作為全球領(lǐng)先的步進(jìn)電機(jī)及運(yùn)動(dòng)控制供應(yīng)商TRINAMIC ，一直深耕運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，可以為產(chǎn)品提供低功耗、低噪音、緊湊的多軸設(shè)計(jì)，依托強(qiáng)大IC驅(qū)動(dòng)器功能，可實(shí)時(shí)通信、伺服控制等等。為此，電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯采訪了Trinamic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官M(fèi)ichael Randt。
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Trinamic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官M(fèi)ichael Randt表示，“現(xiàn)今的開(kāi)發(fā)工程師都面臨愈來(lái)愈大的壓力，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期要縮短，同時(shí)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)要更快速。為此，我們特意開(kāi)發(fā)了一新系列的驅(qū)動(dòng)器，幫助他們縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程。”

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撰文、組稿/Duke； [email protected]
（原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自Elecfans.com）

在人類生活環(huán)境中，由于各方面的自動(dòng)化趨勢(shì)引發(fā)了運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)爆炸式增長(zhǎng)，小型電機(jī)變得無(wú)處不在。面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員很難做一個(gè)面面俱到的專家，由此也給設(shè)計(jì)者帶來(lái)一道鴻溝。
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作為全球領(lǐng)先的步進(jìn)電機(jī)及運(yùn)動(dòng)控制供應(yīng)商TRINAMIC ，一直深耕運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究，可以為產(chǎn)品提供低功耗、低噪音、緊湊的多軸設(shè)計(jì)，依托強(qiáng)大IC驅(qū)動(dòng)器功能，可實(shí)時(shí)通信、伺服控制等等。為此，電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯采訪了Trinamic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官M(fèi)ichael Randt。
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Trinamic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官M(fèi)ichael Randt表示，“現(xiàn)今的開(kāi)發(fā)工程師都面臨愈來(lái)愈大的壓力，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期要縮短，同時(shí)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)要更快速。為此，我們特意開(kāi)發(fā)了一新系列的驅(qū)動(dòng)器，幫助他們縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程?！?br /> ?

依托stealthChop?技術(shù)，有效消除噪音

在電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種磁致伸縮現(xiàn)象，并出現(xiàn)一種人耳可聽(tīng)見(jiàn)的高音調(diào)噪聲，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的體驗(yàn)度。對(duì)此，Michael 表示，基于電流反饋，芯片采用電壓載波調(diào)制使得電流波最小化，可以使產(chǎn)品噪音在10dB以下水平，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的電流控制。這種方式改進(jìn)了電壓模式并將其與電流控制相結(jié)合，讓系統(tǒng)自主適應(yīng)電機(jī)和工作電壓。
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據(jù)透露，這樣的控制方式配備了stealthChop?的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，將最低功耗與電流波形結(jié)合在一起，使其接近模擬信號(hào)，節(jié)省了額外費(fèi)用。

Michael 指出，基于這樣的特性，可以在諸如3D打印、桌面制造設(shè)備和個(gè)人醫(yī)療設(shè)備等不可接受噪聲的場(chǎng)景中應(yīng)用。其實(shí)這樣異常安靜的電機(jī)控制，配備了高分辨率DAC，允許每全步最多256個(gè)微步，從而實(shí)現(xiàn)最平穩(wěn)和最安靜的操作和定位，從最簡(jiǎn)單的使用步驟和方向驅(qū)動(dòng)，到完全功能化的cDrivers等大量組建都已經(jīng)配合了stealthChop?。
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由于stealthChop?技術(shù)在3D打印中被廣泛應(yīng)用，因此很多組件的設(shè)計(jì)也與現(xiàn)有3D打印機(jī)電子設(shè)備兼容，省去了重新設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的昂貴費(fèi)用。
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比如，Trinamic最近推出的TMC2208-LA和TMC2224-LA，內(nèi)含集成的MOSFET和優(yōu)化的功率控制器，可實(shí)現(xiàn)最高均值1.2A、無(wú)噪音、正弦波的相電流控制。這兩個(gè)組件的設(shè)計(jì)皆以易于應(yīng)用為目的。TMC2208-LA是最容易使用的單片步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之一，輸出電流高達(dá)1.2A（均值），配備了stealthChop?和256微步/全步的分辨率，可實(shí)現(xiàn)完全無(wú)噪聲操作。
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驅(qū)動(dòng)IC設(shè)計(jì)，優(yōu)化3D打印缺陷

在技術(shù)的生命周期中，電子愛(ài)好者的熱情和大眾市場(chǎng)之間總是存在一條鴻溝。在cDriver 微系統(tǒng)上，開(kāi)發(fā)了一系列的產(chǎn)品能夠?qū)⑦@兩者無(wú)縫橋接，而且能讓后續(xù)系列的開(kāi)發(fā)變得更加容易。

考慮到產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)工程師來(lái)說(shuō)時(shí)間是非常緊湊的。Michael 談到，Trinamic產(chǎn)品集成驅(qū)動(dòng)器能以最小的開(kāi)銷獲得高性能運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)IC設(shè)計(jì)極為緊湊，性價(jià)比高。
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因?yàn)?D打印的核心是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，而當(dāng)前基于Trinamic產(chǎn)品能控制4個(gè)以上的電機(jī)，與當(dāng)前市場(chǎng)主流相比，優(yōu)化了一些小的缺陷，并通過(guò)創(chuàng)新參考設(shè)計(jì)和參考代碼很好的進(jìn)行解決。

