AND8399/D SLAピンでのBEMFの測定方法

(1)

AND8399/D

SLAピンでのBEMFの

要約

にいでストールとステップロスを

するアルゴリズムにえて、トルクにできるアプリケーションをできるように、

AMIS−305xx

は

/ (SLA)

ピンをしています。この

ピンはモータの

BEMF (Back Electro Magnetic Force

、

) を !するをします。

SLA

ピンをった"#で$することを%するために、このアプリケーション・ノートでは

SLA

ピンで(しい

BEMF を)するためにモータ・ド

ライバを./させる"#について0します。

はじめに「コイル2ゼロ・クロス」と4ばれるタイミングごとに、

BEMF

がサンプリングされます。8 9:ごとに;コイルで

2

つのゼロ・クロス<が=

>し、その?、89:ごとに@

4

つのゼロ

・クロス<が=>します。すると、89 :ごとに

BEMF を 4

A)できます。89:

ごとに

BEMF を 4

A)することはBですが、

に

4

A)することをCDするわけではありません。モータ・ドライバを$して

BEMF のサ

ンプリングをうのは、マイクロステップ<が

「コイル2ゼロ・クロス」になっているときだけです。このF@にのみ､

BEMF の(しい (

G

1)

を

SLA

ピンで)できます。マイクロステップ

<が「コイル2ゼロ・クロス」になっていないF@、

SLA

ピンで)されるのはったHです。

コイル電ゼロ・クロス

IJの;Kに、

AMIS−305xx

でLできる@

7

つのステッピング・モードのうち

4

つをします。

Start

t

Figure 1. Full Step Mode I_Y

I_X

Start I_coil

I_X I_Y

APPLICATION NOTE

www.onsemi.jp

(2)

Start

“coil current zero crossing”

t

Figure 2. Half Step Compensated Mode I_Y

I_X

Start I_coil

I_Y

I_X

Start

t

Figure 3. 1/4th Stepping Mode Start

I_X I_Y

I_coil

Start

t

Figure 4. 1/8 Stepping Mode Start

I_X I_Y

I_Y

I_X I_coil

M のKにすように、フル・ステップ・モードを!き、マイクロステップ<は「コイル2ゼロ

・クロス」になっています

(

G

2)

。マイクロステッ

プ<が「コイル2ゼロ・クロス」になっているF@のみ、

BEMF の(しいHが SLA

ピンで)されます。

(3)

AMIS−305xx

のいくつかのステッピング・モードで､O々なP"Qをできますが､(しい"#で$

しないと

R#が

$%

するおそれもあります。

Figure 5

に、った"#で&Sのステッピング・モード'でTりUえをったF@に、どのようなR#が

$%するかをします。

Motor is in full step position, stepping mode is 1/8 stepping

NXT-pulse is applied.

1/8 of a full step is set. Stepping mode is changed to half stepping and several NXT-

pulses are applied

Figure 5. Changing of Stepping Mode in an Incorrect Way I_X

I_Y I_Y

I_X

I_Y

I_X

M の;Kは、ステッピング・モードをVいW(

にXYするときにGCするZがあることをし

ています。Vいステッピング・モードにXYするとき、オフセットが/りされ、どのマイクロステップ<も「コイル2ゼロ・クロス」にならなくなるおそれがあります。このF@、ステッパ・モー

タ・ドライバは

BEMF のサンプリングをわな

くなり、

SLA

ピンで

BEMF のったHが

)されることになります。

^のKに、_ハーフ・ステッピングをしますが、aはオフセットがbまれています

(Figure 5

の cdにすのとeじ

)

。

No microstep at the zero current

crossing!

No microstep at the zero current

crossing!

t

Figure 6. Half Stepping with Offset I_Y

I_X

I_Y I_X

I_coil

7

ページの

Table 1

を$すると、オフセットを/

らずにステッピング・モードをXYできるマイクロステップ<をhiできます

(AMIS−305xx

のステータス・レジスタ

3

をk)

)

。W(のい(lへの XYはいつでもできます。Vい(lへのXYがで

きるのは、マイクロステップ<がVいステッピング・モードにも=>するF@のみです。*+については、「

SLA

チェック」セクションの

Table 1

をk) してください。

(4)

IJのオシロスコープopでは、

1/8

マイクロステップで)したコイル2と

SLA をします。

qrのプロット

(Figure 7)

ではオフセットが/りされていないので、マイクロステップ<が「コイル

2ゼロ・クロス」になっています。 SLA

ピンで

)されるは、ステッパ・モータのの BEM F をしています。

2 ,-のプロット (Figure 8)

ではオフセットが/りされています。どのマイクロステップ<も「コイル2ゼロ・クロス」になっていません。

SLA

ピンで)されるはステッパ・モータのの

BEMF をしていません。

Figure 7. Oscilloscope Plot of 1/8 Microstepping with Microstep Y−coil

X−coil

Y−coil

V_SLA

Microstep position is located at the zero current crossing (= full step position).

