ベクトル・エンジン搭載ＡＲＭ Cortex M4F マイコン ＴＭＰＭ475FDFG

ＳＢＫ-Ｍ475 取り扱い説明書

ブラシレスＤＣモータ・ベクトル制御開発

ソリューション・ボード・キット

ＳＢＫ-Ｍ475
定価 58,000 円（消費税別途）

１．ベクトルエンジン搭載ＡＲＭ Ｃortex Ｍ４ＦマイコンＴＭＰＭ４７５ＦＤＦＧ
TMPM475FDFG は、ブラシレスＤＣモータに必要な高速演算機構、ベクトルエンジンを搭載したＡＲＭ
Ｃortex Ｍ４Ｆマイコンです。ＣＰＵクロック 最高 120ＭＨz、浮動小数点演算機構を内蔵した最新のＡＲ
Ｍマイコンです。
２．ＳＢＫ-Ｍ４７５で TMPM475FDFG 搭載商品をスピード開発！
TMPM475FDFG を搭載した評価基板キット SBK-M475（ソリューション・ボード・キット）は、● インバータ回路搭載基板（本体、CMSIS-DAP 仕様ＪＴＡＧ機能搭載）● 24V ブラシレスＤＣモータ● 電源（24Ｖ 2.7Ａ 出力ＡＣアダプタ）● 回路図● 統合開発環境（ＩＡＲシステムズ社 EWARM およびＡＲＭ社 MDK-ARM）のプロジェクト形式のサンプル・プログラムＣＤ（３シャント版）を同梱しています。オールインワン・キットですので、購入後すぐに TMPM475 によるブラシレスＤＣモータのベクトル制御の評価を開始できます。
（まずキットの内容をご確認ください。
もし足りない部品がありましたら、ご購入代理店経由もしくは直接、製造元までご連絡ください。
）
統合開発環境は各社サイトから無償評価版（32Ｋコードサイズ制限版）をダウンロードしてお使いください。
EWARM（ＩＡＲ社： https://www.iar.com/jp ）MDK-ARM（ＡＲＭ社 http://www.keil.com/ ）本評価基板キット TMPM475-SBK は、● 24V/5A に対応したインバータ回路を１回路搭載。位置検出は 3 シャント、1 シャントに対応。
● 高性能 12bit DAC 搭載によりマイコン内部 RAM やレジスタのリアルタイム外部出力が可能。ベクトル制御の各データ(電流・電圧指令値・電流 Id 指令・電流 Iq 指令など)のうち４チャネル分の波形を観測できますので制御プログラムのパラメータ開発に威力を発揮。
● 基板上に搭載した CMSIS-DAP デバッガ回路によりＣ言語ソースコード・デバッグが可能。CMSIS-DAP デバッガはＡＲＭ社が推奨する標準仕様で、EWARM（ＩＡＲ社）、MDK-ARM（ＡＲＭ社）、その他の開発環境
でもＪＴＡＧデバッグが可能。
● 外付けの高圧・大電流インバータ駆動回路を接続するための拡張コネクタ・パターンを基板上に具備。
● 付属ＣＤによりベクトル制御のサンプル・プログラムの全ソースコードを提供。ＩＡＲシステムズ社のＥＷＡＲＭ、ＡＲＭ社のＭＤＫ-ＡＲＭに対応したプロジェクト形式で提供しますので、開発を大幅にスピード・アップできます。
標準添付のブラシレスＤＣモータは２４Ｖ仕様ですが、駆動回路は１３Ｖ～６０Ｖに対応しています。
３．システム構成
本キットのシステム構成は次の通りです。
外付ＰＷＭ駆動

外付ＰＷＭ駆動

ドライバ回路

ドライバ回路

ＣＨ０

ＣＨ１
電流値信号

ＰＷＭ駆動信号
電流値信号

ＰＷＭ駆動信号SBK-M475

BLDC モータベクトル制御回路基板

ＡＣアダプタ24V 2.7Ａ

ＰＷＭ駆動信号TMPM475電流値信号

ＰＷＭ駆動
ドライバ回路駆動電流
駆動モータ
24V 3.5W(60V 9A)