另外，打印質(zhì)量很大程度取決于驅(qū)動(dòng)器的精度，通過(guò)微步進(jìn)行操作和精確的電流調(diào)節(jié)，就算不用改變機(jī)械，也能讓步進(jìn)電機(jī)的精度得到顯著提高。
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由于分辨率增加使得計(jì)算負(fù)荷也不成比例地增加，因此對(duì)軟件提出了更高的要求，同時(shí)還增加了軟件開(kāi)發(fā)的效率和復(fù)雜性。Michael 表示，通過(guò)cDriver 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供集成的專用運(yùn)動(dòng)控制硬件解決了這些問(wèn)題，這些組件減輕了處理器實(shí)時(shí)關(guān)鍵人物的斜坡技術(shù)和步進(jìn)脈沖，讓電動(dòng)機(jī)控制更順暢、分辨率更高，同時(shí)縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。
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伴隨著3D打印已經(jīng)逐漸開(kāi)始進(jìn)入消費(fèi)類市場(chǎng)，因此成本變得非常敏感，成本組件、開(kāi)關(guān)、控制電子器件到必要的布線，推動(dòng)總成本增加。可提供功能集成減少BOM，利用電機(jī)本身作為傳感器能取代開(kāi)關(guān)，使得精度更高，同時(shí)也提高了可靠性。
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為嵌入式伺服控制領(lǐng)域，提供精確定位

在過(guò)去十年中，伺服電機(jī)已經(jīng)從主要的有刷類型發(fā)展到電子換向無(wú)刷電機(jī)，而大多的高性能伺服器通常配有磁場(chǎng)定向控制，使用高分辨位置優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)矩。當(dāng)發(fā)生不可預(yù)估的情況或中斷從而需要精確定位時(shí)，伺服控制總能體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)，這尤其適用于機(jī)器人等對(duì)電驅(qū)動(dòng)器有較高定位要求的應(yīng)用。
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那么完美的控制究竟是怎樣的？Michael談到，當(dāng)電機(jī)控制技術(shù)成為人體的一部分時(shí)，對(duì)元件尺寸和控制系統(tǒng)可靠性的要求會(huì)大大地增加。Trinamic先進(jìn)的微系統(tǒng)可轉(zhuǎn)化物理運(yùn)動(dòng)中的數(shù)碼信息，開(kāi)放源代碼的參考設(shè)計(jì)降低了設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)并加快開(kāi)發(fā)過(guò)程。
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另外，Trinamic提供EtherCAT技術(shù)，這是一種高性能、低成本、且易于使用的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，具有靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是目前最快的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，也能與納秒精度同步。EtherCAT處理幀的獨(dú)特方式使其成為最快的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，沒(méi)有技術(shù)可以超越他的帶寬利用率或相應(yīng)性能。

此外，EtherCAT網(wǎng)絡(luò)能支持多大65535個(gè)設(shè)備，而不對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行限制：線路、總線、樹(shù)狀、星形或其任意組合，包含了步進(jìn)和方向輸出，可控制步進(jìn)電機(jī)及硬件磁場(chǎng)定位控制器。
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世健系統(tǒng)（香港）有限公司產(chǎn)品市場(chǎng)部副總監(jiān)鄭舒達(dá)指出，“世健早在2011年便已經(jīng)與TRINAMIC公司簽訂了代理協(xié)議，雙方多年來(lái)一直保持著緊密而友好的合作關(guān)系。作為一家致力于步進(jìn)電機(jī)及運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域研發(fā)和生產(chǎn)的德國(guó)公司，TRINAMIC具備了德國(guó)人嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和精益求精的做事風(fēng)格。TRINAMIC在產(chǎn)品上的專注以及產(chǎn)品的優(yōu)越性能已經(jīng)為其贏得了源源不斷的客戶，積累了良好的聲譽(yù)。其產(chǎn)品穩(wěn)定、精準(zhǔn)和可靠等卓越性能得到了市場(chǎng)的普遍認(rèn)可，并在多個(gè)領(lǐng)域得以應(yīng)用?！?/p>

并舉例道，“TRINAMIC已經(jīng)獲得了ISO9001質(zhì)量保證體系和ISO13485醫(yī)療器材質(zhì)量管理系統(tǒng)認(rèn)證，其產(chǎn)品能應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，充分說(shuō)明了其產(chǎn)品的精準(zhǔn)性和可靠性。TRINAMIC產(chǎn)品的優(yōu)秀特性獲得了客戶很高的滿意度，我們世健也一直對(duì)其十分欣賞。目前雙方已經(jīng)在中國(guó)的3D打印機(jī)、安防和醫(yī)療等市場(chǎng)領(lǐng)域創(chuàng)造了不錯(cuò)的成績(jī) ，未來(lái)我們相信與TRINAMIC攜手定能開(kāi)拓更多不同的市場(chǎng)。”
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TRINAMIC依托于幾十年的豐富經(jīng)驗(yàn)提供的產(chǎn)品代表著“精準(zhǔn)、可靠和高效”，受到了多家全球最具前瞻性的公司青睞。不僅僅是因?yàn)槠鋬?yōu)越的產(chǎn)品性能，更是因?yàn)閷Ｗ⒂谶\(yùn)動(dòng)控制并積累了深厚的應(yīng)用知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，能幫助用戶在其特定領(lǐng)域更快地實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。