una rotación a velocidad constante.
Pour aller plus loin
Explore el uso de los sensores NTC integrados para crear una tabla de compensación térmica dinámica de los offsets de corriente. También puede probar la comunicación CAN FD para transmitir los datos de calibración a un controlador de vuelo externo a través de la interfaz DShot.