原标题：横行3D打印界的几款超级芯片

　　近几年来，3D打印技术发展如同洪水般凶猛，隔上一两天就会听到有关3D打印引领发展潮流的新闻。而最近，我看到了一篇有关第一台太空3D打印机的报道。NASA希望3D打印将在某一天随时随地为打印备用零件提供资源，并且打算在另外的星球上定居时能够创造出很多所需的材料。3D打印将会使得一个与世隔绝的工作站或前沿哨所能够合理地使用有限资源，而不是针对可能出现的最差的情况而预先做好准备。这个灵活性是推动3D打印的一个关键思路。

　　今天，我想给大家介绍下，TI是如何很好地融入这场3D打印技术革命的。我们将采用什么更合适的方法来适应3D打印技术革命，而不是生产我们自己的3D打印机呢?最终的答案就是一款3D打印机控制器参考设计。此设计基于采用大范围TI器件阵列的LaunchPad + BoosterPack配置。这些器件中的很多器件曾用于简化用户自己的3D打印机系统设计。

　　简单介绍一下每器件以及它们在3D打印机中的用途：

　　1.DRV10983

　　大多数3D打印机采用某些类型的冷却风扇为挤出机加热器或电子元器件散热。很多冷却风扇采用3相无刷直流 (BLDC) 电机，虽然效率高，但是需要一些额外的操作使电机以适当的速度旋转。DRV10983通过集成一个无传感器控制系统使电机在几分钟内开始旋转，从而简化3相BLDC电机。如需了解更多内容，请阅读这篇与DRV10983有关的博客。

　　描述

　　DRV10983 器件是一款具有集成功率 MOSFET 的三相无传感器电机驱动器，可提供高达 2A 的持续驱动电流。该器件专为成本敏感型、低噪声、低外部组件数量 应用而设计低功耗是一个关键问题。

　　DRV10983 器件采用专有无传感器控制方案来提供持续正弦驱动，可大幅降低换向过程中通常会产生的纯音。该器件的接口设计简单而灵活。可直接通过 PWM、模拟、或 I2C 输入控制电机。可通过 FG 引脚或 I2C 提供电机速度反馈。

　　DRV10983器件 安全功能包括 一个集成降压稳压器，可高效地将电源电压降至 5V 或 3.3V，从而为内外部电路供电。该器件提供睡眠模式和待机模式两种型号，可在电机停止运转时实现节能。待机模式 (3mA) 型号会使稳压器保持运行，而休眠模式 (180µA) 型号会使稳压器停止工作。在使用稳压器 为外部 微控制器供电的应用中使用待机模式型号。

　　用户可通过 I2C 接口对寄存器中的特定电机参数进行重新编程并可对 EEPROM 进行编程，以帮助优化既定应用的性能。DRV10983 器件采用带有外露散热焊盘的高效散热型 HTSSOP 24 引脚封装。额定工作温度为 –40°C 至 125°C。

　　特性

　　输入电压范围：8 至 28V

　　总驱动器 H + L rDS(on)：250mΩ

　　驱动电流：2A 持续绕组电流(峰值 3A)

　　无传感器专有反电动势 (BEMF) 控制方案

　　连续正弦 180° 换向

　　无需外部感测电阻

　　用户可通过添加外部感应电阻以灵活监视为电机提供的功率

　　灵活的用户接口选项：

　　I2C 接口：访问命令和反馈寄存器

　　专用的 SPEED 引脚：接受模拟或 PWM 输入

　　专用的 FG 引脚：提供 TACH 反馈

　　可通过 EEPROM 定制旋转曲线

　　使用 DIR 引脚进行正向/反向控制

　　集成了降压稳压器，可高效地为内部和外部电路提供电压 (5V 或 3.3V)

　　电源电流为 3mA 待机型号 (DRV10983)

　　电源电流为 180 µA 睡眠型号 (DRV10983Z)

　　过流保护

　　锁定检测

　　电压浪涌保护

　　欠压闭锁 (UVLO) 保护

　　热关断保护

　　耐热增强型 24 引脚散热薄型小外形尺寸 (HTSSOP)

　　2.DRV5033

　　3D打印机系统的一个主要要求就是要知道每个轴的精确位置。其中的实现方法有很多，但是其中一个最常见的方法就是采用具有限位开关的步进式电机。在很多时候，设计人员将采用机械限位开关，但是我们希望将设计向前更进一步，实现无接触式的设计。DRV5033霍尔传感器检测磁体在何时达到传感器的特定临近范围内。然后，DRV5033将信号发送给MSP430TM 微控制器 (MCU)，告诉它轴已经达到其运动轨迹的末端。这样的话，MCU现在就知道了轴的绝对位置，并且使用步进式电机来保持这个轴的准确位置。

　　Description

　　The DRV5033 device is a chopper-stabilized Hall Effect Sensor that offers a magnetic sensing solution with superior sensitivity stability over temperature and integrated protection features.