４．評価基板キット SBK-M475 の全景

CMSIS-DAP 接続
ＵＳＢ端子

ＤＡＣ出力端子ＴＭＰＭ４７５
マイコンＣＡＮ接続

付属の 24Ｖ

コネクタ端子ＡＣアダプタ接続

ＪＴＡＧ接続
外部電源接続端子

コネクタ端子ＵＶＷモータ

外部ＰＷＭ駆動

接続端子

ドライバ CH0

外部ＰＷＭ駆動

インバータ回路

ドライバ CH1

ボリューム抵抗

付属モータ接続(速度指令指示)

外部通信接続スイッチ

５．キットの動作確認
評価基板キット SBK-M475 は３シャント方式のサンプル・プログラムを書き込んで出荷しています。
キットには駆動テスト用のブラシレスＤＣモータ TG611B-R2883（東芝カスタム型番）が含まれていますので、必ず最初に、次の手順で動作確認をして下さい。
① 評価基板のスライド・ボリューム（左側：VR1）を下側にスライドさせる。
② キットに付属のブラシレスＤＣモータをヘッダ・コネクタ(J6)に接続する。
③ キットに付属のＡＣアダプタ（ 24Ｖ、2.7Ａ）を接続する。
④ スライド・ボリューム（VR1）を上側にスライドさせると、モータが回転を始める。
【モータが正常に回転しない場合は何らかの初期不良もしくは搬送中の破損が考えられます。弊社までご連絡ください。
】【ボードを試用するにあたっての注意事項】① 必ずジャンパ設定を確認してください。
② サンプルソフトの制御方法とボードのジャンパ設定が一致していなければ動作いたしません。制御方式を変更する場合は必ずソフトウェアの設定とジャンパ設定を一致させてください。
③ 長時間の動作確認には半導体の温度上昇にご注意ください。
④ 定格を超えるような動作確認は止めるようにしてください。
６．ＣＤの内容の説明
付属ＣＤには、次の内容が含まれています。
① 〔SBK-M475 回路図〕 本評価基板の回路図②〔SamplesTMPM475SB〕

ベクトルエンジン制御サンプル・プログラムを EWARM(ＩＡＲシステムズ)、MDK-ARM(ＡＲＭ社)の project の形で収納（全ソース・ファイルを含む）③〔TMPM475-SBK 取扱説明書〕

TMPM475 取扱説明書(本書)④〔datasheet〕

TMPM475 データシート（和文、英文）

注記：マイコン TMPM475FDFG のデータシート最新版は東芝ストレージ＆デバイスソリューション社のホームページからダウンロードしてください。
（ http://toshiba.semicon-storage.com/jp/product.html）
７．開発環境の立ち上げ手順
開発環境（無償）はＩＡＲ社 EWARM もしくはＡＲＭ社 MDK-ARM を次の手順で立ち上げてください。
【ＩＡＲ社 EWARM の場合】
① ＥＷＡＲＭ無償評価版(32K コードサイズ制限版)をＩＡＲシステムズ社のホームページよりダウンロードし、開発用のパソコンにインストールする。インストールに先立って、ＩＡＲシステムズよりＥ
ＷＡＲＭのライセンスキーを取得する必要がありますので、所定の手順により取得してください。
② 本キット付属ＣＤのサンプル・プログラムをフォルダ〔SamplesTMPM37ASB〕を作業ドライブ（Ｃドライブ）にコピーする。
③ 次の手順でＥＷＡＲＭを起動し、サンプル・プログラムのプロジェクトを開きます。
[start] ->[すべてのプログラム] ->[IAR Systems] ->[IAR Embedded Workbench for ARM]->[ IAR Embedded Workbench][ファイル] ->[開く] ->[ワークスペース(W)]->[ SamplesTMPM475SB] ->[ iar] ->[m475.eww] ->[開く]サンプル・プログラムのプロジェクトを開いたら、まず最初に[プロジェクト] ->[すべてを再ビルド]を実行します。この操作により、コンパイラの Path が再設定されます。

