برامج السوق والحلول
وقد دفعت متطلبات التحكم الإلكتروني في المحركات في الإلكترونيات المنزلية والأسواق الصناعية والسيارات الحاجة إلى MCUs مع الأجهزة الطرفية التحكم في المحركات المتقدمة.
في سوق الأجهزة المنزلية ، هناك حاجة إلى التحكم في المحركات بتحسين الأداء لتلبية معايير التخطيط الحكومية ، مثل برنامج Energy Star التابع لوكالة حماية البيئة الأمريكية ، والذي يشجع على إدخال الأجهزة عالية الأداء. الغسالات هي مجال مهم للتحكم في المحركات عالية الأداء. تعمل آلة الغسالة المباشرة على التخلص من حزام القيادة بين عمود المحرك ومحرض الغسالة ، مما يسمح بأوضاع مختلفة للسرعة والمحرض.
تستهلك الغسالة المصنّعة بالكامل من قبل المصنّع طاقة أقل بنسبة 38٪ ومياه أكثر بنسبة 17٪ من الغسالة التقليدية. تقوم وحدة التحكم في المحرك MCU بضبط قوة المحرك وفقًا لكمية ونوع الغسيل. ومع ذلك ، لا يزال مستخدمو الأجهزة المنزلية حساسين لسعر الشراء الأولي ، لذلك يجب على المصنعين تقليل تكاليف التطوير والإنتاج بشكل مستمر بحيث يمكن قبول المزيد من الأجهزة المتقدمة من قبل المزيد من المستهلكين.
في الأجهزة المنزلية ، تعمل وحدات MCU ذات 8 بت التي تم تصميمها خصيصًا لتطبيقات التحكم في المحركات منخفضة التكلفة على دمج الميزات التي تقلل من المكونات الإضافية. مع محرك PWM على اللوحة ، ورصد ساعة آمنة من الفشل وذاكرة فلاش موثوقة للغاية ، تعمل أحدث MCUs على تبسيط تصميم التحكم في محرك الأجهزة المنزلية وتحقيق أهداف منخفضة التكلفة.
في التطبيقات الصناعية ، يمكن أن تقلل تكاليف الطاقة ووقت توقف عمليات التجميع من فوائد الشركة المصنعة. مثال صناعي على كيفية التحكم في تحسينات الأداء الحركي يؤثر بشكل مباشر على الكفاءة والربحية هو استبدال صمام في المضخة الصناعية مع نظام متغير السرعة (VSD) مع MCU.
بالنسبة لمضخة أو مروحة ، يتناسب استهلاك الطاقة مع سرعة المكعب في العمود. عندما يتم تخفيض سرعة العمود بنسبة 10٪ ، يتم تقليل التدفق بنسبة 10٪ ويتم تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 27٪. إذا تم تخفيض السرعة بنسبة 20٪ ، يتم تقليل استهلاك الطاقة بنسبة 49٪. باستخدام التحكم في السرعة المتغيرة MCU بدلاً من صمامات سرعة المحرك الثابتة لتقليل التدفق ، فقد ثبت أن توفير الطاقة بنسبة 25-40٪ يمكن تحقيقه لمضخات الطرد المركزي والمراوح والمراوح في التطبيقات الصناعية.
تعتبر فوائد التطبيقات الصناعية واضحة ، ويعتمد التحكم المتغاير في المحركات ذات السرعة المتغيرة MCU على عوامل أخرى مثل المرونة والموثوقية - وهذه العوامل يمكن أن تتجنب التوقف عن العمل بسبب الأخطاء أو عمليات الإصلاح. توفر وحدات MCU المزودة بالفلاش و EEPROM المرونة اللازمة لحل متطلبات المستخدم الصناعية مع ميزات قابلة لإعادة البرمجة عند الحاجة إلى ترقيات أو متطلبات برنامج التحكم. يوفر MCU مع 16 كيلو بايت من ذاكرة فلاش و 256 BEEPROM ذاكرة كافية في MCU 8 بت لمعالجة العديد من التغييرات التي قد تكون مطلوبة في بيئة صناعية. على نفس القدر من الأهمية ، تستخدم ذاكرة الفلاش Microchip تقنية معالجة وحدة PMOS القابلة للمسح إلكترونيًا والتي تحتوي عادة على وحدة تخزين بيانات قادرة على تحمل 1 مليون دورة مسح / كتابة وبيانات يمكن أن تستمر لأكثر من 40 عامًا.
تتضمن تطبيقات محرك السيارات الحالية استخدام المحركات لفتح وإغلاق النوافذ والأبواب ، ووضع المقاعد. ونظرًا لأن هذه التطبيقات تستخدم بتردد منخفض ، فهي غير حساسة لعدم الكفاءة ، ولكن التطبيقات عالية الاستخدام ، مثل التحكم في بيئة درجة حرارة الركاب ومراوح المحرك ، تستمر في استهلاك طاقة محدودة من السيارة. تسمح وحدة التحكم في المحرك MCU بمروحة التحكم البيئي بالعمل بسرعة تحافظ على درجة حرارة مريحة ، وبالتالي تقليل الضوضاء وتقليل استهلاك الطاقة.
في العديد من الحالات ، يجب توصيل وحدة التحكم في المحرك MCU بشبكة السيارة باستخدام شبكة منطقة التحكم (CAN) أو شبكة اتصال محلية (LAN). للإلكترونيات الجسم ، يتم الآن استخدام بروتوكولات LIN منخفضة التكلفة لتقليل التكلفة الإجمالية للنظام. في بعض عائلات MCU ، يمكن العثور على وحدة USART تدعم LIN 1.2 ، إلى جانب الاستيقاظ التلقائي وكشف باود عند بداية التشغيل.
عندما تصبح خوارزميات التحكم أكثر تعقيدًا في جميع قطاعات السوق ، يرتفع أداء أجهزة التحكم في المحركات الرقمية من MCU إلى مستوى DSP. توفر أجهزة التحكم في الإشارات الرقمية (DSCs) تقنية MCU تتسم بالأداء العالي وبأسعار معقولة ، وبتصميم هندسي مناسب ، لتصاميم تحكم أكثر تطوراً في المحركات ، بما في ذلك التصميمات ذات التحكم في ناقلات الأمراض. تعمل DSC بسرعة تصل إلى 30 MIPS ، مع ملحقات مدمجة مخصصة للذاكرة المحمولة والتحكم في المحرك حتى 144 كيلوبايت لتطبيقات التحكم الحركي الأكثر تقدمًا والجديدة. مع التحكم الإلكتروني في المحركات القائم على DSP و DSC ، لا تعمل أجهزة التحكم في صناعة الأجهزة المنزلية والسيارات بشكل أكثر كفاءة فحسب ، بل توفر المزيد من الوظائف ، كما أنها أكثر تكلفة.
