Elettronica di potenza e controllo motori sono gli argomenti principali di questa categoria. Articoli tecnici e progetti di riferimento sulla gestione della potenza (power management) con approfondimenti sugli alimentatori e sulla conversione di potenza. Inoltre troverete applicazioni per il controllo dei motori (motor control) ed il pilotaggio dei motori (motor driver).
Eccoci giunti a un nuovo appuntamento con la rubrica Firmware Reload. Oggetto di questo articolo sono una categoria di motori molto utilizzati in svariate applicazioni. Stiamo parlando dei motori Brushless. I motori Brushless DC generano coppie elevate in rapporto alle dimensioni. I motori Brushless DC, noti anche come BLDC, stanno rapidamente crescendo di popolarità e sono impiegati in diversi campi come quello dell’automazione industriale anche a livello di strumentazione, automobilistico, medico, aerospaziale, degli elettrodomestici e consumer. Come suggerisce il nome, non sono dotati di spazzole ma sono controllati elettronicamente. Hanno molti vantaggi rispetto ai motori a spazzole, solo alcuni …
Vediamo in questo articolo della rubrica Firmware Reload una breve trattazione sugli alimentatori switching di tipo flyback e sulla questione dell’isolamento tra ingresso e uscita. La conversione della tensione di rete in una tensione continua utilizzabile da un apparato elettronico può avvenire tramite un trasformatore di rete a 50 Hz, oppure per mezzo di uno switching collegato direttamente alla rete, e perciò denominato in inglese, off-line. Un requisito essenziale per tutti gli alimentatori è l’isolamento galvanico tra l’uscita e la rete elettrica: se non ci fosse l’isolamento galvanico tra la rete elettrica e la massa della presa, toccando contemporaneamente …
Oggigiorno la presenza dei motori brushless DC in molte applicazioni ha portato i produttori di semiconduttori alla realizzazione di dispositivi dedicati al loro controllo per permetterne una più facile gestione. La Texas Instruments risponde a tale richiesta mediante gli integrati appartenenti alla famiglia C2000, rendendo disponibili sia piattaforme hardware che librerie software per uno sviluppo rapido. INTRODUZIONE I vincoli economici e molti nuovi standard pongono requisiti sempre più stringenti sui sistemi elettronici. Le nuove generazioni di apparecchi devono avere parametri di prestazione più elevati, come una migliore efficienza ma anche una maggiore riduzione delle interferenze elettromagnetiche. La flessibilità del …
In questo articolo analizzeremo gli Z8 Encore!, in particolare come pilotare i motori brushless attraverso questi microcontrollori. Introduzione Lo Zilog Z8 Encore! è un microcontrollore a 8 bit prodotto da Zilog (Figura 1 e 3) e basato sulla popolare architettura Z8. Lo Z8 Encore! offre un ampio spettro di caratteristiche per l’uso in sistemi embedded. La più evidente è la presenza di tre canali DMA per leggere, ad esempio, da tre convertitori analogico-digitale (ADC). Caratteristiche del microcontrollore (variabili a seconda del modello): alimentazione a 3,3 Volt, DRAM da 256 byte, frequenza di clock di 20 MHz, memoria flash integrata …
Questo articolo introduce il componente Si3402 della Silicon Labs, si tratta di un regolatore a commutazione in grado di implementare per un dispositivo la funzionalità di Power-over-Ethernet, ossia la possibilità di ricavare alimentazione attraverso il cavo Ethernet. Il Si3402 è uno dei più completi regolatori switching in ambito industriale, conforme alla IEEE 802.3, in grado di implementare un’interfaccia PoE PD (Power-over-Ethernet Powered Device) e fornire un segnale PWM per la regolazione di tensione. Grazie a questo componente la Silicon Labs è arrivata a definire nuovi standard in termini di integrazione, riduzione del BOM, efficienza e affidabilità. Grazie al Si3402 …
In questo articolo per la rubrica Firmware Reload analizziamo un’applicazione con microprocessori AVR ATmega32M1 per motori DC brushless. I motori brushless sono idealmente derivati dai motori in DC con il proposito di eliminare il collettore a lamelle e quindi le spazzole. Esistono due tipi di motore brushless: DC o trapezoidali; AC o sinusoidali. In un motore in DC a spazzole l’avvolgimento rotorico (indotto) è alimentato dall’esterno attraverso le spazzole e le lamelle di collettore. La rotazione del rotore determina lo spostamento relativo delle spazzole sul collettore e la conseguente alimentazione delle spire opportune. Il collettore a lamelle insieme alle …