The measured SLA voltage (V_SLA) will be a correct rep- resentation of the Bemf voltage.

“Coil current zero crossing”

V_SLA X−coil

(5)

Figure 8. Oscilloscope Plot of 1/8 Microstepping with No Microstep Position Located at the Zero Current Crossing V_SLA

X−coil

Y−coil

Because there is an offset cre- ated, no microstep position is located at the zero current crossing (= full step position).

The measured SLA voltage (V_SLA) will not represent the real Bemf voltage.

X−coil

V_SLA

(6)

SLAチェック

マイクロコントローラはステッパ・モータ・ドライバをstしますが、オフセットがuZに/りされるBQはに=>します。マイクロステップ

<を.みvる

(

ステータス・レジスタ

3)

"#で、

マイクロコントローラはオフセットが/りされるかどうかをチェックできます。

Table 1

に、フル・ステップを!くwのすべてのス

テッピング・モードでこりえる、すべてのマイクロステップ<をします。どの/'であっても、

.みされたマイクロステップ<が ( 0)のステッ

ピング・モードにして

)

このに 1されたHに2 しいF@、オフセットは/られません

(Figure 9

もk

) )

。xのHが.みされたF@は、オフセットが/

りされ、どのマイクロステップ<も「コイル 2ゼロ・クロス」にならなくなります

(Figure 10

も k)

)

。そのF@、

SLA はステッパ・モータのの BEMF

をしていません。

0

16

32 4 812

20 24

28 36 40 44 48 5652 6460 7268 76 80 84 88 92 96 100 104

108 112

116120 124

Figure 9. Possible Microstepping Positions for Correct Bemf Measurement (1/8 Microstepping)

I_X I_Y

2

18

34 6 10

14 22

16 30 38 42 46 5450 62 58 70 66 74 78 82 86 90 94 98 102

106 110

114118122126

Figure 10. Example of 1/8 Microstepping with Offset I_X I_Y

(7)

Table 1. MICROSTEP POSITIONS FOR DIFFERENT STEPPING MODES (NO OFFSET)

Stepping Mode Stepping Mode Stepping Mode

1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2 1/32 1/16 1/8 1/4 1/2

0 0 0 0 0 43 86

1 44 44 44 87

2 2 45 88 88 88 88

3 46 46 89

4 4 4 47 90 90

5 48 48 48 48 48 91

6 6 49 92 92 92

7 50 50 93

8 8 8 8 51 94 94

9 52 52 52 95

10 10 53 96 96 96 96 96

11 54 54 97

12 12 12 55 98 98

13 56 56 56 56 99

14 14 57 100 100 100

15 58 58 101

16 16 16 16 16 59 102 102

17 60 60 60 103

18 18 61 104 104 104 104

19 62 62 105

20 20 20 63 106 106

21 64 64 64 64 64 107

22 22 65 108 108 108

23 66 66 109

24 24 24 24 67 110 110

25 68 68 68 111

26 26 69 112 112 112 112 112

27 70 70 113

28 28 28 71 114 114

29 72 72 72 72 115

30 30 73 116 116 116

31 74 74 117

32 32 32 32 32 75 118 118

33 76 76 76 119

34 34 77 120 120 120 120

35 78 78 121

36 36 36 79 122 122

37 80 80 80 80 80 123

38 38 81 124 124 124

39 82 82 125

40 40 40 40 83 126 126

41 84 84 84 127

42 42 85

(8)

透過モード

マイクロステップ<が「コイル2ゼロ・クロス」になっているF@でも、

SLA

ピンのがステッパ・モータのの

BEMF をす、という 0が 100%

(3であるとは4りません。526y に7したときにコイルが)されます。このときコイル2はまだ

0

になっていない

(

z2がコイルから2れすのに{'がかかる

)

ため、コイル

は8

(VBB) + 0.6 V

にクランプされます。

コイル2が

0

になった{9で、コイルは|:

します

( ;}./ )

。コイルは|:して、ステッパ・モータの

BEMF に2しくなります。コイルがモータの BEMF に2しくなるのはこの/

'のみです。

Figure 11. Coil Voltage Behavior During Current Less State

t I

_coil

I

_coil

t

Coil Current Zero Crossing Previous

Microstep

Next Microstep

V

coil

t

V

_BB

+ 0.6V

V

BEMF

Voltage Transient Current Decay

Ne xt st e p Ne xt st e p

(9)

ステッパ・モータの<)がすぎるF@は、

;}./が=~するに、^の (

マイクロ

)

