🛠 Control de motor automatizado con HPM5100
Objectifs
Este tutorial avanzado tiene como objetivo configurar el HPM5100 para el control de motor BLDC en lazo cerrado. Aprenderá a aprovechar los 32 canales PWM sincronizados y los 4 ADC SAR a 2 MSPS para una regulación precisa. El objetivo es lograr una latencia mínima utilizando el núcleo RISC-V de 400 MHz y 416 KB de SRAM.
Matériel nécessaire
- Placa de desarrollo HPM5100 (HPM5151)
- Controlador de motor BLDC trifásico compatible con 3,3 V/5 V
- Motor BLDC con sensores Hall o derivaciones de corriente
- Osciloscopio para análisis de señales PWM y ADC
- SDK HPM v1.13.0 y cadena de herramientas RISC-V
- Cableado adaptado a los pines del paquete QFN/LQFP
Étapes
- Configure los relojes del sistema para alcanzar 400 MHz mediante el archivo de configuración del SDK. Asegúrese de que las condiciones térmicas cumplan con las especificaciones para evitar el estrangulamiento si intenta 480 MHz.
- Inicialice el módulo PWM. Seleccione uno de los 32 canales para generar tres señales complementarias con tiempo muerto para el controlador de potencia. Habilite la sincronización de canales para garantizar una conmutación coherente.
- Configure los ADC SAR de 16 bits. Seleccione dos canales para la lectura de corriente de fase y uno para el voltaje del bus. Establezca la frecuencia de muestreo en 2 MSPS para una alta resolución temporal.
- Implemente la ISR activada por la finalización de la conversión ADC. En esta rutina, lea los valores brutos, aplique filtrado digital y calcule el error respecto al punto de consigna.
- Aplique un controlador PI (Proporcional-Integral) calculado en punto flotante o punto fijo optimizado para el núcleo RISC-V. Actualice los registros de comparación PWM en tiempo real.
- Habilite el arranque seguro a través de la interfaz de seguridad de hardware para proteger el firmware contra la copia, esencial en aplicaciones industriales.
Vérification
Utilice un osciloscopio para observar las señales PWM en los pines de salida. Verifique que el tiempo muerto sea correcto y que las transiciones sean nítidas. En la PC, conecte la interfaz UART (1 de 5 disponibles) para imprimir los valores de corriente y velocidad. Asegúrese de que la latencia entre la lectura ADC y la actualización PWM permanezca por debajo de 10 µs.
Pour aller plus loin
Integre la comunicación CAN FD a 8 Mbps para el control remoto a través de un bus industrial. Aproveche USB 2.0 OTG para actualizaciones de firmware (DFU) o depuración avanzada. Finalmente, explore la interfaz XPI para agregar memoria Flash externa si el código de control excede la capacidad interna.