Risparmiare energia nelle case può contribuire a proteggere l’ambiente, ma soprattutto ha un effetto diretto sulle bollette elettriche. I frigoriferi sono alimentati 24 ore al giorno, 7 giorni alla settimana, ed è quindi essenziale che siano disponibili alimentatori a commutazione efficienti per questi elettrodomestici. Nel caso degli alimentatori switching per frigoriferi, l’efficienza in presenza di carico leggero è fonte di grande preoccupazione, dal momento che per la maggior parte del tempo le loro porte restano chiuse. Per poter ridurre gli sprechi, la richiesta dei fabbricanti di frigoriferi di alta gamma riguarda un’efficienza degli alimentatori switching superiore al 90%, con …
InstaSPIN-FOC è l’innovativa tecnologia per il controllo dei motori introdotta da Texas Instruments. Disponibile su diversi microcontrollori della famiglia C2000 Piccolo, questa soluzione rivoluzionaria consente di realizzare applicazioni per il controllo di motori in brevissimo tempo, riducendo drasticamente il numero di componenti esterni richiesti. Grazie alla soluzione InstaSPIN-FOC di Texas Instruments, i progettisti di sistemi e applicazioni per il controllo motori si possono ora concentrare maggiormente sulla personalizzazione e sulla differenziazione dei propri progetti, risparmiando sul tempo (settimane o addirittura mesi) richiesto dal tuning dei tradizionali sistemi di controllo. Con InstaSPIN- FOC (acronimo di Field Oriented Control, ovvero sistema di …
La nuova linea di microprocessori Fujitsu a 32 bit nata per applicazioni automotive e industriali, grazie alla ricca dotazione di periferiche, consente il facile raggiungimento di prestazioni straordinarie. In questo articolo vedremo una delle applicazioni perfettamente efficaci con la potenza di calcolo e la dotazione di periferiche abbinate ai nuovi processori Fujitsu della serie MB91460. Questa nuova serie, basata su tecnologia flash da 0.18 um, consente operazioni fino a 100 MHz e dispone di capacità di memoria di programma da 288 kb a 2 Mb. L’equipaggiamento interno va dal CAN bus all’I2C bus, vari canali DMA, RTC, UART, ADC, …
ABB, azienda leader che offre soluzioni all'avanguardia nel settore dell'automazione industriale, del power e della smart energy, ha raggiunto un traguardo significativo nella sua trasformazione in una società tecnologica globale decentralizzata, con il completamento della cessione ad Hitachi dell'80,1% del suo business Power Grids. I proventi netti della transazione verranno restituiti agli azionisti. ABB è un partner a lungo termine di Hitachi e inizialmente manterrà una partecipazione del 19,9% nella joint venture che opererà come Hitachi ABB Power Grids con sede in Svizzera. La joint venture è leader mondiale nell'ambito dei sistemi energetici e del power, con un fatturato …
Analizziamo in questo articolo le soluzioni integrate ad elevata efficienza per il condizionamento della potenza in applicazioni con elevata tensione di ingresso (fino a 65 V) e basso carico di uscita. Le automobili moderne sono caratterizzate dalla presenza di diversi sistemi elettronici. Questi servono non soltanto alla gestione e controllo del veicolo ma anche all’assistenza alla guida e frenata (si pensi ai sistemi EBS - Electronic Braking Systems ed EPS - Electric Power Steering) o al condizionamento e ventilazione dell’abitacolo (Heating Ventilation & Air Conditioning - HVAC). Possono, inoltre, essere usati per scopi di navigazione (mediante soluzioni basate su …
Valutare la resa termica di un regolatore DC/DC POL (Point-Of-Load) solo tramite la sua efficienza di conversione è sconsigliabile. La scelta degli induttori, dei condensatori e del layout della scheda, oltre all’abilità del progettista di sistemi, costituiscono altri fattori essenziali. Molti considerano l’efficienza di conversione di un regolatore di commutazione DC/DC un criterio importante per definirne le prestazioni. Il valore di efficienza è un dato misurato, indicato in una scheda tecnica, rappresentato graficamente per un range di tensioni e correnti e confrontato quando il progettista di sistemi cerca di scegliere tra varie soluzioni offerte da fornitori diversi. I progettisti analogici e gli ingegneri di applicazioni analogiche cercano in tutti i modi di raggiungere un’efficienza elevata (termine relativo ma, diciamo, …