ステップが<)されるBQがあります。このF@、

SLA

ピンのがの

BEMF をすことはありませ

ん。この6に>しているかどうかできるよう

に、

AMIS−305xx

はいわゆる「?;」モードをえ

ています。このモードでは、

SLA

ピンで526y {のコイルを)できます。これにより、この @のうちにコイルの;}./をABして、

ステッパ・モータのの

BEMF をサンプリン

グBかどうか3Cできます。

「?;」モードで./しているF@は、モータが

「コイル2ゼロ・クロス」になっているときに、

SLA は PWM

9oSとeじレートでYされます。 ;}./をABできます。

Figure 12

からわかるように、^の

(

マイクロ

)

ステップが<)されるに、;}./は=~しています。

ステッパ・モータのの

BEMF を)できま

す。

526y{にコイルの;}./を3Cする

/をうのは、

(

DWのアプリケーションで

) E

$@のみです｡q=アプリケーションでは､この;

}./zをサンプリングするZはありません。

このため、

AMIS−305xx

には「?;」モードというモードがあります。

このモードでも、コイル2が

0

のときに、コイル

が PWM

レートでサンプリングされますが、

SLA

ピンのがYされるのは、「コイル2ゼロ・

クロス」6yが=~したになります

(Figure 12

もk

) )

。;}./は、マイクロコントローラからはCG されません

(

DWのアプリケーションではこのCG もu

)

。

526yの=~{にのみ SLA がYされる

ことにGCしてください。526yに)された

SLA は、にはHのフル・ステップでの

BEMF をしています。

(10)

t I

coil

I

_coil

t

Coil Current Zero Crossing Previous

Microstep

Next Microstep

V

coil

t

VBB+ 0.6V

VBEMF

Nextstep Nextstep

V

SLA

t

Transparent Mode

V

_SLA

Not Transparent Mode

PWM Rate

Transient behavior

Last sample before leaving zero crossing is retained.

SLA voltage is only updated after current−less state is left+ a certain

delay (50us at room temp).

Bemf of previous zero crossing.

Current Decay

(11)

速!「?;モード」で0したとおり、いつ

BEMF

を

)するべきかGCするZがあります。コイル

2ゼロ・クロスがEされた､の

BEMF

を) できるようになるまでにあるI{'がかかります

(Figure 11

をk)

) ｡コイル2ゼロ・クロスの@が

=~するのがすぎるF@は、った BEMF

サンプリングをう

(

つまり、

SLA

ピンでの)がの

BEMF

をしていない

) ?になります。このため

q./がs4されます。

q./はIJのパラメータに=します。

•

ステッパ・モータ

•

コイル2

•

./

•

ステッピング・モード

Hがさい (

SWIJ

)

ステッパ・モータをJ

するのがqです。アプリケーションのF@

は、インダクタンスのさいステッパ・モータをJ

することもです。

ステップロスなしでをAKさせるのにWなトルクをステッパ・モータが%できる"#で、

コイル2を)LするZがあります。

MN./をするには、W(のいステッピ

ングモードをします。ただし、で0するように、このF@はqAKがs4される?になります。

./は、$するモータ、./、コイル

2に=します。)./Oで、ステッパ・

モータを./させることがです。

q./をPつけるqの"#は、)に

づいてすることです。この-に

AMIS−3052x Qキットを$できます。 AMIS−3052x Qキッ

トは、オン・セミコンダクターの

Web

サイト

(www.o nsemi.com)

でG¡できます。IJのステップで、

AM IS−3052x EVK

を$してq./を¢める"#

を0します。

ステップ1：

AMIS−3052x

マザーボードからコンデンサ

C3

をvり¦します

(

ASKとレイアウトはグラフィカル・ユーザ・インタフェースにある

)

。このコンデンサは

SLA

ª«をフィルタリングします。q=アプリケーションではこのコンデンサをTすることがされますが、このコンデンサは aAの)に¬Uをぼすので、aはv り¦しておきます。

ステップ

2 ：Qキットのセットアップを®しま

す(

Qキット

に¯°の

V±

をk

))。

(しい./を$していること(Z なF@はWXの8に²Y)、および(しいステッパ・モータを$していることを3Cします。

ステップ

4 ： CLR

ピンを1A³して、デジタルをクリアします。

ステップ

5 ：コイル2とステッピング・モードを

<)します (

コントロール・レジスタ

0)

。ステップ6：

SLA Transparency (SLA ?;Q )

を

Transparent ( ?;モード )

に<)し、モータ

・ドライバを´µにします

(

コントロール

・レジスタ

2)

。

ステップ7：

NXT

ª«を²Yします。

NXT

9oSを

にさいHに<)します。 BEMF

が

$%しないように､AK¶をにゆっく

りAKさせるZがあります。

ステップ8：

V

マイクロステッピング<を.みvる

(

3)

"#で､オフセットが/りされていないことを3Cします。

AMIS−3052x Qキットのグラフィカ

ル・ユーザ・インタフェース

(GUI)

