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Comprendre MotorCell

Lors de projets nécessitant des mouvements à grande vitesse dans un format compact, les moteurs brushless traditionnels peuvent s'avérer difficiles à intégrer en raison de leur taille et de leur complexité. C'est pourquoi MotorCell est unique : il combine le rotor, le stator et le variateur dans un seul module ultra-compact.

Dans cet article, nous explorerons la conception du MotorCell, la fonctionnalité du pilote et son intégration dans vos projets.

Qu'est-ce qu'un MotorCell ?

MotorCell est le plus petit moteur PCB haute vitesse sans noyau, doté de bobinages PCB plans et d'un contrôle sans capteur intégré, éliminant ainsi le besoin de capteurs supplémentaires ! En intégrant tout dans un seul module, il offre une solution compacte et compacte aux fabricants et développeurs travaillant sur des applications nécessitant un contrôle moteur haute vitesse.

Conçu pour les applications à faible couple et à grande vitesse, MotorCell prend en charge le contrôle de vitesse basé sur PWM et fonctionne de manière transparente avec la bibliothèque MotorCell, qui comprend un contrôle PID prédéfini pour CodeCell et d'autres appareils basés sur ESP32.

Comment fonctionne MotorCell ?

Son stator est constitué d'une carte FR4 à 6 couches, avec 6 enroulements en cuivre connectés en étoile. Ce moteur est ainsi un moteur sans balais triphasé à flux axial. Ce type de moteur nécessite une alimentation spécifique pour générer une forme d'onde de commutation et faire tourner le rotor magnétique situé au-dessus.

C'est pourquoi MotorCell utilise également la puce BD67173NUX comme contrôleur de force contre-électromotrice triphasée, permettant une commutation sans capteur, donc sans capteurs à effet Hall. Ce driver permet de régler la vitesse via le rapport cyclique PWM du signal d'entrée, avec une résolution d'environ 1 000 tr/min. La broche IN est par défaut à l'état bas, ce qui fait tourner le moteur à sa vitesse maximale lorsqu'elle est activée (2,5 V–5 V).

Si le moteur est forcé de s'arrêter, il entre dans un mode de protection de verrouillage de 5 secondes, qui peut être instantanément réinitialisé lorsque PWM est réglé sur 0 % et redémarré - ceci est automatiquement géré par la fonction Spin de la bibliothèque MotorCell.

Caractéristiques principales

  • Ultra-compact et sans arbre : avec un rotor en aluminium fin de 3,3 mm, le MotorCell permet une fixation par pression directe sur les dents du rotor.
  • Performances à grande vitesse : tourne jusqu'à 30 000 tr/min à vide.
  • Durable et léger : Le rotor intègre quatre aimants à arc, une plaque arrière en fer pour améliorer le champ magnétique et des roulements à billes hybrides en céramique.
  • Intégration PCB : La conception ouverte du stator PCB permet l'intégration dans un PCB, permettant une meilleure personnalisation.
  • Fonctionnement sans capteur : réduit les composants et la taille, ce qui facilite la configuration.
  • Contrôle de vitesse et rétroaction PWM : fournit un retour de vitesse via la broche OUT.

Notes importantes

  • MotorCell est conçu pour des charges légères . La vitesse diminue avec la charge. Charge maximale en rotation : 12 g pour un rayon de 18 mm.
  • Attention à grande vitesse : gardez les mains éloignées des pièces mobiles et portez des lunettes de protection.
  • Résistance de rappel de la broche OUT : La bibliothèque MotorCell active automatiquement une résistance de rappel interne sur la broche OUT. Si vous utilisez un autre microcontrôleur, assurez-vous que la résistance de rappel reste activée ou ajoutez-en une externe.
  • Démontage et manipulation : MotorCell est doté de pièces usinées avec précision, ultra-compactes et faciles à perdre. Lors du remontage, il est recommandé de serrer l'arbre boulonné à 0,15 Nm.
  • Précautions de soudage : Le fer à souder peut être attiré par les aimants du rotor ; manipulez-le avec précaution.
  • Pièces imprimées en 3D à ajustement serré : recommandées Diamètre intérieur : 16,4 mm à 16,6 mm, selon les tolérances de l'imprimante 3D. Les pièces peuvent être ajustées par pression ou fixées avec de la superglue.

Stator ouvert

Nous sommes convaincus que l'avantage majeur des moteurs PCB réside dans leur intégration transparente à l'électronique, éliminant ainsi le recours à des PCB supplémentaires. C'est pourquoi nous avons simplifié l'intégration directe du stator dans votre PCB personnalisé grâce à sa conception open source (disponible ici) .

Cependant, la construction d'un rotor à grande vitesse reste un défi complexe. Pour plus de simplicité, vous pouvez acheter le rotor séparément, ce qui vous permet d'ajouter facilement un moteur PCB à votre carte pour une conception plus compacte tout en garantissant une configuration de rotor fiable !

Configuration de votre MotorCell

Connexion de votre MotorCell

  • IN : entrée PWM 10 kHz-50 kHz pour le contrôle de la vitesse (ou connexion à VDD pour la pleine vitesse)
  • OUT : Retour de fréquence de vitesse (nécessite une résistance de rappel si elle n'est pas implémentée via un logiciel)
  • FR : Contrôle de direction optionnel (connexion à VDD, GND ou contrôle avec GPIO)
  • GND : connexion à la terre
  • VDD : Entrée d'alimentation (2,5 V–5 V)

Installation de la bibliothèque MotorCell

Pour démarrer avec Arduino :

  1. Ouvrez l' IDE Arduino .
  2. Accédez à Sketch > Inclure la bibliothèque > Gérer les bibliothèques .
  3. Recherchez « MotorCell » et installez-le.

Conclusion

Avec la bibliothèque MotorCell installée, vous pouvez facilement contrôler la vitesse, la direction et surveiller son régime, expliqué plus en détail dans nos autres tutoriels.

Prêt à expérimenter ? Procurez-vous un MotorCell dès aujourd'hui et consultez le dépôt GitHub MotorCell pour plus d'exemples de code et de documentation technique !


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