E' uscito il nuovo numero della rivista tecnica Firmware 2.0. Il focus di questo mese è dedicato al settore Power/Motor e Robotics. All'interno troverete articoli tecnici su moduli di potenza, dispositivi Wide Band Gap, droni e normativa, come costruire il vostro primo quadricottero, patrolling robot con Arduino, l'intelligenza artificiale e i robot, computer vision, progetti DIY e molto altro. Il download della rivista è disponibile nei formati PDF, ePub e mobi. Un approccio adattivo in un mondo che cambia Le soluzioni basate su tecnologie robotiche adottate in molteplici contesti e segmenti di mercato diversificati sono in crescita esponenziale. Insieme …
In questo articolo analizziamo un’applicazione con microprocessori AVR ATmega32M1 per motori DC brushless. I motori brushless sono idealmente derivati dai motori in DC con il proposito di eliminare il collettore a lamelle e quindi le spazzole. Esistono due tipi di motore brushless: DC o trapezoidali, AC o sinusoidali. In un motore in DC a spazzole, l’avvolgimento rotorico (indotto) è alimentato dall’esterno attraverso le spazzole e le lamelle di collettore. La rotazione del rotore determina lo spostamento relativo delle spazzole sul collettore e la conseguente alimentazione delle spire opportune. Il collettore a lamelle insieme alle spazzole funge da commutatore automatico dell’alimentazione sugli avvolgimenti …
I sistemi di alimentazione odierni per le infrastrutture di comunicazione e informatiche devono supportare elevati carichi di corrente a causa di FPGA, ASIC e microprocessori sempre più affamati di potenza. Per alimentare questi circuiti ad alta corrente, i produttori di apparecchiature spesso fanno affidamento su soluzioni di alimentazione discrete che possono risultare complicate ed ingombranti ed avere limitazioni significative sulla potenza in uscita. Una soluzione a questo problema è rappresentata dai moduli di potenza. In questo articolo andremo a vedere il perchè, in determinati casi, i moduli di potenza sono da preferire rispetto a implementazioni discrete e offriremo una …
Il controllo e l’azionamento delle parti in movimento è da sempre stata una delle branche più accattivanti a cui un appassionato di elettronica possa avvicinarsi. Nell’articolo che segue ne esamineremo in dettaglio una delle ultime evoluzioni, il “FOC” o “Field Oriented Control”. L’interesse per questa tipologia di controlli nasce principalmente dal vedere “il movimento” di qualcosa, che senza il nostro intervento sarebbe rimasto inanimato, a maggior ragione se l’oggetto in questione viene controllato secondo le nostre esigenze. La storia dei controlli dei motori elettrici è inevitabilmente connessa all’evoluzione che ha caratterizzato gli attuatori elettromeccanici. In passato il motore in …
Per i dispositivi che possono essere utilizzati nell'ambito della tecnologia IoT, la possibilità di poter ottenere connessioni wireless low power è uno dei principali obiettivi di una progettazione efficace. Le applicazioni wireless si stanno orientando verso bassi consumi, efficienza energetica, dimensioni compatte e costi ridotti. Se a ciò si aggiunge anche la possibilità di un dispositivo di poter operare in un’ampio range di applicazioni a bassa potenza e di configurare le impostazioni di alimentazione, le funzionalità si espandono ulteriormente. E’ in questo contesto che si colloca il modulo Rigado R41Z. Nell’articolo tratteremo il convertitore DC-DC integrato e le modalità …
Lo sviluppo di dispositivi a semiconduttori di potenza con tecnologia SiC (carburo di silicio) e GaN (nitruro di gallio) è legato principalmente all'aumento della domanda di energia rinnovabile, all’elettrificazione del gruppo propulsore nei sistemi automotive ed alla crescente richiesta di miniaturizzazione delle dimensioni ed aumentata efficienza dei dispositivi nelle applicazioni di power management. Inoltre, l’espansione applicativa dei semiconduttori Wide Band Gap nel settore dell’elettronica di potenza, in particolare in quelli che sono i segmenti high power e alta temperatura, è rafforzata dalla crescita esponenziale del mercato dei semiconduttori SiC e GaN, anche in seguito all’implementazione di protocolli di comunicazione …
