La fondation BeagleBoard.org, promoteur de plates-formes matérielles en open source pour le prototypage, fondées notamment sur les processus de Texas Instruments, lance avec la solution BeagleConnect QuadESC à la fois une carte porteuse et un module processeur pour le développement d’application de contrôle de moteurs BLDC (Brushless Direct Current ou moteur à courant continu sans balais).
Le module processeur baptisé Torque s’appuie sur le microcontrôleur à coeurs Arm Cortex-M33 AM13E23019 de Texas Instruments (TI), cadencé à 200 MHz, doté d'une unité de calcul trigonométrique (TMU) et d'un accélérateur de réseaux de neurones (TinyEngine) destiné aux applications d’IA.
La carte porteuse de son côté, baptisée QuadESC, prend en charge jusqu’à quatre sorties pour moteurs BLDC triphasés, douze canaux de mesure de courant et douze canaux de mesure de tension, quatre capteurs de température, ainsi que la surveillance de la tension de la batterie.
Elle comprend également un connecteur à huit broches pour contrôleur de vol - incluant les signaux DShot, la télémétrie et le retour d'informations sur le courant - ainsi qu'une interface de débogage SWD (Serial Wire Debug) utilisé pour les cœurs Arm Cortex), un connecteur pour avertisseur sonore (buzzer) et un système de régulation de puissance intégré.
Le SoM (System On Module) Torque peut aussi être intégré à des cartes porteuses personnalisées destinées à la robotique, au contrôle moteur et aux applications connectées travers un bus CAN. Il assure les fonctions de traitement, d'acquisition de données (capteurs) et de communication, tandis que l'alimentation des moteurs est fournie par un matériel externe.
L’ensemble carte porteuse et module processeurs d’une dimension de 60 x 48 mm utilise un contrôle PWM(Pulse Width Modulation, ou MLI pour modulation de largeur d’impulsion) pour chaque moteurs ainsi que des mesures de courant synchronisées pour permettre un contrôle vectoriel (FOC, Field-Oriented Control).
La carte permet également de surveiller le courant moteur, la tension de phase, la tension de la batterie et la température. Les quatre pilotes de grille (gate drivers) partagent les signaux d'activation tandis que chaque pilote dispose de sa propre ligne de sélection de puce (chip-select) SPI et d'une sortie destinée aux signaux de défaut.
Côté logiciel, la fondation BeagleBoard apporte avec la solution BeagleConnect QuadESC le chargeur d'amorçage en ROM de Texas Instruments,qui permet aux développeurs de charger un micrologiciel (firmware) à travers les interfaces de bus CAN, I²C ou UART.
Parallèlement, TI propose également un SDK (Sotware Develpment Kit) pour le microcontrôleur AM13E2X, comprenant des pilotes, des exemples, l'outil SysConfig et des outils de développement FOC. Le module peut aussi être programmé et débogué par le biais de l'interface SWD, en utilisant le débogueur XDS110 de TI et l'environnement Code Composer Studio de la société.
La prise en charge le système d’exploitation temps réel ouvert Zephyr RTOS et la solution OpenOCD (Open On-Chip Debugger), outil open-source de débogage est des programmation.
La fondation BeagleBoard.org met à disposition sur GitHub, les fichiers de conception matérielle (KiCad), le code source du micrologiciel ainsi que la documentation relative aux deux cartes.
