🛠 Contrôle moteur automatisé avec HPM5100

Objectifs

Ce tutoriel avancé vise à configurer le HPM5100 pour le contrôle d'un moteur BLDC en boucle fermée. Vous apprendrez à exploiter les 32 canaux PWM synchronisés et les 4 ADC SAR 16 bits à 2 MSPS pour une régulation précise. L'objectif est d'atteindre une latence minimale grâce au cœur RISC-V à 400 MHz et à la mémoire SRAM de 416 KB.

Matériel nécessaire

• Carte de développement HPM5100 (HPM5151)
• Pilote de moteur BLDC triphasé compatible 3,3 V/5 V
• Moteur BLDC avec capteurs de Hall ou shunt de courant
• Oscilloscope pour l'analyse des signaux PWM et ADC
• SDK HPM v1.13.0 et chaîne de compilation RISC-V
• Câblage adapté aux broches du boîtier QFN/LQFP

Étapes

1. Configurez les horloges système pour atteindre 400 MHz via le fichier de configuration du SDK. Assurez-vous que les conditions thermiques respectent les spécifications pour éviter le throttling à 480 MHz si tenté.
2. Initialisez le module PWM. Sélectionnez un des 32 canaux pour générer trois signaux complémentaires avec temps mort (dead-time) pour le pilote de puissance. Activez la synchronisation entre les canaux pour garantir une commutation cohérente.
3. Configurez les ADC SAR 16 bits. Sélectionnez deux canaux pour la lecture des courants de phase et un pour la tension bus. Réglez la fréquence d'échantillonnage à 2 MSPS pour une résolution temporelle élevée.
4. Implémentez l'ISR (Interruption Service Routine) déclenchée par la fin de conversion ADC. Dans cette routine, lisez les valeurs brutes, appliquez le filtre numérique et calculez l'erreur par rapport à la consigne.
5. Appliquez un contrôleur PI (Proportionnel-Intégral) calculé en virgule flottante ou fixe optimisée pour le cœur RISC-V. Mettez à jour les registres de comparaison PWM en temps réel.
6. Activez le démarrage sécurisé via l'interface de sécurité matérielle pour protéger le firmware contre la copie, essentiel dans les applications industrielles.

Vérification

Utilisez l'oscilloscope pour observer les signaux PWM sur les broches de sortie. Vérifiez que le temps mort est correct et que les transitions sont nettes. Sur le PC, connectez l'interface UART (1 des 5 disponibles) pour imprimer les valeurs de courant et de vitesse. Assurez-vous que la latence entre la lecture ADC et la mise à jour PWM reste inférieure à 10 µs.

Pour aller plus loin

Intégrez la communication CAN FD à 8 Mbps pour le contrôle à distance via un bus industriel. Exploitez l'USB 2.0 OTG pour la mise à jour du firmware (DFU) ou le débogage avancé. Enfin, explorez l'interface XPI pour ajouter une mémoire Flash externe si le code de contrôle dépasse la capacité interne.