In questo articolo analizziamo le principali caratteristiche di un motore con encoder e alcune possibili configurazioni per la sua gestione. Il motore elettrico, così come l’alternatore, è composto da: statore rotore Questi componenti generano un campo magnetico, in alcuni casi anche grazie all’uso di magneti. La divisione tipica avviene tra motori in corrente continua (CC) e in corrente alternata (CA). Tuttavia, questa non è una classificazione estremamente precisa, poiché esistono motori costruttivamente simili ai CC che possono essere alimentati anche in CA, chiamati motori universali. Diverse distinzioni si possono fare in base ad altri riferimenti: per esempio, la distinzione …
Un dilemma che interessa tutti coloro che vogliono realizzare un progetto elettronico portatile è senza dubbio l'alimentazione. In commercio abbiamo differenti soluzioni che possono fare al nostro caso, tuttavia è bene ragionare sulla durata, la versatilità, il costo e l'efficacia. Le batterie LiPo rappresentano l'eccellenza come scelta per avere un'alimentazione efficace, sicura e duratura per una soluzione portatile. La domanda che segue a corredo di solito è questa: come posso ricaricarle? Le batterie LiPo non possono essere caricate con alimentatori standard: ne serve uno ben specifico. Il TP4056 risponde non solo a questa necessità, ma anche quella di offrire …
Sul nostro pianeta non viene usata ovunque la stessa tensione per le nostre case ed uffici. In diversi paesi, Italia inclusa, si utilizza la 220V, in altri la 110V. Le ragioni che stanno dietro a questa "scelta" sono tutt'altro che istituzionali o tecniche, ma puramente storiche. Dobbiamo tornare indietro quasi 300 anni fa per capirne i motivi e te li racconto in questo video!
I servomotori, seppur piccoli, racchiudono un potenziale enorme: senza di loro non esisterebbero i robot industriali e non potremmo creare robot dalle sembianze umane. Alla base di qualsiasi robot umanoide e dei robot industriali per le catene di montaggio, c'è sempre questo piccolo componente elettronico. Non solo: possiamo usarli per la realizzazione di protesi. Nonostante la loro grandezza e utilità, i servomotori sono davvero complessi e richiedono diversi passi per poter essere usati nella loro totalità.
Ebbene sì, la conversione di veicoli a motore endotermico non si limita solo alle automobili, alle moto o alle biciclette: gli aerei sono una nuova frontiera di questo settore. Cè di più: oltre alle aziende che realizzano prototipi nuovi, c'è qualcuno che ha voluto metterci del suo, seppur piccolo. In questo video parliamo di aeroplani elettrici fatti "in casa", in particolare parleremo di un piccolo aeroplano elettrico sviluppato da un entusiasta del settore!
Emanuele Bonanni
30 Novembre 2019
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Grandi cambiamenti in Elettronica Open Source, un nuovo progetto e tanto entusiasmo! Tutto cambia e tutto si trasforma, è la legge della natura ed al tempo stesso condizione necessaria per innovare e rinnovarsi. Dopo anni di esperienza, mesi di sperimentazione e giornate intere di costruzione e ri-costruzione, siamo pronti a passare ad un livello successivo. Abbiamo rinnovato la rivista Firmware, realizzando un nuovo progetto denominato Firmware 2.0. Una rivista di Elettronica Embedded e Semiconduttori che include anche una parte dedicata ai Maker, la maker zone appunto. Quindi avete inglobato EOS-Book in Firmware? Si, da un certo punto di vista …
Se c’è una cosa che ti lascia in eredità il corso di elettromagnetismo è che i campi magnetici sono antipatici. Quelli elettrici sono facili: basta tirare un po’ di freccette e grosso modo si capisce che forma avrà il campo totale o da che parte si muoveranno le cariche. I campi magnetici tirano dentro i rotori e la regola della mano destra; devi iniziare a ragionare in termini di vettori entranti o uscenti dalla pagina e via di questo passo. Ma la presenza dei rotori nelle equazioni di campo magnetico, oltre a introdurre complessità, introduce anche possibilità. Costruire campi magnetici …
