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Motion-Control-Chip STSPIN820: Feinere Bewegungssteuerung für die Laborautomation

Roboter sind aus keinem Bereich mehr wegzudenken. Das gilt auch für die Labortechnik. Hier kommt es vor allem drauf an, dass die Systeme möglichst laufruhig und leise arbeiten. Mit dem Motion-Control-Chip STSPIN820 soll das auf eine kostengünstige Art und Weise realisierbar sein.

Motion-Control-Chip STSPIN820 ermöglicht kleine, laufruhige und leise arbeitende Automatisierungssysteme. Bildquelle: © STMicroelectronics

Motion-Control-Chip STSPIN820 ermöglicht kleine, laufruhige und leise arbeitende Automatisierungssysteme.

Platzsparende Laborautomations-Systeme helfen in medizinischen Zentren, die Kosten zu senken und die Durchlaufzeiten zu verkürzen. Bei 3D-Druckerern wiederum wurden die Genauigkeit und der Durchsatz in den vergangenen Jahren erheblich gesteigert. Für die schnelle und exakte Produktion komplex geformter Bauteile eignen sich 3D-Drucker, die immer erschwinglicher werden und für den Consumer-Bereich ebenso in Frage kommen wie für den professionellen Einsatz vom Prototyping bis zur Produktion.

Kleine Abmessung, hohe Präzision

Der Motion-Control-Chip STSPIN820 von STMicroelectronics ebnet laut eigener Aussage den Weg zu auf Schrittmotoren basierenden Robotern, um hier für noch mehr Laufruhe zu sorgen, verbunden mit kleineren Abmessungen, höherer Präzision und geringerem Stromverbrauch. 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 einem Mikrometer, sodass Bauteile sehr schnell hergestellt werden können, ohne dass die Qualität der Oberflächenbeschaffenheit leidet.

Ebenso lassen sich extrem präzise Bewegungen steuern, beispielsweise beim Laden von Proben, beim Öffnen und Verschließen sowie beim Einlagern und Entnehmen in klinischen Automatisierungssystemen. Weitere motorbetriebene medizinische Ausrüstungen wie etwa Plate Handler, Flüssigkeitspumpen, Blutanalysatoren und Beatmungsgeräte lassen sich außerdem leiser, kompakter und kosteneffektiver realisieren.

Der 4 x 4 mm kleine Chip 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. Er ist damit laut eigener Aussage der weltweit kleinste hochpräzise Komplett-Controller. Hersteller von Automatisierungs-Ausrüstungen sollen den Baustein einfach auf der Controller-Leiterplatte platzieren können.

Mehr Flexibilität

Der STSPIN820 ist ein spezieller Schrittmotortreiber mit einer Auflösung von 256 Mikroschritten. Er eignet sich für Versorgungsspannungen von 7 V bis 45 V. Der maximale RMS-Ausgangsstrom von 1,5 A verleiht den Designern die nötige Flexibilität, um verschiedenen Leistungs- und Drehmoment-Anforderungen gerecht zu werden.

Die neue proprietäre Smart-Power-Technologie von ST, vereint die Motorsteuerungs-Logik mit einem Mikroschritt-Algorithmus sowie einer vollständig geschützten Leistungsstufe mit geringem RDS(on) in einem Baustein. Darüber hinaus gibt es einen speziellen Standby-Anschluss, über den sich der Chip in einen Sparmodus versetzen lässt, um den Stromverbrauch in energiebewussten Anwendungen zu senken.

Ebenfalls eingebaut sind Überstrom-, Übertemperatur- und Kurzschlussschutz, sodass der Baustein auch raue industrielle Umgebungsbedingungen verkraftet. Außerdem wird hierdurch dazu beigetragen, die Schaltungskomplexität, den Bauteileaufwand und die Materialkosten zu senken.(me)