Askelmoottorien mikroaskellus ei ole uusi tekniikka. Sen käyttöönotto on kuitenkin perinteisesti vaatinut paljon ohjelmointia, suurta pulssitaajuutta ja huolellista virranhallintaa. Toshiba pyrkii nyt muuttamaan asetelman uudella askelmoottoriohjaimellaan, jossa mikroaskelluksen monimutkaisuus on siirretty ohjainpiirin sisälle.
Toshiban uusi TB67S579FTG-ohjain perustuu niin sanottuun Advanced Microstep Technologyyn. Sen keskeinen lupaus ei ole uusi askelmoottorifysiikka, vaan se, että mikroaskelluksen hyödyt saadaan käyttöön huomattavasti pienemmällä määrällä koodia ja yksinkertaisemmalla ohjauksella.
Perinteisesti mikroaskellus vaatii ohjaavalta mikrokontrollerilta sinimuotoisten virta-arvojen laskentaa tai taulukoita sekä kellotaajuuden kasvattamista mikroaskelten määrän mukana. Tämä kuormittaa MCU:ta ja lisää ohjelmiston monimutkaisuutta. Toshiban ratkaisussa mikroaskellus toimii yhdellä kellosignaalilla, kuten täysaskelajossa. Aaltomuoto syntyy automaattisesti ohjainpiirin sisällä.
Uusi Continuous Microstepping -toiminto tuottaa aidosti jatkuvan virranmuodon. Tämä vähentää värinää ja melua erityisesti pienillä pyörimisnopeuksilla. Suunnittelijan näkökulmasta merkittävää on se, ettei resonanssien hallintaa tarvitse enää tehdä ohjelmallisesti.
Toinen keskeinen uudistus on Automatic Wave Generation System. Sen ansiosta moottoria voidaan ajaa ensin täysaskelilla suuren vääntömomentin saavuttamiseksi ja siirtyä sen jälkeen mikroaskellukseen ilman ohjaussignaalien muutoksia. Tämä yksinkertaistaa ohjauslogiikkaa ja nopeuttaa käyttöönottoa.
Active Gain Control 2 -toiminto säätää moottorin virtaa kuorman mukaan. Moottoria ei enää tarvitse mitoittaa jatkuvasti pahimman kuormitustilanteen mukaan. Tämä parantaa hyötysuhdetta, pienentää lämpöhäviöitä ja helpottaa lämpösuunnittelua.
Myös laitesuunnittelu yksinkertaistuu. Ohjain ei vaadi erillisiä virtamittausvastuksia eikä charge pump -kondensaattoria. Yksi moottorisyöttö riittää. Lopputuloksena on pienempi BOM, vähemmän komponentteja ja pienempi piirilevyala.
Kokonaisuutena Toshiban ratkaisu tekee mikroaskelluksesta ominaisuuden, joka voidaan ottaa käyttöön ilman syvällistä moottoriohjauksen optimointia. Suunnittelijan ei tarvitse rakentaa mikroaskellusta itse ohjelmistossa, vaan se saadaan käyttöön suoraan ohjainpiiristä. Tämä alentaa kynnystä käyttää askelmoottoreita kohteissa, joissa hiljaisuus, pehmeä liike ja energiatehokkuus ovat tärkeitä, mutta kehitysaika ja kustannukset rajallisia.
Perinteisillä avaruuslennoilla on aiemmin suoritettu laskentaa yli 20 vuotta vanhalla prosessoritekniikalla, jonka avulla on selvitty sekä Maan kiertoradan että syvän avaruuden laskentatehtävistä. Viime aikoina Maata kiertävät matalan kiertoradan lennot ovat yleistyneet nopeasti, ja niihin riittää säteilynsiedoltaan ja kustannuksiltaan kevyempikin prosessoriratkaisu. Microchip on kehittänyt piirikolmikon, joka täyttää kaikki modernien avaruuslentojen vaatimukset.