にある

Check SLA Output (SLA

のチェック

)

を´µにすると、この/をZ·に®

できます

(Figure 13

をk)

)

。このチェックをうF@、オフセットが/りされていると、

(

3

を.みしたときに)マイクロステッピング<

が[\でされます。

Figure 13. Check SLA Output

SR3

を.みした、マイクロステッピング<が[\になっているF@は、ステップ

1

に¸ります。

ステップ9：どちらかのコイルでコイル2を) し､

SLA

ピンでを)して、

NXT

ピンをABします。qの"#は、コイル 2ゼロ・クロスの{9でオシロスコープをトリガすることです。

Figure 14

に、

12 V

、

415 mA

のコイル2 で./している

Nidec Servo

ステッパ・モータで)した?をします。ステッピング・モードは、

1/8

マイクロステッピングに<)しました。

コイル2ゼロ・クロスをºします。

NXT

ª«の]Mりエッジ

( ^\の¼

_ )

で、コイル2は0に½)¾されてい

(12)

い。コイル

(

オシロスコープopには

されていない)が Vbat + 0.6 V

にクランプされていることが¿Àです

(Figure 11

をk)

) ｡この、 SLA が 0

にVJすることを3Cできます。これは;}なD

WのÁDです

(Figure 11

をk)

)

。

SLA

が、

PWM

9oSとeじレートでのみY

されることにGCしてください

(

この

?、

SLA にステップが%じる)｡

155us

Latest noticeable step in SLA voltage (SLA voltage approx. 0V).

Figure 14. Define Maximum Operating Speed

NXTª«(^\の¼_)の]Mりエッジか

ら

SLA ( `\の¼_ )

のCGBなqも

aいステップまでの{'によって、q

./が)Lされます。

Figure 14

からわかるように、この{'は

155 m s

です。

$しているステッピング・モードが

1/8

マイクロステッピングで、コイル2ゼロ・クロスがqV

155 m s

をすることをb

(すれば、 NXT

のq9oSは^のようになります。

1

155ms+6450 Hz (eq. 1)

この?、は^のようになります。

6450 Hz

8 +806 FS

sec ^{(eq. 2)}

Figure 15

に､

800 FS/sec (

qにcい H

)

のときの?をします。こので

)された SLA は、ÂきYきの

BEMF (

ゼロ・クロス=~{に)

)

をしています。

(13)

Figure 15. SLA Voltage at 800 Full Steps / sec

SLA Tr ansparency (SLA ? ;

Q

)

を

Not Transparent ( ?; )

に<)した

(

2)

F@、

Figure 16

で

SLA

が½)していることにGCしてくださ

い。

Not Transparent ( ?; )

のF@は

､

SLA

ª«からクランプと;}./がv り!かれ、

BEMF

をより3にすることができます

(Figure 12

もk)

)

。

(14)

Figure 16. SLA Voltage at Maximum Speed in Not Transparent Mode

Figure 16

で、)した

SLA が 2.5 V

であることにGCしてください。Ãに )したが

5 V

にクランプされているF

@は、%された

BEMF

がすぎるB Qがあります｡

SLA Gain (SLA

ゲイン

)

を

1/4

に<)します

(

2) ｡ NXT

9oSが

7 kHz (875 FS/sec)

にMÅしたF@、{に

BEMF

のサンプリングが

すぎて、った

SLA が%じることが

あります

(Figure 17

をk)

)

。その?、コイル2ゼロ・クロスがく=~して、

;} DW

がサンプリングされるため、

SLA がきくなります (Figure 11

もk

) )

。

(15)

Figure 17. Too High Speed Results in Incorrect BEMF Sampling q./がÆ./よりVいF@は、アプ

リケーション・パラメータのÁDをXYしてq.

/をくするZがあります。IJに、B

なdÇをいくつかします。

• Hがさいステッパ・モータをJします｡

•

インダクタンスがさいステッパ・モータをJ

します。このXYをうと、トルクに¬UをぼすことにGCしてください。

•

./をくします。

•

よりさなコイル2をJします。これによりトルクがさくなります。

•

W(がVいステッピング・モードをJします

(

Èえば、

1/8

のÉわりに

1/4

をJ

)

。これによりコイル2ゼロ・クロスの{'がeくなります。

M パラメータのどれもXYするZなく、q

./をきくする"#は、コイル2ゼロ・クロスをeくすることです。この¿bは

AMIS−3062x

でも$されており

(www.onsemi.com

をk)

)

、

Min

Samples (

qサンプルS

)

と4ばれています。*+については、アプリケーション・ノート

AND8371/D

( fg )

をk)してください。

(16)

