芯耀
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致力于亞太地區(qū)市場(chǎng)的國際領(lǐng)先半導(dǎo)體元器件分銷商---大聯(lián)大控股宣布，其旗下世平推出以恩智浦（NXP）RT1050 MCU為核心，輔以華邦電子（Winbond）W25Q80 Flash、納芯微（Novosense）NSD7312 H橋驅(qū)動(dòng)IC、圣邦微（SGMICRO）SGM8651運(yùn)算放大器、SGM61410同步降壓穩(wěn)壓器、SGM2059 LDO穩(wěn)壓器以及杰華特（JOULWATT）JWH5141F同步降壓穩(wěn)壓器的Klipper 3D打印機(jī)方案。
圖示1-大聯(lián)大世平以NXP產(chǎn)品為核心的Klipper 3D打印機(jī)方案的展示板圖
3D打印機(jī)又稱為增材制造技術(shù)，是一種利用數(shù)字模型文件，通過逐層堆疊材料來構(gòu)建物體的技術(shù)。在使用中，用戶僅需導(dǎo)入設(shè)計(jì)文件，即可在數(shù)小時(shí)內(nèi)將創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為任意實(shí)體，真正實(shí)現(xiàn)“所見即所得”的柔性制造。目前，消費(fèi)級(jí)打印機(jī)大多會(huì)使用Klipper作為3D打印固件。不同于傳統(tǒng)的Marlin固件，Klipper采用執(zhí)行與邏輯分離架構(gòu)，由MPU負(fù)責(zé)邏輯運(yùn)算，MCU負(fù)責(zé)執(zhí)行，可實(shí)現(xiàn)更高的打印速度和打印質(zhì)量。為推動(dòng)3D打印機(jī)應(yīng)用，大聯(lián)大世平推出以NXP RT1050 MCU為核心，輔以華邦電子W25Q80 Flash、納芯微NSD7312 H橋驅(qū)動(dòng)IC、圣邦微SGM8651運(yùn)算放大器、SGM61410同步降壓穩(wěn)壓器、SGM2059 LDO穩(wěn)壓器以及杰華特JWH5141F同步降壓穩(wěn)壓器的Klipper 3D打印機(jī)方案。
圖示2-大聯(lián)大世平以NXP產(chǎn)品為核心的Klipper 3D打印機(jī)方案的場(chǎng)景應(yīng)用圖
本方案由MCU板、驅(qū)動(dòng)板和底板三個(gè)部分組成。MCU板采用NXP RT1050 MCU和華邦電子旗下W25Q80 Flash。其中，NXP RT1050基于Arm?Cortex?-M7內(nèi)核，主頻高達(dá)600MHz，并配備512KB的SRAM，具有易用性和實(shí)時(shí)功能。華邦電子W25Q80 Flash具有較強(qiáng)的讀取性能，且外觀尺寸更小，能夠滿足工業(yè)與消費(fèi)類應(yīng)用場(chǎng)景中邊緣計(jì)算的需求。
驅(qū)動(dòng)板由2個(gè)納芯微NSD7312 H橋驅(qū)動(dòng)IC和2個(gè)圣邦微SGM8651運(yùn)算放大器組成。納芯微NSD7312是一款直流有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，其內(nèi)置功率N-MOSFET并為功率級(jí)提供供電欠壓保護(hù)、過流保護(hù)、過溫保護(hù)等多種功能。此外，該產(chǎn)品可提供3.6A峰值電流，支持PWM電流調(diào)制功能，在電機(jī)啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)能夠有效降低對(duì)輸入電容的需求。圣邦微SGM8651是一款高精度、低噪聲、低失真的電壓反饋型運(yùn)算放大器，具備50MHz的高增益帶寬和66V/μs的快速轉(zhuǎn)換速率，能夠處理高速信號(hào)并快速響應(yīng)變化。
底板采用圣邦微SGM61410同步降壓穩(wěn)壓器、SGM2059 LDO穩(wěn)壓器以及杰華特JWH5141F同步降壓穩(wěn)壓器。其中，SGM61410同步降壓穩(wěn)壓器以在5V至42V的寬輸入電壓范圍內(nèi)，輸出高達(dá)600mA的電流。它適用于各種高輸入電壓的工業(yè)或汽車應(yīng)用，此外，14μA的低靜態(tài)電流和僅0.6μA的超低關(guān)斷電流使其成為電池供電應(yīng)用的理想選擇。SGM2059是一款低VIN、超低噪聲、高PSRR、低壓差線性穩(wěn)壓器。其工作輸入電壓范圍為1.1V至5.5V，適用于需要低噪聲和快速瞬態(tài)響應(yīng)電源的應(yīng)用。杰華特JWH5141F是高性能同步降壓穩(wěn)壓器，具有多種保護(hù)功能，可確保系統(tǒng)的可靠性。
圖示3-大聯(lián)大世平以NXP產(chǎn)品為核心的Klipper 3D打印機(jī)方案的方塊圖
得益于產(chǎn)品的高性能和靈活的設(shè)計(jì)，本方案只需用一個(gè)MCU即可處理Klipper上位機(jī)傳輸過來的運(yùn)動(dòng)指令、同時(shí)驅(qū)動(dòng)四個(gè)步進(jìn)電機(jī)，節(jié)省了電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的數(shù)量，擁有高性價(jià)比優(yōu)勢(shì)。
核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)：
- 一顆MCU同時(shí)控制4個(gè)步進(jìn)電機(jī)和運(yùn)行Klipper下位機(jī)；
- 步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行靜音、高速。
方案規(guī)格：
- 使用集成Driver和MOSFET的H橋驅(qū)動(dòng)器NSD7312（納芯微），額定電流1.5A，驅(qū)動(dòng)電路高集成度；
- MCU集成eFlexPWM，可輸出多路PWM，方便實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的磁場(chǎng)向量控制；
- 2路PWM分別控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速（擠出頭和模型冷卻）；
- 2路NTC對(duì)擠出頭和熱床進(jìn)行溫度采樣。
