Trinamic創(chuàng)始人：跨越設(shè)計鴻溝，打造高性能產(chǎn)品體驗

作為全球領(lǐng)先的步進(jìn)電機及運動控制供應(yīng)商TRINAMIC ，一直深耕運動控制系統(tǒng)的研究，可以為產(chǎn)品提供低功耗、低噪音、緊湊的多軸設(shè)計，依托強大IC驅(qū)動器功能，可實時通信、伺服控制等等。為此，電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯采訪了Trinamic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Michael Randt。
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Trinamic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Michael Randt表示，“現(xiàn)今的開發(fā)工程師都面臨愈來愈大的壓力，產(chǎn)品開發(fā)周期要縮短，同時新產(chǎn)品推向市場要更快速。為此，我們特意開發(fā)了一新系列的驅(qū)動器，幫助他們縮短開發(fā)時間，簡化開發(fā)過程?！?/p>

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撰文、組稿/Duke； liuyong@elecfans.com
（原創(chuàng)稿件，轉(zhuǎn)載請注明來自Elecfans.com）

在人類生活環(huán)境中，由于各方面的自動化趨勢引發(fā)了運動控制系統(tǒng)爆炸式增長，小型電機變得無處不在。面對越來越復(fù)雜的運動系統(tǒng)，產(chǎn)品開發(fā)人員很難做一個面面俱到的專家，由此也給設(shè)計者帶來一道鴻溝。
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作為全球領(lǐng)先的步進(jìn)電機及運動控制供應(yīng)商TRINAMIC ，一直深耕運動控制系統(tǒng)的研究，可以為產(chǎn)品提供低功耗、低噪音、緊湊的多軸設(shè)計，依托強大IC驅(qū)動器功能，可實時通信、伺服控制等等。為此，電子發(fā)燒友網(wǎng)編輯采訪了Trinamic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Michael Randt。
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Trinamic創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Michael Randt表示，“現(xiàn)今的開發(fā)工程師都面臨愈來愈大的壓力，產(chǎn)品開發(fā)周期要縮短，同時新產(chǎn)品推向市場要更快速。為此，我們特意開發(fā)了一新系列的驅(qū)動器，幫助他們縮短開發(fā)時間，簡化開發(fā)過程?！?br /> ?

依托stealthChop?技術(shù)，有效消除噪音

在電機低速運行時會產(chǎn)生一種磁致伸縮現(xiàn)象，并出現(xiàn)一種人耳可聽見的高音調(diào)噪聲，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的體驗度。對此，Michael 表示，基于電流反饋，芯片采用電壓載波調(diào)制使得電流波最小化，可以使產(chǎn)品噪音在10dB以下水平，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的電流控制。這種方式改進(jìn)了電壓模式并將其與電流控制相結(jié)合，讓系統(tǒng)自主適應(yīng)電機和工作電壓。
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據(jù)透露，這樣的控制方式配備了stealthChop?的電機驅(qū)動器，將最低功耗與電流波形結(jié)合在一起，使其接近模擬信號，節(jié)省了額外費用。

Michael 指出，基于這樣的特性，可以在諸如3D打印、桌面制造設(shè)備和個人醫(yī)療設(shè)備等不可接受噪聲的場景中應(yīng)用。其實這樣異常安靜的電機控制，配備了高分辨率DAC，允許每全步最多256個微步，從而實現(xiàn)最平穩(wěn)和最安靜的操作和定位，從最簡單的使用步驟和方向驅(qū)動，到完全功能化的cDrivers等大量組建都已經(jīng)配合了stealthChop?。
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由于stealthChop?技術(shù)在3D打印中被廣泛應(yīng)用，因此很多組件的設(shè)計也與現(xiàn)有3D打印機電子設(shè)備兼容，省去了重新設(shè)計所產(chǎn)生的昂貴費用。
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比如，Trinamic最近推出的TMC2208-LA和TMC2224-LA，內(nèi)含集成的MOSFET和優(yōu)化的功率控制器，可實現(xiàn)最高均值1.2A、無噪音、正弦波的相電流控制。這兩個組件的設(shè)計皆以易于應(yīng)用為目的。TMC2208-LA是最容易使用的單片步進(jìn)電機驅(qū)動器之一，輸出電流高達(dá)1.2A（均值），配備了stealthChop?和256微步/全步的分辨率，可實現(xiàn)完全無噪聲操作。
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驅(qū)動IC設(shè)計，優(yōu)化3D打印缺陷

在技術(shù)的生命周期中，電子愛好者的熱情和大眾市場之間總是存在一條鴻溝。在cDriver 微系統(tǒng)上，開發(fā)了一系列的產(chǎn)品能夠?qū)⑦@兩者無縫橋接，而且能讓后續(xù)系列的開發(fā)變得更加容易。

考慮到產(chǎn)品設(shè)計時對工程師來說時間是非常緊湊的。Michael 談到，Trinamic產(chǎn)品集成驅(qū)動器能以最小的開銷獲得高性能運動系統(tǒng)，驅(qū)動IC設(shè)計極為緊湊，性價比高。
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因為3D打印的核心是運動控制系統(tǒng)，而當(dāng)前基于Trinamic產(chǎn)品能控制4個以上的電機，與當(dāng)前市場主流相比，優(yōu)化了一些小的缺陷，并通過創(chuàng)新參考設(shè)計和參考代碼很好的進(jìn)行解決。

