In meiner Bachelorarbeit habe ich mich mit dem Motor-Treiber für den Mikromanipulator aureka der Firma aura optik auseinander gesetzt. aureka wird auf jeder Raumachse mit einem Brushless DC Motor angetrieben, welcher mit einem Drehencoder sowie einem eigenen Mikrocontroller ausgestattet ist.

Die Elektronik stammt hiebei ebenfalls von der Firma Contronix GmbH. aureka und alle zugehörigen Komponenten können als verteiltes System angesehen werden, welches mittels CAN-Bus verknüpft ist. Die große Herausforderung des Motortreibers war es den BLDC gleichzeitig mit hoher sowie sehr niedriger Umdrehungszahl zu betreiben um sowohl schnelle Positionsfahrten als auch hochpräzise Bewegungen zu ermöglichen. Niedrige Umdrehungszahl meint dabei das Ansteuern des Motors vergleichbar mit einem Sekundenzeiger einer Uhr. Hierbei stellt sich die Herausforderung des Stick-Slip-Effekts, welcher eine ruckelnde Bewegung zur Folge hat - diese gilt es zu vermeiden.

Gelungen ist dies durch eine kombinierte Pulsweitenmodulation zwischen zwei Spulenpaaren, gesteuert durch eine Lookuptable, welche dynamisch erzeugt wird und mittel Direct-Memory-Access (DMA) direkt an die verantwortlichen PWM-Generatoren übergeben wird. Der Treiber schaltet bei einer geringen Umdrehungszahl auf eine Regelung über den Drehwinkel und bei hoher Umdrehungszahl auf eine Regelung über die Zeit pro Umdrehung. Um den Stick-Slip-Effekt zu vermeiden werden beim Anfahren die PID-Parameter dynamisch angepasst. Weiterhin umfasst der Treiber ein Kalibrier-Programm sowie Positionsbestimmung als auch Positions-Anfahrt.