　　The DRV5033 responds the same to both polarities of magnetic field direction. When the applied magnetic flux density exceeds the BOP threshold, the DRV5033 open-drain output goes low. The output stays low until the field decreases to less than BRP, and then the output goes to high impedance. The output current sink capability is 30 mA. A wide operating voltage range from 2.5 to 38 V with reverse polarity protection up to –22 V makes the device suitable for a wide range of industrial applications.

　　Internal protection functions are provided for reverse supply conditions, load dump, and output short circuit or over current.

　　Features

　　Digital Omnipolar-Switch Hall Sensor

　　Superior Temperature Stability

　　BOP ±10% Over Temperature

　　Multiple Sensitivity Options (BOP / BRP):

　　±3.5 / ±2 mT (FA, see Device Nomenclature)

　　±6.9 / ±3.5 mT (AJ, see Device Nomenclature)

　　Detects North and South Magnetic Field

　　Supports a Wide Voltage Range

　　2.5 to 38 V

　　No External Regulator Required

　　Wide Operating Temperature Range

　　TA = –40 to 125°C (Q, see Device Nomenclature)

　　Open Drain Output (30-mA Sink)

　　Fast 35-µs Power-On Time

　　Small Package and Footprint

　　Surface Mount 3-Pin SOT-23 (DBZ)

　　2.92 mm × 2.37 mm

　　Through-Hole 3-Pin TO-92 (LPG)

　　4.00 mm × 3.15 mm

　　Protection Features

　　Reverse Supply Protection (up to –22 V)

　　Supports up to 40-V Load Dump

　　Output Short-Circuit Protection

　　Output Current Limitation

　　3.CSD18534Q5A

　　我们设计中的这三个金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 被用作驱动挤出机加热器、热床加热器和外部风扇的负载开关。这款MOSFET虽然与很多其它的MOSFET很相似，但是却能在降压方面令用户激动不已。在电路板空间和散热片大小有限的应用中，在小巧封装内提供一个高功率MOSFET会是十分关键的。CSD18534Q5A的另外一个特性就是可由MCU直接驱动，从而为你节省更多宝贵的电路板空间。

　　描述

　　此 7.8mΩ、60V、SON 5 × 6mm NexFET™功率 MOSFET 旨在最大限度地降低功率转换应用中的 损耗。

　　特性

　　超低 Qg 和 Qgd

　　低热阻

　　雪崩额定值

　　逻辑电平

　　无铅引脚镀层

　　符合 RoHS 标准

　　无卤素

　　小外形尺寸无引线 (SON) 5mm x 6mm 塑料封装

　　4.UA78M33

　　虽然从未成为万众瞩目的焦点，可靠的低压降稳压器 (LDO) 绝对是一个完整系统不可缺少的部分。UA78M33用在为电机/加热器供电的主电源上，并将其向下稳压至MCU和传感器运行所需的3.3V电压。

　　5.DRV8846

　　3D打印机和步进式电机驱动器的骨干器件。如果没有这些器件，我们什么也干不了。除了控制轴的运动外，大多数3D打印机采用步进式电机来移动挤出机。四个DRV8846的自适应衰减电流稳压机制根据特定的电机进行自动调节，从而简化步进式电机的控制。

　　6.MSP430F5529 MCU

　　如果步进式电机驱动器是骨干，那么MCU就是大脑。超低功耗MSP430F5529 MCU让你能够控制3D打印机，并开始将打印出的物体应用到实际生活中。在集成USB的支持下，MSP430F5529能够实现与主机PC的直接对接，你还可以从诸如微型SD卡等存储介质中载入设计。大量的外设使你能够在保持MSP430 MCU系列低成本属性的同时轻松控制3D打印机的不同子系统。