フル・ステップ・ステッピング・モード

M のすべての0は、ステッピング・モードがフル・ステップに<)されていないF@にのみ´µ です。モータ・ドライバをハード・リセットした

、フル・ステップ・モードはにハーフ・ステップの<のいずれかからまること、つまりどのマイクロステップ<も「コイル2ゼロ・クロス」

にならないことがそのbhです

(Figure 1

もk)

)

。

「コイル2ゼロ・クロス」になるようにステップ<を7.する-でオフセットを/りすこと、つまりこのステッピング・モードで

BEMF

を )できるようにすることはuBです。

ただし、ステッパ・モータをフル・ステップ・モードで./させるとe{に

BEMF を)するこ

とはBです。

AMIS−305xx

のハーフ・ステップ・

ステッピング・モード<)を$して、ステッパ・

モータをフル・ステップ・モードで./させるには、IJのÊiにËってください。

1.

モータ・ドライバをリセットします

2.

コイル2を<)します。ステッピング・モードをjÌ¯きハーフ・ステップに<)します。

3.

モータ・ドライバを´µにします

(

ステッパ・

モータをフル・ステップ<に@わせるZ がある

)

4.

フル・ステップを<)するZが%じるたびに、

2

Íの

NXT

パルスをかつÎいの'k をほとんどlけずにÏしてください

(NXT

ピンのs4をmÐ

)

。

^のKでは、

AMIS−305xx

のステッピング・モードがjÌ¯きハーフ・ステップに<)されているにもかかわらず、ステッパ・モータがフル・ステップ・

モードで./していることがわかります。モータのインダクタンスがÑnきいので、

2

Íの

NXT

パルスの'k

(Figure 18

のºDWをk)

)

とドライバのDaÒはにoい{'であり、この{'でハーフ・ステップ<にÓpすることはÔしてありません。これIq、ステッパ・モータは、フル・ステップ・モードで./します。

(17)

Figure 18. Operating Stepper Motor in Full Step by Using Half Step Stepping Mode X−coil

Y−coil

V_SLA

V_NXT

Apply two NXT−pulses fast after each other.

V_NXT

V_SLA X−coil

Y−coil

The current rise and fall time are too high to reach the half step position. The stepper motor will run in full step.

(18)

高&

ステッパ・モータ・ドライバがÕで./しているF@は、®する

2

Aのサンプリングの'に

SLA

がqJするBQがあります。このF@は、Öま

しくない?になります。このため、

SLA をY

Hに)することがです。

^のオシロスコープopに､このR#をします。

Figure 19. Decrease of SLA-voltage at High Temperature

Between two SLA measurements (= full step positions), the SLA voltage drops because of the high IC temperature. Sampling the SLA voltage too late could result in an incorrect Bemf voltage interpretation.

Kからわかるように、

2

つのフル・ステップ<の

'で SLA がqJしています。マイクロコントロ

ーラまたは

DSP

による

SLA のサンプリングがa

すぎるF@は、

BEMF がって(rされること

になります。YHに

SLA をサンプリングす

ると、Õµ?が?にぼす¬Uはq4で×みます。

PCB <をsTにうと、 SLA qJをtØで

きます。このÙyをÚしてWきい

PCB

ヒートシンクをÜするか、Tヒートシンクを$して

uをパッケージからÝÞすると、ダイÕがVJ

し、

SLA のqJがtØされます。

(19)

SLA電'のサンプリング

Figure 20

に、ÉなアプリケーションASKを

します。

Figure 20. Typical Application Schematic

HV20081114.1 DIR

NXT DO DI CLK

CLR

SLA

AMIS−30521/

100 nF

100 nF 100 nF 100 nF

VDD VBB VBB

VCP CPN

CPP MOTXP MOTXN

MOTYP MOTYN

220 nF R₃

R₂ C₄ C₂ C₃ C₆

C₇

M C₅

TSTO GND

C₈ R₁

+ C₁

CS

ERR 5 4 31 2 3 13 12 6 7

11 9

10 25,26 21,22 15,16 19,20 NCV70521

1, 8

17, 18

23,

24 30 28 29

32 14 27

D1

mC

220 nF 100 mF

V_BAT V_DD

SLA のサンプリングは、マイクロコントロー

ラの

ADC

でします｡フル・ステップごとに

BEMF

を

1

Aサンプリングできるので、いサンプリング

・レートを$するZはありません。

ADC

のW(

は、ßÖする SLA )によってvなりま

す³。

「?;モード」で0したように、

SLA がY

されるのは、コイル2ゼロ・クロス=~のみです

( ?;モードのF@ )

。

SLA をサンプリン

グするときは、この9にwCしてください。また、

ローパス・フィルタ

(R1

と

C8)

によって、)される ª«にaÒが$%します。

?;モードでは SLA が PWM

9oSとeじレートでYされるので、コイル2ゼロ・クロスの'

