Toshiba semplifica il prototipaggio del controllo di motori DC doppi

Il prototipaggio di piccoli attuatori automobilistici richiede spesso microcontrollori, stadi di potenza e circuiti di protezione separati, aumentando tempi di sviluppo e attività di validazione. Una nuova scheda di valutazione basata su un dispositivo di controllo motore integrato riunisce queste funzioni su un’unica piattaforma. Toshiba Electronics Europe, in collaborazione con MIKROE, ha introdotto la scheda SmartMCD™ TB9M001FTG con questo obiettivo.

Un approccio integrato per gli attuatori veicolari più comuni
La piattaforma è destinata ai sistemi di carrozzeria e comfort, come alzacristalli elettrici, tetti apribili, tergicristalli e meccanismi di regolazione dei sedili. Queste applicazioni utilizzano tipicamente motori DC a spazzole che devono funzionare in modo affidabile su ampi intervalli di temperatura e con condizioni di alimentazione variabili.

Al centro della scheda si trova il dispositivo SmartMCD TB9M001FTG di Toshiba, progettato per sistemi embedded automotive. È qualificato AEC-Q100 Grade 1 e supporta requisiti di sistema ASIL-A, in linea con le aspettative di sicurezza per molte funzioni non legate al powertrain. I meccanismi di protezione includono il rilevamento di sovracorrente sui driver lato basso e lato alto, oltre al monitoraggio di sovratensione, sottotensione e sovratemperatura.

Microcontrollore, memoria e diagnostica in un unico chip
Il controller motore integra un microcontrollore basato su core Arm^® Cortex^®-M0, riducendo la necessità di un MCU esterno nelle fasi iniziali di progettazione. La memoria on-chip comprende 192 KB di Flash, 16 KB di RAM e ulteriori 16 KB di Flash dati. Tutti i blocchi di memoria utilizzano codici di correzione d’errore con correzione di errore singolo e rilevamento di errore doppio (SEC/DED), contribuendo agli obiettivi di copertura diagnostica nei progetti orientati alla sicurezza.

Questo livello di integrazione consente di prototipare sia gli algoritmi di controllo motore sia le strategie di monitoraggio della sicurezza sullo stesso hardware.

Pilotaggio bidirezionale tramite relè
Per l’azionamento, lo SmartMCD integra quattro driver per relè lato basso. Questi consentono il controllo avanti/indietro di due motori DC a spazzole tramite relè unipolari a doppio scambio (SPDT), una topologia ancora diffusa nei moduli attuatori automotive sensibili ai costi.

Sono inoltre presenti due driver lato alto per alimentare carichi esterni a 5 V e 12 V, come sensori o elettroniche ausiliarie. Un transceiver LIN integrato consente la comunicazione con le reti di bordo, mentre il sistema di gestione dell’alimentazione integrato genera tutte le tensioni interne necessarie direttamente dalla batteria del veicolo, semplificando la progettazione dell’alimentazione a livello di scheda.

Risorse di bordo per una validazione rapida
La scheda SmartMCD TB9M001FTG misura 130 mm × 73 mm e include i circuiti necessari per il controllo motore e le prove funzionali. Diversi GPIO sono accessibili e configurabili tramite ponticelli, permettendo l’adattamento a differenti sensori, interruttori o segnali di feedback durante i test.

Un debugger integrato compatibile con lo standard di emulazione CMSIS-DAP consente il caricamento del firmware e il debug in tempo reale senza strumenti esterni aggiuntivi. Questa configurazione permette di passare dallo sviluppo iniziale del firmware ai test motore in hardware-in-the-loop sulla stessa piattaforma, riducendo i cicli di validazione iniziali per i moduli attuatori automotive.

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