Микроконтроллер AT32 обеспечивает решения для управления двигателями в стиральных машинах

Микроконтроллер AT32F421 от компании Artery Technology играет критическую роль в управлении двигателями для современных умных стиральных машин, удовлетворяя требования по точности, эффективности и безопасности. В эпоху стремительного развития технологий Интернета вещей (IoT) и искусственного интеллекта (ИИ), стиральные машины становятся всё более интеллектуальными, приобретая такие функции, как автоматическая настройка режима стирки, улучшенная энергоэффективность, увеличенная загрузка и снижение уровня шума. Эти новые возможности значительно повышают комфорт и удобство для пользователей, но одновременно требуют продвинутых решений для управления электродвигателями и оптимизации работы всех систем устройства.

Микроконтроллер AT32F421, благодаря своей продвинутой архитектуре, интегрирует несколько ключевых функций для управления двигателями стиральных машин. Он поддерживает точные алгоритмы управления, такие как векторное управление (FOC) и управление BLDC, что позволяет достичь высокой производительности и плавности работы двигателя. Эти методы обеспечивают точное управление моментом и скоростью двигателя, что критически важно для таких задач, как плавное вращение барабана, управление различными режимами стирки и оптимизация нагрузки в зависимости от типа и количества белья. В условиях, когда двигатели должны быстро переключаться между различными режимами и поддерживать стабильную работу при минимальном энергопотреблении, AT32F421 обеспечивает высокую эффективность и надежность.

Одна из ключевых задач в современных стиральных машинах — это оптимизация энергопотребления. В рамках глобального тренда на улучшение энергоэффективности бытовых приборов, микроконтроллеры играют важную роль в снижении энергозатрат без ущерба для производительности. AT32F421 оснащён функциями для управления питанием и энергосбережением, которые минимизируют потери энергии во время работы двигателя, а также позволяют эффективно регулировать энергопотребление в режиме ожидания. Это особенно важно в умных стиральных машинах, которые подключены к IoT-сетям и могут находиться в режиме ожидания, ожидая удалённых команд или анализируя данные, поступающие от сенсоров.

Помимо энергоэффективности, микроконтроллер AT32F421 также способствует уменьшению уровня шума и вибрации. Точная настройка и управление двигателем позволяют обеспечить более тихую работу стиральной машины, что делает её более комфортной для использования в домашних условиях. Это особенно важно для современных пользователей, которые часто располагают бытовую технику вблизи жилых помещений и требуют минимизации шума во время её работы.

Также стоит отметить, что AT32F421 поддерживает функции обеспечения безопасности, что особенно важно для бытовой техники, соответствующей стандартам, таким как IEC 60730. Микроконтроллер способен автоматически диагностировать неисправности и отклонения в работе двигателя, тем самым предотвращая потенциальные аварии и продлевая срок службы устройства. Для умных стиральных машин, которые всё чаще оснащаются функциями ИИ, это становится особенно актуальным, так как надёжная и безопасная работа электроники напрямую влияет на репутацию производителя и доверие потребителей.

Высокая производительность и энергоэффективность

Серия микроконтроллеров AT32, в частности AT32F421, разработана для обеспечения высокой производительности и точности управления двигателями в умных бытовых приборах, таких как стиральные машины, скутеры и другие устройства. Основанная на архитектуре Cortex-M4, эта серия приходит на смену старым решениям на основе Cortex-M0/M3 и работает на частоте до 120 МГц. Она включает 64 кБ флэш-памяти и 16 кБ ОЗУ, что обеспечивает точное выполнение сложных алгоритмов управления двигателем, таких как FOC (Field-Oriented Control). Это повышает стабильность работы двигателя, улучшает энергоэффективность и повышает функциональность стиральных машин.

Встроенный 12-битный АЦП со скоростью 2 Msps и временем преобразования 0,5 мкс делает AT32F421 идеальным для систем управления на основе драйверов с одним шунтом, обеспечивая плавную и точную работу стиральных машин.

Прямое управление двигателем: повышение производительности

AT32F421 поддерживает технологию Direct Drive (прямой привод), при которой двигатель соединен с барабаном стиральной машины без использования ремней или шестерней. Этот подход позволяет значительно повысить энергоэффективность, снизить шум и улучшить отклик двигателя. Технология прямого привода также увеличивает срок службы машины и позволяет производителям стиральных машин увеличивать вместимость барабана без увеличения общего размера устройства, что особенно ценно для компактных жилых пространств.

Инновационные алгоритмы управления и функции безопасности

Продвинутый алгоритм управления в режиме глубокого ослабления поля обеспечивает плавные переходы скоростей при отжиме, уменьшая шум и вибрацию, что делает работу машины более комфортной. Микроконтроллер также поддерживает интеллектуальные функции, такие как автоматическое взвешивание загрузки и определение уровня воды, что помогает оптимизировать потребление воды и электроэнергии в зависимости от размера загрузки, повышая качество стирки.

Ключевой функцией безопасности является обнаружение дисбаланса. Микроконтроллер автоматически обнаруживает неравномерную загрузку во время отжима и корректирует программу, предотвращая избыточные вибрации и повышая стабильность работы стиральной машины.

Комплексная экосистема для разработки

Компания Artery предлагает обширную экосистему для разработки двигателей, которая предоставляет разработчикам инструменты и библиотеки для работы с различными методами управления, такими как управление полем (FOC — Field-Oriented Control) и управление бесщеточными двигателями постоянного тока (BLDC — Brushless DC Motor Control). Эти методы особенно востребованы в современных умных бытовых приборах, где требуется высокая точность и энергоэффективность управления электродвигателями. Экосистема Artery помогает ускорить процесс разработки, предоставляя готовые решения и алгоритмы для оптимизации управления, что сокращает время вывода продуктов на рынок и снижает затраты на разработку.

FOC (векторное управление) представляет собой продвинутый метод управления двигателями, который позволяет управлять моментом и скоростью вращения двигателя с высокой точностью. Он широко используется в высокопроизводительных приложениях благодаря своим преимуществам в управлении синхронными двигателями с постоянными магнитами (PMSM) и асинхронными двигателями.

Технология управления BLDC, с другой стороны, обеспечивает бесконтактное управление двигателями постоянного тока, что делает их более долговечными и энергоэффективными, так как отсутствует трение щеток. Artery предлагает готовые библиотеки и инструменты для реализации этих методов, что значительно облегчает процесс разработки и настройку систем управления.

Микроконтроллеры серии AT32 от Artery также соответствуют международным стандартам функциональной безопасности, таким как IEC 60730. Этот стандарт является обязательным для бытовых приборов, так как он направлен на обеспечение безопасности при эксплуатации устройств. Соответствие требованиям функциональной безопасности означает, что устройства, построенные на микроконтроллерах AT32, способны автоматически диагностировать и исправлять ошибки, возникающие в ходе работы, тем самым предотвращая потенциальные аварии или неисправности.

Поддержка программной библиотеки Class B в микроконтроллерах AT32 также является важным преимуществом для производителей бытовой техники. Программная библиотека Class B включает инструменты и алгоритмы для самодиагностики и тестирования оборудования, позволяя устройствам проходить обязательные тесты на соответствие стандартам безопасности. Это помогает разработчикам быстрее и проще интегрировать решения, которые соответствуют строгим требованиям безопасности рынка бытовой техники.