另外，打印質(zhì)量很大程度取決于驅(qū)動器的精度，通過微步進(jìn)行操作和精確的電流調(diào)節(jié)，就算不用改變機械，也能讓步進(jìn)電機的精度得到顯著提高。
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由于分辨率增加使得計算負(fù)荷也不成比例地增加，因此對軟件提出了更高的要求，同時還增加了軟件開發(fā)的效率和復(fù)雜性。Michael 表示，通過cDriver 步進(jìn)電機驅(qū)動器提供集成的專用運動控制硬件解決了這些問題，這些組件減輕了處理器實時關(guān)鍵人物的斜坡技術(shù)和步進(jìn)脈沖，讓電動機控制更順暢、分辨率更高，同時縮短開發(fā)時間。
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伴隨著3D打印已經(jīng)逐漸開始進(jìn)入消費類市場，因此成本變得非常敏感，成本組件、開關(guān)、控制電子器件到必要的布線，推動總成本增加?？商峁┕δ芗蓽p少BOM，利用電機本身作為傳感器能取代開關(guān)，使得精度更高，同時也提高了可靠性。
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為嵌入式伺服控制領(lǐng)域，提供精確定位

在過去十年中，伺服電機已經(jīng)從主要的有刷類型發(fā)展到電子換向無刷電機，而大多的高性能伺服器通常配有磁場定向控制，使用高分辨位置優(yōu)化電機轉(zhuǎn)矩。當(dāng)發(fā)生不可預(yù)估的情況或中斷從而需要精確定位時，伺服控制總能體現(xiàn)其優(yōu)勢，這尤其適用于機器人等對電驅(qū)動器有較高定位要求的應(yīng)用。
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那么完美的控制究竟是怎樣的？Michael談到，當(dāng)電機控制技術(shù)成為人體的一部分時，對元件尺寸和控制系統(tǒng)可靠性的要求會大大地增加。Trinamic先進(jìn)的微系統(tǒng)可轉(zhuǎn)化物理運動中的數(shù)碼信息，開放源代碼的參考設(shè)計降低了設(shè)計風(fēng)險并加快開發(fā)過程。
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另外，Trinamic提供EtherCAT技術(shù)，這是一種高性能、低成本、且易于使用的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，具有靈活的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是目前最快的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，也能與納秒精度同步。EtherCAT處理幀的獨特方式使其成為最快的工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)，沒有技術(shù)可以超越他的帶寬利用率或相應(yīng)性能。

此外，EtherCAT網(wǎng)絡(luò)能支持多大65535個設(shè)備，而不對其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行限制：線路、總線、樹狀、星形或其任意組合，包含了步進(jìn)和方向輸出，可控制步進(jìn)電機及硬件磁場定位控制器。
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世健系統(tǒng)（香港）有限公司產(chǎn)品市場部副總監(jiān)鄭舒達(dá)指出，“世健早在2011年便已經(jīng)與TRINAMIC公司簽訂了代理協(xié)議，雙方多年來一直保持著緊密而友好的合作關(guān)系。作為一家致力于步進(jìn)電機及運動控制領(lǐng)域研發(fā)和生產(chǎn)的德國公司，TRINAMIC具備了德國人嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和精益求精的做事風(fēng)格。TRINAMIC在產(chǎn)品上的專注以及產(chǎn)品的優(yōu)越性能已經(jīng)為其贏得了源源不斷的客戶，積累了良好的聲譽。其產(chǎn)品穩(wěn)定、精準(zhǔn)和可靠等卓越性能得到了市場的普遍認(rèn)可，并在多個領(lǐng)域得以應(yīng)用?！?/p>

并舉例道，“TRINAMIC已經(jīng)獲得了ISO9001質(zhì)量保證體系和ISO13485醫(yī)療器材質(zhì)量管理系統(tǒng)認(rèn)證，其產(chǎn)品能應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，充分說明了其產(chǎn)品的精準(zhǔn)性和可靠性。TRINAMIC產(chǎn)品的優(yōu)秀特性獲得了客戶很高的滿意度，我們世健也一直對其十分欣賞。目前雙方已經(jīng)在中國的3D打印機、安防和醫(yī)療等市場領(lǐng)域創(chuàng)造了不錯的成績 ，未來我們相信與TRINAMIC攜手定能開拓更多不同的市場?！?br /> ?

TRINAMIC依托于幾十年的豐富經(jīng)驗提供的產(chǎn)品代表著“精準(zhǔn)、可靠和高效”，受到了多家全球最具前瞻性的公司青睞。不僅僅是因為其優(yōu)越的產(chǎn)品性能，更是因為專注于運動控制并積累了深厚的應(yīng)用知識和經(jīng)驗，能幫助用戶在其特定領(lǐng)域更快地實現(xiàn)創(chuàng)新。