STMicroelectronics Präziser Motion-Control-IC für Roboter und 3D-Drucker

Im 4 x 4 mm großen QFN-Gehäuse steckt der Motion-Control-Chip STSPIN820 von STMicroelectronics.
Im 4 x 4 mm großen QFN-Gehäuse steckt der Motion-Control-Chip STSPIN820 von STMicroelectronics.

Der Baustein STSPIN820 ist laut Hersteller STMicroelectronics der weltweit kleinste hochpräzise Komplett-Motion-Controller. Er enthält sowohl die Ansteuerintelligenz als auch vollständig geschützte Leistungs-Bauteile mit 45 V Nennspannung und einem RDS(on)-Wert von 500 mΩ zum Ansteuern des Motors.

Der IC, ein Schrittmotortreiber mit einer Auflösung von 256 Mikroschritten, ist in einem 4 x 4 mm großen QFN-Gehäuse untergebracht. Er eignet sich für Versorgungsspannungen von 7 bis 45 V, was das Design-in für viele Anwendungen vereinfachen soll. Der maximale RMS-Ausgangsstrom von 1,5 A soll Designern die nötige Flexibilität verleihen, um verschiedenen Leistungs- und Drehmoment-Anforderungen gerecht zu werden.

Die neue proprietäre Smart-Power-Technologie von STMicroelectronics vereint die Motorsteuerungs-Logik mit einem präzisen Mikroschritt-Algorithmus sowie einer vollständig geschützten Leistungsstufe mit geringem RDS(on) in einem einzigen Baustein. Mit seinen Schritttakt- und Richtungs-Eingangspins vereinfacht er den Anschluss an den jeweiligen Host-Prozessor oder -Mikrocontroller.

Darüber hinaus gibt es einen speziellen Standby-Anschluss, über den sich der Chip in einen Sparmodus versetzen lässt, um den Stromverbrauch in Anwendungen zu senken, in denen es auf geringen Energieverbrauch ankommt. Ebenfalls integriert sind Überstrom-, Übertemperatur- und Kurzschlussschutz.

Der Baustein soll den Weg zu den auf Schrittmotoren basierenden Robotern der nächsten Generationen ebnen. Mit seinen High-Speed-Eingängen und seinem präzisen Mikroschritt-Algorithmus kann der Baustein einen Motor um den Bruchteil eines Grads drehen und dabei den Druckkopf eines 3D-Druckers mit einer Geschwindigkeit von über 500 mm/s bewegen. Dies geschieht mit einer Genauigkeit von weniger als 1 µm. Ebenso lassen sich extrem präzise Bewegungen steuern, etwa beim Laden von Proben, beim Öffnen und Verschließen sowie beim Einlagern und Entnehmen in klinischen Automatisierungssystemen. Geeignet ist der Baustein auch für andere motorbetriebene Medizingeräte wie etwa Plate Handler, Flüssigkeitspumpen, Blutanalysatoren und Beatmungsgeräte. Hersteller von Automatisierungs-Equipment können den Baustein einfach auf der Controller-Leiterplatte platzieren, wo nur ein Minimum an zusätzlichen Bauteilen zur Vervollständigung des Systems erforderlich ist.

Der STSPIN820 wird bereits produziert und ist für 1,25 US-Dollar (ab 1000 Stück) erhältlich. Als Zubehör gibt es das STSPIN-Board (X-NUCLEO-IHM14A1).