【ＡＲＭ社 MDK-ARM の場合】
① MDK-ARM 無償評価版(32K コードサイズ制限版)をＡＲＭ社のホームページよりダウンロードし、開発用のパソコンにインストールする。
④ 本キット付属ＣＤのサンプル・プログラム、フォルダ〔SamplesTMPM475SB〕を作業ドライブ（Ｃドライブ）にコピーする。
⑤ 次の手順で MDK-ARM を起動し、サンプル・プログラムのプロジェクトを開きます。
[start] ->[すべてのプログラム] ->[Keil μVision 5][Project] ->[Open Project] ->[ SamplesTMPM475SB] ->[keil] ->[KEIL_475.uvproj] ->[開く]８．プラットフォーム基板に搭載されたオンボードＪＴＡＧ（CMSIS-DAP）について
本評価基板にはＡＲＭ社が推奨する標準仕様の CMSIS-DAP デバッガ（JTAG/SWD）回路を搭載しています。
このデバッガ・ツールはＩＡＲシステムズのＥＷＡＲＭ（Embedded Workbench）、ＡＲＭ社開発ツールＭＤＫ-ＡＲＭ、その他の開発ツールに対応しています。
基板付属のマイクロＵＳＢコネクタ（USB1）と開発環境をインストールしたパソコンを付属のＵＳＢケーブルで接続すると、統合開発環境の画面からＪＴＡＧデバッグおよびフラッシュＲＯＭの書き込みができます。
９．ソフトウェア仕様（出荷時）
ソリューション基板 SBK-M475 出荷時のソフトウェア仕様は次の通りです。

項目

スペック

位置検出

3 シャントアンプ

外部アンプ選択PWM 周波数16kHz

最高回転数

200rps（付属 4 極モータで 6000rpm）
ボリューム抵抗を最上部まで上げた場合

強制/定常切り替え回転29rpsデッドタイム

1.0us

10．ボード仕様
評価基板 SBK-M475 のボード仕様は次の通りです。
インバータ仕様項目
外部電源
最大駆動電流（Iac）
PWM周波数

スペック
付属ＡＣアダプタDC24V、最大耐圧DC60V
インバータ部 最大 9A FET名；TPC8053-H（東芝製）
0 ～ 20kHz （推奨範囲）

周辺ハード仕様
項目

スペック

モータ位置検出方法
アンプ

センサレス 3シャント/1シャント
外部Amp

通信接続

DAC(SIO)、SIO/UART、ＵＳＢ（アイソレート：ＣＰ２１０２）、ＣＡＮ（アイソレート）

モータ速度指令アナログ（スライドボリューム抵抗入力）

外部オペアンプ

AD8648ARUZ

DAC

12bit ×4ch 有り

KEY/LEDRESET×1、タクトSW×4、LEDはUVW動作モニタ用×３、電源モニタ×１、ユーザ×４

開発ツール接続

オンボードCMSIS-DAP 、JTAG 20pin ハーフピッチソケット

11．サンプルソフト操作仕様
スイッチ仕様
名称SW形状

説明

備考

VR1

スライドボリューム

モータ回転数指令

一番下で停止～一番上で最高回転数(0～200rps)

VR2

スライドボリューム

ユーザボリューム

未使用

ＴSW1

トグル・スイッチ

ユーザスイッチ

モータの回転方向設定（回転中の変更は×）

ＴSW2

トグル・スイッチ

ユーザスイッチ

未使用

ＴSW3

トグル・スイッチ

ユーザスイッチ

未使用

ＴSW4

トグル・スイッチ

ユーザスイッチ

未使用

SW1

タクト

リセットスイッチ

マイコンのハードウェアリセットを行います。

SW2

タクト

ユーザスイッチ

未使用

SW3

タクト

ユーザスイッチ

未使用

SW4

タクト

ユーザスイッチ

未使用

SW5

タクト

ユーザスイッチ

未使用

SW6

スライド・スイッチ

ＣＡＮの終端抵抗

1-2側：終端抵抗 ON

2-3側：終端抵抗 OFF

LED 表示仕様
名称

説明

色

備考

LED1

モータ駆動信号赤Ｕ相駆動信号

LED2

モータ駆動信号赤Ｖ相駆動信号

LED3

モータ駆動信号赤Ｗ相駆動信号LED4

電源 LED緑

5Ｖ通電時点灯

LED_1

ユーザＬＥＤ

赤

ＰＡ０

LED_2

ユーザＬＥＤ

赤

ＰＡ１

LED_3

ユーザＬＥＤ

赤

ＰＡ２

LED_4

ユーザＬＥＤ赤ＰＡ３アナログ波形出力信号の仕様
評価基板キット SBK-M475 付属サンプル・プログラムの出力パラメータ（初期値）は次の通りです。プログラムの変更で出力パラメータは変更できます。
DAC出力仕様名称

