MÒDUL PER A MOTORS PAS A PAS MÒDUL
Versió de maquinari V1.3
MANUAL DE MAQUINARITMCM-1140
Controlador / controlador de pas a pas d'1 eix
Codificador sensOstep™ de 2 A / 24 V
USB, RS485 i CAN

TMCM-1140 Mòdul controlador/controlador de motor pas a pas d'un eix

CARACTERÍSTIQUES ÚNICES:

coolStep™

Característiques

El TMCM-1140 és un mòdul controlador/controlador d'un sol eix per a motors pas a pas bipolars de 2 fases amb un conjunt de funcions d'última generació. Està altament integrat, ofereix un maneig còmode i es pot utilitzar en moltes aplicacions descentralitzades. El mòdul es pot muntar a la part posterior dels motors pas a pas NEMA 17 (mida de brida de 42 mm) i s'ha dissenyat per a corrents de bobina de fins a 2 A RMS i 24 V DC.tage. Amb la seva alta eficiència energètica de la tecnologia coolStep™ de TRINAMIC, el cost per al consum d'energia es manté baix. El microprogramari TMCL™ permet tant el funcionament autònom com el mode directe.

CARACTERÍSTIQUES PRINCIPALS

• Controlador de moviment
• Motion Profile càlcul en temps real
• Alteració sobre la marxa dels paràmetres del motor (p. ex. posició, velocitat, acceleració)
• Microcontrolador d'alt rendiment per al control global del sistema i la gestió del protocol de comunicació sèrie

Controlador de motor pas a pas bipolar

• Fins a 256 micropassos per pas complet
• Funcionament d'alta eficiència, baixa dissipació de potència
• Control dinàmic de corrent
• Protecció integrada
• Funció stallGuard2 per a la detecció de parades
•  Funció coolStep per reduir el consum d'energia i la dissipació de calor

Codificador
Codificador magnètic sensOstep (1024 increments per rotació), p. ex. per a la detecció de pèrdues de pas en totes les condicions de funcionament i supervisió del posicionament

Interfícies

• Interfície de comunicació RS485 de 2 fils
• Interfície de comunicació CAN 2.0B
• Interfície de dispositiu USB de velocitat completa (12 Mbit/s).
• 4 entrades polivalents:
  – 3 entrades digitals d'ús general
• (Funcions alternatives: entrades d'interruptor STOP_L / STOP_R / HOME o entrada de codificador A/B/N)
  - 1 entrada analògica dedicada
• 2 sortides de propòsit general
  – 1x drenatge obert 1A màx.
  - 1x sortida d'alimentació +5V (es pot activar/desactivar al programari)

Programari

• TMCL: operació autònoma o control remot, memòria de programa (no volàtil) per a un màxim de 2048 ordres TMCL i programari de desenvolupament d'aplicacions basat en PC TMCL-IDE disponible de forma gratuïta.

Dades elèctriques i mecàniques

• Subministrament voltage: +24 V DC nominal (9... 28 V DC)
• Corrent del motor: fins a 2 A RMS / 2.8 A pic (programable)

Consulteu també el manual de firmware TMCL separat.

CARACTERÍSTIQUES ÚNICES DE TRINAMICS: FÀCIL D'UTILITZAR AMB TMCL

stallGuard2™ stallGuard2 és una mesura de càrrega sense sensor d'alta precisió que utilitza l'EMF posterior a les bobines. Es pot utilitzar per a la detecció d'aturada, així com per a altres usos amb càrregues inferiors a les que detenen el motor. El valor de mesura de stallGuard2 canvia linealment en una àmplia gamma de configuracions de càrrega, velocitat i corrent. A la càrrega màxima del motor, el valor passa a zero o gairebé a zero. Aquest és el punt d'operació més eficient energèticament per al motor.

coolStep™ coolStep és una escala de corrent automàtica adaptada a la càrrega basada en la mesura de càrrega mitjançant stallGuard2 adaptant el corrent requerit a la càrrega. El consum d'energia es pot reduir fins a un 75%. coolStep permet un estalvi energètic substancial, especialment per als motors que veuen càrregues variables o funcionen amb un cicle de treball elevat. Com que una aplicació de motor pas a pas ha de funcionar amb una reserva de parell del 30% al 50%, fins i tot una aplicació de càrrega constant permet un estalvi d'energia important perquè coolStep habilita automàticament la reserva de parell quan es requereix. La reducció del consum d'energia manté el sistema més fresc, augmenta la vida útil del motor i permet reduir els costos.