に、すでに

BEMF

の)を=~しているBQがあります。クランピングDWと;}DWがどれだけà

YするかがわかっているF@ (

「q./」セクションで)L×み

)

、マイクロコントローラはこのY

DWのHに

SLA をサンプリングできます。

あるいは、6をよりZxにするために、マイクロコントローラは^のマイクロステップをá)した/

'に､ SLA をサンプリングすることもできます。

?;モードのF@のように、TのaÒ

⁴をâãするZはありません

(Figure 21

をk)

)

。

?;モードでは､;}./は SLA

ピンにれます。

マイクロコントローラは·にこれを5Bするだけです。

(20)

t I

coil

I

_coil

t

Coil Current Zero Crossing Previous

Microstep

Next Microstep

V

coil

t

VBB+ 0.6V

VBEMF

Nextstep Nextstep

V

SLA

t

Transparent Mode

V

SLA

Not Transparent Mode

Earliest moment to sample in Not Transparent

Easiest moment to sample is at next step .

Earliest moment to sample

(21)

*

IJに、

SLA

ピンの$Èをいくつかします。

これらのÈですフローチャートは、マイクロコントローラのファームウェアの./をしています

(Figure 20

をk)

)

。åæに 1するÈとフローチャートはすべて、0をZy¾し、

SLA

ピンの$"

#をよりçくb(できるようにすることのみを- としています。

モータの駆

Figure 22

に、ステッパ・モータをz.するZ·な

"#をします。このÈでは、まだ

SLA

ピンを$

していません。このアプリケーションに8がèã

されると､マイクロコントローラがr:¾されます｡

この./の、コイル2とステッピング・モードが<)されます。モータ・ドライバが´µになり、

NXT

パルスが{ªされてモータがAKします。タイマは

2

Íの

NXT

パルスの'kを)し、これによってAKがÔまります。b|には、ステッパ・

モータはqまでされるはずですが、åæ では}れていません。ここでは、なしで.できるだけのAKがVいとé)しています。

また、AKはq./よりaくなければなりません

(

「qAK」セクションをk)

)

。

Timer Overflow ? Power Up

Initialize microcontroller

Set Coil Current

Set Stepping Mode Control Register 0

Enable Motor Control Register 2

Send NXT Pulse

Start Timer

Y

N

Figure 22. Simple Motor Control Example M のフローチャートは、ステッパ・モータをz

.するにZ·なÈです。~は®されておらず、ステッパ・モータがAKしているかどうかの3

Cもわれていません。このÈのCKは、qオー

バヘッドでモータをAKさせることだけです。

のでのステッパ・モータのz.はこれより&

になりますが、åæでは0していません。

SLAのサンプリング

Figure 23

のフローチャートに、

1/8

マイクロステッピングでの./{に

SLA をサンプリングする{

:をします。

NXT

パルスを{ªするたびに、コイル2ゼロ・

クロス・フェーズが=~したかどうかをマイクロコントローラがチェックします。=~していたF@、

マイクロコントローラは

SLA がYされると

し、

SLA

ピンのサンプリングをいます。

SLA

ピンをサンプリングするに、TのaÒが¯されます

(

モータ・ドライバDでのYaÒについては、「?;モード」をk)

)

。

(22)

Set Coil Current Set Stepping Mode

Enable Motor

Send NXT Pulse

Start Timer

Y

N If MSP =

(4 OR 36 OR 68 Y

N Delay

Sample SLA−pin Read Microstep

Position

Values only valid for 1/8 micro−stepping See Table 1 for other stepping modes

Status Register 3

Figure 23. Sample SLA Voltage (1/8 Microstepping)

or 100)

M フローチャートのë9は、マイクロステップ

<を.みすZがあることです。この/には {'がかかる

(SPI ª )

ので、q./がs4されます。ZなF@は、マイクロコントローラがW

Xの<)ìをして<Tをうことも

できます。そうすれば

SPI ªはuになります。

ただし、これについてはåæのO¦です。

?;モードを Not Transparent ( ?; )

と

Transparent ( ?; )

のどちらかに<)したF@は、M フローチャートを$できます。ただし、

Transparent ( ?; )

を$するF@、

SLA

ピンのサンプリングのaÒ をvり!くことができます。

Transparent ( ?; )

モードをJするF@、コイル

2ゼロ・クロスに、 SLA

ピンはすでにサンプリングされたBQがあります。これを

Figure 24

にします。コイル2ゼロ・クロスに7した{9で、

SLA

ピンのサンプリングがされます。サンプリング

に、aÒがTされます。このF@は、クランピング・フェーズと;}フェーズが3に=~し、

の

BEMF

がサンプリングされるよう、このaÒ がZです

(Figure 11

と

Figure 21

もk)

)

。

(23)

Enable Motor Driver Transparent Mode

Send NXT Pulse

Start Timer

Y

N If MSP =

(0 OR 32 OR 64 Y

N Delay

Position

Figure 24. Sample SLA Voltage in Transparent Mode

OR 96)

ストールの-.

