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May 28, 2023

Se você é um comprador ativo em sites de RC, encontrará pequenos motores com especificações de centenas de watts e pesando apenas alguns gramas, como este. Infelizmente, seus controladores de motor complementares são projetados para acioná-los em alta velocidade, o que significa que só podemos atingir a especificação de potência de “520 watts” operando em uma configuração de velocidade máxima e torque mínimo. Claro, essa configuração é adequada para entusiastas de aviões RC e multicópteros, mas para os roboticistas que desejam acionar esses motores bldc em uma configuração de baixa velocidade e alto torque, as pesquisas não dão certo.

Os dias na poeira estão chegando ao fim! [Cameron] tem trabalhado arduamente em um controlador de circuito fechado de baixo custo para a comunidade robótica que pegará um motor de avião BLDC convencional e o transformará em um servo motor de última geração. O melhor de tudo é que o pacote completo custará apenas cerca de US$ 20 em peças – incluindo o sensor de posição!

“Outro controlador de motor BLDC?” você pode pensar. “Certamente, já vi isso antes“. Não tema, leitores fiéis; A solução [de Cameron] fará com que até o mais mal-humorado dos engenheiros sorria. Para começar, ele está fechando o ciclo com um sensor de efeito hall Melexis MLX90363 para localizar a posição do rotor. Basta colar um pequeno ímã no eixo, calibrar o campo magnético com uma revolução e – puf – um codificador selvagem de 14 bits aparecerá! O melhor de tudo é que esta solução custa apenas US$ 5 a US$ 10 em peças.

Em seguida, [Cameron] descobriu um segredo pouco conhecido do ATMEGA32u4, mais conhecido como o chip dentro do Arduino Leonardo. Acontece que o periférico TIMER4 deste chip contém um recurso projetado exclusivamente para controle de motor trifásico sem escova. Saídas PWM complementares são integradas em 3 pares de pinos com tempo morto configurável integrado ao hardware do chip. Finalmente, [Cameron] está pulsando os FETs em 32 Khz limpos - muito além da faixa audível, o que significa que não ouviremos aquele gemido penetrante de 8 Khz que é tão característico dos controladores de motor BLDC baratos.

Curioso? Confira o firmware e o design do driver [de Cameron] nos Githubs.

Claro, existem advertências. A solução de codificador magnético [da Cameron] tem alguns milissegundos de atraso que precisam ser caracterizados. Também precisamos colar um ímã no eixo do nosso motor, que não voará em todos os nossos projetos que tenham grandes restrições de espaço. Finalmente, existe simplesmente a velha física. No mundo real, o torque do motor é diretamente proporcional à corrente, portanto, parar um motor bldc pronto para uso no torque máximo irá queimá-los, já que nenhuma hélice está empurrando ar através deles para resfriá-los. No entanto, o controlador de circuito fechado [de Cameron], finalmente, pode dar à comunidade de robótica caseira a oportunidade de explorar esses limites.