转自 | 瑞萨嵌入式小百科
电动工具在我们现实生活中无处不在,电动牙刷、电动螺丝刀、剃须刀、空调等都会用到电机控制的方案。
今天就结合就结合瑞萨RL78/G13系列超低功耗单片机给大家讲讲MCU低成本电动工具方案.
电动工具低功耗控制原理
实现低成本电动工具方案,通常是是通过PWM驱动进行电机转速控制,高精度AD实现电机电流采样对电机进行保护,同时采用IO控制开关和AD采样对电池进行充电控制,实现简单的电池充电管理。
低成本RL78/G13系列单片机资源:
1.6V~5.5V宽电压供电;
超低功耗,HALT、STOP、SNOOZE三种模式;
RL78 CPU内核,3段流水线的CISC体系结构,最短指令执行时间:可更改从高速(0.03125μs:高速内部振荡器时钟32MHz运行)到超低速(30.5μs:子系统时钟32.768KHz运行);
Code Flash 16KB~512KB,内置片上调试功能;
自编程,有引导交换功能和闪存屏蔽窗口功能,通过瑞萨的自编程技术,能快速地达成对芯片底层的控制;
Data Flash 4KB~8KB,Back ground operation(BGO)功能可以实现指令运行的同时写Data Flash;
高速内置晶振,精度±1%(VDD=1.8~5.5V,-20℃~+85℃),可选择的频率包括32MHz,24MHz,16MHz,12MHz,8MHz,6MHz,4MHz,3MHz,2MHz,1MHz;
接口丰富,包括UART,I2C,A/D,CMP等;
16bit乘法器,32bit除法器;
丰富的定时器功能;
内置上电复位(POR)和电压检测(LVD)威廉希尔官方网站 ;
内置On-chip BCD校正威廉希尔官方网站 ;
电动工具应用实例框图:
各功能部分概述:
1. 充电和供电部分
1)DC IN为外接电源充电输入,通过充电威廉希尔官方网站 给电池充电;
2)充电威廉希尔官方网站 (Charger)的电压和电流通过R5F100BA的ADC和CMP进行监控。下图中为通过电阻分压检测电池电压(VCC)的示例,VI为MCU的ADC输入,通过R6和R7分压监测电池电压;VE通过IO控制高低电平,当采集电池电压时,VE低电平,当不需要采集电池电压时,VE拉高,R6、R7无电流通过,达到省电目的;
3)当电压或者电流超过限定值时,通过Charger Ctrl的IO关断充电威廉希尔官方网站 ,从而实现对电池的保护;下图中CE为MCU输出IO,可以对充电输入进行关断和打开的控制;下图中CIN为电源输入。
4)当DC IN供电时,除了给电池充电,同时也可以给系统供电;
5)当没有外接电源时,电池直接给系统供电;
6)电池为单节锂电池;
2. 扳机触发器部分
1)Pull-trigger机械部分和内部的滑动电阻器相连,通过扣动扳机的深浅控制转速;
2)滑动电阻器的滑动端接入MCU的AD输入,通过AD判定扳机位置深度;
3. Motor控制部分
1)MCU通过Pull-trigger滑动电阻器的AD采样值来判定扳机深度,从而确定Motor的转速;
2)MCU通过PWM调整不同的占空比输出实现对Motor的速度进行控制;
3)MCU通过AD和CMP对Motor的电流进行检测;
4)下图中为控制威廉希尔官方网站 示例,DO为MCU的PWM输出,II接入MCU的ADC输入,对Motor电流进行检测;
方案的主要内容就分享到这里,如果大家还有什么更好的方案,欢迎大家留言讨论。
审核编辑:汤梓红
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