Freescale Semiconductor Präzisions-Ventil-Controller

Freescale Semiconductor hat zwei Ventil-Controller-SoCs für die Steuerung von Hydraulik- und Pneumatik-Systemen auf den Markt gebracht. Die Bausteine zeichnen sich durch eine präzise Strommessung, SPI-Schnittstelle und ausgeklügelte Managementfunktionen für die Funktionale Sicherheit aus.

Bei den neuen SB0410/SB0800-SoCs von Freescale handelt es sich um analoge Single-Chip-Controller, die bis zu acht Ventile gleichzeitig kontrollieren, Strom regeln und Motoren ansteuern können. Die Bausteine eignen sich für Lasten mit hohem Anlaufstrom und ermöglichen eine Ansteuerung mit hoher Frequenz (bis zu 5 kHz). Zu den Zielanwendungen zählen unter anderem Hydraulik- und Pneumatik-Systeme, Sauerstoffkonzentratoren, Medizintechnik, 3D-Drucker, Getränkeautomaten, Landmaschinen, Industrieanlagen und Bewässerungssysteme.

An ein Netzwerk angeschlossen, tragen die integrierten, speziell für raue Umgebungen konzipierten SoCs zu einem sicheren Internet von morgen bei - ihre Diagnosefunktionen sind für eine vorbeugende Wartung wie geschaffen. Die Betreiber von industriellen, medizintechnischen und landwirtschaftlichen Applikationen wissen so, wo und wann ein Service erforderlich wird. Dank der integrierten Diagnosefunktionen können die Controller auch schlechte Verbindungen, hohe Temperaturen oder andere Sicherheitsaspekte erkennen und dann automatisch eine Abschaltung vornehmen.

Die Bausteine beinhalten sowohl Funktionen für Motorpumpen als auch für Ventilsteuerungen. Dank des hohen Integrationsgrads sind die SoCs laut Unternehmensangabe nicht nur deutlich kleiner als Konkurrenzlösungen, die auf diskreten Produkten basieren, sie sparen auch Kosten, und die Entwicklung vereinfacht sich. Will man den Strom für die Steuerung der Ventile in hydraulischen Netzen mit diskreten Lösungen genau erfassen, so muss man aufgrund der unterschiedlichen Widerstands- und Kapazitätstoleranzen Zeit aufbringen für die (wiederholte) Kalibrierung der verschiedenen Endprodukte. Durch den Umstieg von diskreten Bausteinen auf die integrierten Freescale-SoCs können Kunden Zeit und Aufwand in der Softwareentwicklung einsparen, die Entwicklungskosten senken und die Marktreife schneller erreichen.

Alle Funktionen werden über eine einfache SPI-Schnittstelle programmiert, über die der Anwender Steuerungs- und Diagnosefunktionen direkt auf dem Chip ansprechen kann. Der Baustein verfügt über eingebaute Self-Recovery-Funktionen, die Bestandteil der integrierten Überwachungslogik für eine umfangreiche Sicherheitsüberwachung sind.

Weitere Charakteristika:

  • Integrierte Ventiltreiber mit Stromregelung oder PWM-Modus
  • Stromregelung in Echtzeit (ohne Shunt, ohne Operationsverstärker)  
  • Schutz- und Diagnosefunktionen für Ventile  
  • Sicherheit und Robustheit durch sicheren Abschaltmodus
  • Vortreiber für Motorpumpen
  • SPI-Schnittstelle für die Steuerung aller Funktionen
  • Challenger & Windowed Watchdog mit CRC
  • Fehlermanagement (bei Unter-/Überspannung, Übertemperatur, offener Last, Überstrom)

Mit Hilfe des anwenderfreundlichen KITVALVECNTLEVM Evaluationsboard von Freescale lassen sich die wesentlichen Funktionen der SB0410/SB0800-SoCs über eine einfache USB-Verbindung demonstrieren. Referenzdesigns mit integrierter Hard- und Softwareunterstützung für die SB0410/SB0800-Bausteine warten mit »Plug-and-Play«-Funktionalität auf und ermöglichen eine reibungslose Entwicklung von Hydraulik- und Pneumatikapplikationen. Freescale Tower System Boards sollen im Lauf dieses Jahres für die Evaluation durch Kunden zur Verfügung stehen. Die Produktbezeichnungen lauten TWR-SB0410-36EVB und TWR-SB0800-36EVB.