Figure 25

のフローチャートに､ストール

(Figure 24

にづく

)

のZ·なをします。サンプリングされたSLAがHとÑnされます。サンプリングされた

SLA がHIJのF@は./をí%し

ます。Hは、モータがXhAKしているときに、

サンプリングされた

SLA がHよりくなるよ

うに<)するZがあります。モータがAKしなくなると、

BEMF

がVJしそれにじて

SLA もq

Jするため、ストールをできます。AKがí%

します。

Figure 25

にすフローチャートをしても、お

そらくîïするとmえられます。qrのコイル2 ゼロ・クロス{9で

SLA がすでにサンプリング

されているためです。AKをEするに、

BEMF

で$ðがされ

(

AK¶の

)

、

SLA でもe

Oの./がされます。はストールが$%していないにもかかわらず、これらの$ðがストールを$するBQがあります。qrのフル・ステップの'はストールをスキップするのがq

です。ただし、これはåæのO¦です。

(24)

Enable Motor Transparent Mode

Send NXT Pulse

Start Timer

Y

N If MSP =

(0 OR 32 OR 64 Y

N Delay

Position

SLA below Threshold ?

Y

N

Stop

Figure 25. Simple Stall Detection

OR 96)

SLAチェック

Figure 25

にすフローチャートを$

すると、

(しい"#で

SLA をサンプリングし、Z·なス

トールをできます。この6で$%するB

QがあるñÁのR#はオフセットです。òらかの bhでオフセットが/りされたF@は、どのマイ

クロステップもコイル2ゼロ・クロスにならな

Figure 26

に、このR#にするZ·な(Ô"#を

します。オフセットがされたF@は、.きが

í%します。なアプリケーションでは、マイクロコントローラがó(ô/をするか、R#を õöすることができます。これについてはåæのO

¦です。

(25)

Timer Overflow ?

Power Up

Enable Motor Transparent Mode

Send NXT Pulse

Start Timer

Y

N Y

Delay

Position

SLA below Threshold ?

Y

N

Stop

If MSP MOD Y = 0

MSP = Microstep Position MOD = Remainder of a division

Y = 2 for 1/16 microstepping, 4 for 1/8 microstepping 8 for 1/4 microstepping and 16 for half stepping

If MSP =

N

(0 OR 32 OR 64 OR 96)

(26)

Figure 26

でした"#で

SLA

ピンをサンプリングすると、(しい/'にサンプリングをし、

の

BEMF

を3に)できます。オフセットやストール6yもされます。(しい/'に

SLA

ピンをサンプリングすると、Õµ?は!÷されます

(

「 Õ」をk)

)

。

ADCを0載していないマイクロコントローラ

M フローチャートをするには、

ADC

ø1マイクロコントローラを$するZがあります。

6によっては、このような ADC

はLできません。この6でストールをBにするZ·な"

#は、コンパレータを$することです。

COMP Vdd

R1

R2

IO

Micro−

Controller

GND Vcc

AMIS−305xx

SLA

GND Vdd

Rpull −up

R3

Figure 27. Stall Detection with Comparator

R1

と

R2

でHレベルを<)します。

R3

でノイズに

ÀするトグルをAするヒステリシスをTしま

す。マイクロコントローラはデジタル

IO

ピンをAB することで、

SLA がHをえているかそれI

Jかをチェックできます。

ストールをする"#もeOです。

Figure 26

にすフローチャートとのñÁのいは、

ADC

を

$して

SLA をサンプリングするÉわりに、 IO

ピンのステータスをチェックして、

SLA がH

レベルをえているかそれIJかを)していることです。このデジタル

IO

のステータスがチェックされる/'はeじです。

BXHがZなF@は、

R1

と

R2

をポテンショメータまたはマイクロコントローラでstされるデジタル・ポテンショメータにきûえることができます

(

デジタル・プログラマブル・ポテンショメータとコンパレータについては､

www.onsemi.com

をk)

)

。

R3

はZではありませんが、

SLA

ピンのノイズに

ÀするトグルをAする-でされます。 R3

を$しないF@は、

SLA

ピンにローパス・フィルタをTするZがあります

(Figure 20

もk)

)

。

デジタル

IO

を$すると、マイクロコントローラの

CPU

からを(ÝするL9もýられます。アナログHのサンプリングには、あるI{'がかかる F@があります。デジタル・ピンをABすると

CPU

のはさくなります。

まとめ

AMIS−305xx

の

SLA

ピンをsTに$しないF@、

qのストール、ステップロス、またはトルクs アルゴリズムをしてもになりません。いくつかのZ·なガイドラインにËうことにより、sT かつªQのい"#で

SLA

ピンを$することができます。

9考資:

[1] AMIS−305xx Data Sheet (www.onsemi.com)

;<=>と製?=>

オン・セミコンダクターのやサービスについての*+は、

http://www.onsemi.com

にあるの

Web

サイトにアクセスしてください。

(27)

ON SemiconductorびON SemiconductorのロゴはON SemiconductorというをうSemiconductor Components Industries, LLC しくはそののび/またはのにおけるです。ON Semiconductorは、、、トレードシークレット()とのに!する"を# します。ON Semiconductorの$%/ の&'!(リストについては、*+のリンクからご-いただけます。www.onsemi.com/site/pdf/Patent−Marking.pdf. ON Semiconductorは./なしで、0123の$%の45を 6うことがあります。ON Semiconductorは、いかなる7の8での$%の&9:について#;しておらず、また、お<=の$%において>?の@'や'からAじたBC、

に、DE、FE、GHなIJなどKLのIJに!して、いかなるBCもMうことはできません。お<=は、ON SemiconductorによってNOされたサポートやアプリケーションSTのUVにかかわらず、すべてのWX、YZ、[\:の]^あるいは_の`aをbむ、ON Semiconductor$%を'したお<=の$%とアプリケーションについてK LのBCをMうものとします。ON Semiconductorデータシートやd=1にeされるfg:のある「_」パラメータは、アプリケーションによってはkなることもあり、lm の:gもnFのopにより4qするfg:があります。「_」パラメータをbむすべてのrパラメータは、ご'になるアプリケーションに@じて、お<=のstuvw においてxyz;されるようお{い|します。ON Semiconductorは、そのやそのの"の+、いかなるライセンスも}しません。ON Semiconductor$%は、A~

や、いかなるFDA (%%)クラス3の、FDAがしないにおいてKもしくはのものとyされる、あるいは、へのを!(

としたにおける]%などへの'をしたはされておらず、また、これらを'!(としておりません。お<=が、このようなされたものではない、fされていないアプリケーション'にON Semiconductor$%をまたは'した9、たとえ、ON Semiconductorがその%のまたは$にしてp があったと¡¢されたとしても、そのようなせぬ'、また£fの'に¤した¥¦§から、DE、¨はFEにAじるすべてのクレーム、ª'、IJ、oª、および«¬®などを、

お<=のBCにおいて¯°をお{いいたします。また、ON Semiconductorとその±²、³²、、¤ 、´µ¶に!して、いかなるIJも·えないものとします。

ON Semiconductorは¸' ¹§/º»¼½¸'¡です。この¾®は&'されるあらゆるWの!(となっており、いかなる¿WによってもÀÁすることはできません。

PUBLICATION ORDERING INFORMATION

AND8399/D SLAピンでのBEMFの測定方法

AND8399/D

SLAピンでのBEMFの

にいでストールとステップロスを

AMIS−305xx

/ (SLA)

BEMF (Back Electro Magnetic Force

) を !するをします。

SLA

SLA

BEMF を)するためにモータ・ド

BEMF

2

4

BEMF を 4

BEMF を 4

4

BEMF のサ

BEMF の(しい (

1)

SLA

SLA

AMIS−305xx

7

4

APPLICATION NOTE

(

2)

BEMF の(しいHが SLA

AMIS−305xx

しないと

$%

Figure 5

$%するかをします。

にXYするときにGCするZがあることをし

BEMF のサンプリングをわな

SLA

BEMF のったHが

(Figure 5

)

7

Table 1

(AMIS−305xx

3

)

SLA

Table 1

1/8

SLA をします。

(Figure 7)

2ゼロ・クロス」になっています。 SLA

)されるは、ステッパ・モータのの BEM F をしています。

2 ,-のプロット (Figure 8)

SLA

BEMF をしていません。

(

3)

Table 1

.みされたマイクロステップ<が ( 0)のステッ

)

(Figure 9

) )

(Figure 10

)

SLA はステッパ・モータの の BEMF

SLA

BEMF をす、という 0が 100%

0

(

)

(VBB) + 0.6 V

0

( ;}./ )

BEMF に2しくなります。コイル がモータの BEMF に2しくなるのはこの/

'のみです。

t I

I

t

Coil Current Zero Crossing Previous

Microstep

SLA はステッパ・モータのの BEMF

BEMF に2しくなります。コイルがモータの BEMF に2しくなるのはこの/

;}./が=~するに、^の (

$@のみです｡q=アプリケーションでは､この;

526yの=~{にのみ SLA がYされる

SLA は、にはHのフル・ステップでの

) ｡コイル2ゼロ・クロスの@が

=~するのがすぎるF@は、った BEMF

Hがさい (

2に=します。)./Oで、ステッパ・

AMIS−3052x Qキットを$できます。 AMIS−3052x Qキッ