RAMシンボル機能

VoA DAC_A

TMPREG0U相電流

VoB DAC_B

TMPREG1

V相電流

VoC DAC_C

TMPREG2W相電流

VoD DAC_D

drv.theta.half[1]電気角12．ジャンパによる駆動制御の切り替え
評価基板キット SBK-M475 は、基板上のジャンパの設定により次の３種類の評価が可能です。
【シャント/駆動回路選択】 初期設定は、「3シャント・外部アンプ」 となっています。
ジャンパ設定ジャンパ名

機能3-shunt外部Amp(初期設定)

1-shunt外部Amp

外部インバータ駆動回路（外部拡張コネクタ）

1-2ショート

1-2ショート

2-3ショート

J3P2

緊急停止信号(nEMG1)選択J3P3

ＰＭＤ１のＵ相電流信号選択

1-2ショート

1-2ショート2-3ショート

J3P4

ＰＭＤ１のＶ相電流信号選択

1-2ショート

1-2ショート

2-3ショート

J3P5

ＰＭＤ１のＷ相電流信号選択

1-2ショート

1-2ショート

2-3ショート

JMP3

モータ電源電圧信号（基板上）

JPR1
JPR2
JPR3

位置検出方法選択
3シャント/1シャント抵抗の切り替え

JPR4ショートショート

オープン

オープン

ショート*

オープン

ショート*

オープン

ショート*

ショート

オープン

*
* 任意

【 デバッガ選択】 初期設定は、「オンボードのCMSIS-DAP」選択 となっています。
ジャンパ設定ジャンパ名

機能

オンボードCMSIS-DAP使用(初期設定)

外部ＪＴＡＧデバッガ使用

ＪＰ２

オンボードCMSIS-DAP有効

ショート

オープン

ＪＰ３

CMSIS-DAPマイコンのBOOT指定

オープン

オープン

ＪＰ５

CMSIS-DAP信号レベル・シフタＩＣ駆動

ショートオープン【＋５Ｖ給電選択】 初期設定は、「外部電源」選択 となっています。
ジャンパ設定ジャンパ名機能

外部電源より給電(初期設定)

オンボードのCMSIS-DAP給電

ＪＴＡＧデバッガより給電

ＪＰ６

JTAGデバッガより+5Ｖ給電

オープンオープン

ショート

ＪＰ７

オンボードのCMSIS-DAPより+5Ｖ給電

オープン

ショートオープンＪＰ８

外部電源より+5Ｖ給電

ショートオープン

オープン【 その他のジャンパ設定】
ジャンパ名機能

ＪＰ１ＰＭＯＮ（ＣＰＵ電流モニタ端子）

ＪＰ４

ＣＰＵ（TMPM475）のBOOT選択端子

ジャンパ設定ショートオープン

通常使用（初期設定）

電流測定抵抗挿入

BOOTモード

実行モード（初期設定）

13．評価基板キット SBK-M475 の外部拡張端子一覧表
本キット搭載マイコンのピン機能と、基板上の機能を次の表に示します。
TMPM475-SBの外部拡張コネクタの信号配列【ＰＭＤ０】【ＰＭＤ１】

