MKУ 40

Внимание! В настоящее время данное изделие не поставляется из-за отсутствия комплектующих

Контроллер МКУ40 предназначен для использования в качестве универсальной встраиваемой, высокопроизводительной системы прямого цифрового управления статическими преобразователями частоты и системами вторичного стабилизированного и автономного питания. Контроллер проектировался как полнофункциональная замена контроллеру МК17.3 и соответствует его габаритным и присоединительным размерам, периферии управления силовыми преобразователями и информационным интерфейсам связи контроллера МК17.3, однако при этом максимально полно использует отечественную элементную базу, в том числе последние отечественные разработки микропроцессорных систем (ARM микроконтроллер НИИЭТ К1921ВК01Т (рабочее название МС01, NT32M4F1) – 100МГц, 1 МБ flash-памяти, 192 КБ ОЗУ фирмы ОАО «НИИЭТ»). В настоящее время абсолютно все компоненты на контроллере — отечественные или произведенные в странах таможенного союза. Контроллер имеет два гальванически развязанных (изоляция 500В) интерфейса CAN и два гальванически развязанных (изоляция 500В) интерфейса RS-485. Контроллер обеспечивает прямой интерфейс с силовыми ключами преобразователей (открытый коллектор), поддерживая режимы синусоидальной и векторной широтно-импульсной модуляции для мостовых инверторов, а также прямой интерфейс с датчиками положения: импульсными, аналоговыми датчиками на элементах Холла, используя для обработки сигналов аппаратные возможности микроконтроллера (модуль захвата).

Функциональная схема контроллера МКУ40

В таблице приведена карта сигналов контроллера МКУ40

Назначение	Количество
Дискретные входы/выходы:
Выходы ШИМ формата открытый коллектор	12
Входы аппаратных аварий формата открытый коллектор с аппаратным блокированием ШИМ	6
Входы аппаратных аварий формата открытый коллектор для программной обработки	2
Дискретный вход/выход разъема расширения (GPIO микроконтроллера не буферированный)	7
Интерфейс с ДПР формата «дифференциальный приемник»	3
Интерфейс для эмулятора JTAG 20-ти контактный (ARM стандарт)	1
Аналоговые входы в формате:
+/-5В	6
0-5В	10
Встроенный в микроконтроллер датчик температуры	1

Контроллер разработан на заказ и в виде, описанном на сайте, не поставляется. Однако по запросу мы готовы разработать аналогичный контроллер по необходимому ТЗ. Также может быть заключен договор на поставку необходимых модулей программного обеспечения в исходных кодах на языке Си с документацией. Для данного микроконтроллера (НИИЭТ К1921ВК01Т) имеются следующие программные модули:

Драйвер CANopen (стек) с поддержкой PDO (асинхронные, динамический мэппинг 8 на прием 8 на передачу), expedited SDO, heartbeat, словарь объектов с типами данных 8,16,32 разряда целые и float. Дополнительно можно приобрести ПО для персонального компьютера — редактор словарей объектов для данного драйвера (COODEdit) и оболочку верхнего уровня (UniCON), осуществляющую параметрирование, конфигурирование, осциллографирование данных посредством работы в сети CANopen с данным драйвером.
Модуль цифрового осциллографа, работающего совместно с драйвером CANOpen. Осциллограф позволяет записывать до четырех осциллограмм из 255 точек каждая одновременно в памяти микроконтроллера с частотой дискретизации до 80кГц. Переменные для осциллографирования выбираются пользователем из любых параметров словаря объектов CANopen. После записи осциллограммы она может быть скачана и отображена на экране компьютера при помощи ПО UniCON.
Библиотека целочисленных вычислений в формате 8.24 (8 бит на целую часть, 24 на дробную). Включает такие фукнции как: синус, косинус, операцию деления, умножения, atan2, квадратный корень и другие, необходимые для реализации цифровой системы управления электродвигателями и источниками питания. Библиотека сделана для наиболее простой миграции с аналогичной библиотеки IQmath от Texas Instruments.
Библиотека цифрового управления электродвигателями и источниками питания. На базе библиотеки целочисленных вычислений реализует такие программные модули, как ПИД-регулятор, цифровой фильтр первого порядка, фазные и координатные преобразования (в англоязычной литературе известные как park и clarke), блок кривой U/f, задатчик интенсивности и другие модули.
Модуль векторной ШИМ для шестиключевого инвертора напряжения — шестисекторная, двенадцатисекторная со сменой частоты ШИМ и величины мертвого времени во время работы «на лету».
Модуль обработки датчика положения ротора типа энкодер. Определяет частоту вращения и положение вала. Динамически переключает диапазоны измерения для обеспечения наилучшего соотношения «частота дискретизации по уровню/частота дискретизации по времени» для разных частот вращения вала.
Модуль обработки датчика положения на дискретных элементах холла (три элемента под 120 градусов). Модуль определяет частоту вращения и угловое положение — на низкой частоте с точностью до 60 электрических градусов, на высокой частоте вращения включается модуль линейной экстраполяции, делая изменение «измеряемого» углового положение линейным и бесступенчатым.
Модуль АЦП для измерения всех аналоговых каналов контроллера с фиксированной частотой по выбору пользователя и сохранением данных в массиве программным путем. DMA не задействуется.
Драйвер MODBUS RTU для интерфейсов RS485. Поддерживаются операции чтения, записи регистров с любыми адресами из словаря объектов, а также чтение/запись бинарных переменных coils. Поддерживается групповое чтение объектов (групповая запись не поддерживается). Ограничение максимальной скорости передачи на уровне 38400 бит/с.
Драйвер для работы с энергонезависимой пользовательской flash памятью микроконтроллера К1921ВК01Т. Позволяет производить побайтовое чтение/запись по любым адресам памяти. Для экономии износа флеш-памяти использует интеллектуальное постраничное кеширование данных.
Драйвер для работы с часами реального времени микроконтроллера К1921ВК01Т.
Демонстрационное программное обеспечение, включающее сразу несколько описанных выше модулей для скалярного или векторного управления синхронным или асинхронным электродвигателем (по заказу).
Симулятор синхронного или асинхронного электродвигателя, модель которого в виде обобщенной машины вычисляется непосредственно в микроконтроллере. Удобен для отладки алгоритмов управления электродвигателем «на столе» с безболезненным переносом их на реальное оборудование.

Все программное обеспечение может поставляться как для среды разработки IAR EWARM версии 6.3 и выше, так и для Eclipse Luna (проверено с компилятором GCC 4.8.3 из пакета Mentor Graphics Sourcery CodeBench Lite Edition версии arm-2014.05-28-arm-none-eabi).

Документация

Руководство пользователя на микроконтроллер МКУ40 (техническое описание) PDF

3D-модели и чертежи STP STL DWG