Pin

信号名

1Ｕ０

モータ０ Ｕ相（Ｈ）駆動信号

ボード機能

Pin

信号名

1Ｕ１

モータ１ Ｕ相（Ｈ）駆動信号

2Ｘ０

モータ０ Ｕ相（Ｌ）駆動信号

3Ｖ０

モータ０ Ｖ相（Ｈ）駆動信号

4Ｙ０

モータ０ Ｖ相（Ｌ）駆動信号

5Ｗ０6Ｚ０7

ボード機能

2Ｘ１

モータ１ Ｕ相（Ｌ）駆動信号

3Ｖ１

モータ１ Ｖ相（Ｈ）駆動信号

4Ｙ１

モータ１ Ｖ相（Ｌ）駆動信号

モータ０ Ｗ相（Ｈ）駆動信号

5Ｗ１

モータ１ Ｗ相（Ｈ）駆動信号

モータ０ Ｗ相（Ｌ）駆動信号

6Ｚ１

モータ１ Ｗ相（Ｌ）駆動信号

ｎＥＭＧ０

過電流検出信号 ０7ｎＥＭＧ１過電流検出信号 １8ＥＮＣＡ０エンコーダ信号 Ａ０8ＥＮＣＡ１エンコーダ信号 Ａ１

9ＥＮＣＢ０エンコーダ信号 Ｂ０9ＥＮＣＢ１エンコーダ信号 Ｂ１

10ＥＮＣＺ０エンコーダ信号 Ｚ０

10ＥＮＣＺ１エンコーダ信号 Ｚ１

11＋５Ｖ

電源（＋５Ｖ）

11＋５Ｖ電源（＋５Ｖ）

12ＶＤＣ０モータ電圧信号 VDC０12ＶＤＣ１モータ電圧信号 VDC１13ＡＤＵ０モータ電流信号 U０13ＡＤＵ１モータ電流信号 U１14ＡＤＶ０モータ電流信号 V０14ＡＤＶ１モータ電流信号 V１15ＡＤＷ０モータ電流信号 W０15ＡＤＷ１モータ電流信号 W１16ＧＮＤ

電源（ＧＮＤ）

16ＧＮＤ

電源（ＧＮＤ）

14．基板上に搭載した CMSIS-DAP 仕様ＪＴＡＧデバッガの設定方法【ＩＡＲシステムズ社ＥＷＡＲＭの場合】
プロジェクト -> オプション -> デバッガで、【ＡＲＭ社 KEIL μVision(MDK-ARM)の場合】
Project -> Option for Target・・・で、「設定」タブのドライバ(D)で CMSIS DAP を選択 「Debug」タブの CMSIS-DAP Debugger 選択

15．本キットに関する追加情報の提供
本キットに関する追加情報は、必要に応じて、弊社ホームページに掲載します。
（ http://www.esp.jp/tos/ ）またＣＱ出版社より刊行された「ブラシレスＤＣモータのベクトル制御技術 」もご参照ください。
サンプルプログラムのバージョンアップおよびユーザ限定の技術情報はユーザ登録情報に基づいて提供させていただきます。添付の登録用紙により、ＦＡＸ、メール添付もしくは写しの郵送によるユーザ登録をお願いします。
ＴＭＰＭ４７５の最新版データシートは、東芝ストレージ＆デバイスソリューション社のホームページから最新バージョンをダウンロードしてご参照ください。
（ http://toshiba.semicon-storage.com/jp/product.html）
16．本キットご活用にあたって、留意のお願い
本キットは、ＴＭＰＭ４７５（東芝）を使ったブラシレスＤＣモータ・ベクトル制御システムの開発を支援するための開発プラットフォームです。開発の第１歩で開発担当者の試作の時間とコストを削減し、開発の効率をアップするためのツールです。
パラメータの設定値、あるいはユーザサイドで新しく開発いただいたプログラムを走らせる段階で、ハードウェアの損傷、破損が起こることは十分ありえます。この点は十分ご理解のうえ、ご活用頂ければ幸いです。ハードウェアの損傷を回避するために、異常を感じたら速やかに電源スイッチを切ってください。
17．本キット付属ＣＤの著作権および利用許諾範囲
本キットはベクトル・エンジン搭載ＡＲＭ Cortex Ｍ４マイクロプロセッサ TMPM475（東芝）を使ったブラシレスＤＣモータ・ベクトル制御システムの開発を支援するためのツールです。
本キットに付属した「サンプル・プログラムＣＤ」の著作権は東芝ストレージ＆デバイスソリューション社および株式会社イーエスピー企画に属します。本開発キット基板上で試運転および開発を行う範囲では自由にお使いいただいてかまいません。
本キット付属ＣＤの内容の一部もしくは全部を複製して再配布することは著作権法で禁止されています。
またＣＤの内容は、キット購入者および購入者が所属する部署内での使用に限定されます。雑誌・電子媒体・ＷＥＢなど媒体のいかんを問わず、ＣＤの内容を無断で公表することは認めていません。
18．本キットの目的および免責
本キットの回路図およびサンプル・プログラムをマイクロプロセッサ TMPM470/TMPM475 を搭載した製品の開発に役立てていただくことは自由ですが、その結果については東芝ストレージ＆デバイスソリューション
社およびイーエスピー企画は一切の責任を負いません。

製造元〒501-6257 岐阜県羽島市福寿町平方４－４１

岐阜羽島テクノビル

株式会社イーエスピー企画
電話 058-397-0660

FAX 058-397-0661

E-mail office@esp.jp

URL http://www.esp.jp

資料 SBK-M475 付属モータ（TG-611）仕様
メーカ：
ツカサ電工
型名： TG-611（出力：3.5W）
東芝カスタム型番：TG611B-R2883,24V
サイズ：22mm□
極数： 4 極