Codis de comanda

Codi de comanda	Descripció	Mida (mm3)
TMCM-1140-opció	Controlador de motor pas a pas bipolar d'un sol eix / electrònica del controlador amb codificador sensOstep integrat i funció coolStep	37 x 37 x 11.5

Taula 2.1 Codis de comanda
Les opcions següents estan disponibles:

Opció de firmware	Descripció	Codi de comanda exampLI:
-TMCL	Mòdul preprogramat amb firmware TMCL	TMCM-1140-TMCL
- CANopen	Mòdul preprogramat amb firmware CANopen	TMCM-1140-CANopen

Taula 2.2 Opcions de firmware
Un conjunt de teler de cable està disponible per a aquest mòdul:

Codi de comanda	Descripció
TMCM-1140-CABLE	Teler de cable per a TMCM-1140: • 1 cable per al connector d'alimentació i comunicació (longitud 200 mm) - 1 cable per a connector d'entrada/sortida polivalent (longitud 200 mm) – 1x cable per al connector del motor (longitud 200 mm) - 1x connector USB tipus A a cable connector mini-USB tipus B (longitud 1.5 m)

Taula 2.3 Codis de comanda del teler de cables
Tingueu en compte que el TMCM-1140 també està disponible amb motors pas a pas NEMA17. Consulteu els documents PD-1140 per obtenir més informació sobre aquests productes.

Interfície mecànica i elèctrica

3.1 Dimensions i forats de muntatge
Les dimensions de la placa de controlador/conductor són aprox. 37 mm x 37 mm x 11.5 mm per adaptar-se a la part posterior d'un motor pas a pas de 42 mm. L'alçada màxima dels components (alçada per sobre del nivell de PCB) sense connectors d'acoblament és d'uns 8 mm per sobre del nivell de PCB i 2 mm per sota del nivell de PCB. Hi ha dos forats de muntatge per a cargols M3 per muntar-los a un motor pas a pas NEMA17.

3.2 Consideracions sobre el muntatge de la placa
El TMCM-1140 ofereix dos forats de muntatge metàl·lics. Els dos forats de muntatge estan connectats a la terra del sistema i del senyal (igual que la terra de la font d'alimentació).
Per tal de minimitzar la distorsió dels senyals i la radiació dels senyals HF (millorar la compatibilitat EMC), especialment en entorns sensibles/sorollosos, és important assegurar una connexió sòlida a terra dins del sistema. Per tal de donar suport a això, es recomana connectar els dos forats de muntatge de la placa, a més de la connexió a terra del subministrament a terra del sistema d'alimentació.
No obstant això, pot ser que aquesta no sigui sempre una opció, per exemple, si el xassís del sistema metàl·lic / la placa de muntatge TMCM-1140 ja està connectada a terra i no es desitja una connexió directa entre la terra de subministrament (costat secundari) i la terra de subministrament de xarxa (costat principal) / no és una opció. En aquest cas, s'han d'utilitzar separadors i cargols de plàstic (per exemple, de niló).
3.3 Connectors del TMCM-1140
La placa controladora/controladora del TMCM-1140 ofereix quatre connectors, inclòs el connector del motor que s'utilitza per connectar les bobines del motor a l'electrònica. El connector d'alimentació i comunicació s'utilitza per a la font d'alimentació, la interfície CAN i la interfície RS485. El connector d'E/S multiusos de 8 pins ofereix quatre entrades polivalents i dues sortides d'ús general. A més, hi ha un connector per a la interfície USB.

Etiqueta	Tipus de connector	Tipus de connector d'acoblament
Connector d'alimentació i comunicació	CI0106P1VK0-LF Sèrie CVIlux CI01, 6 pins, pas de 2 mm	Carcassa del connector CVIlux: CI01065000-A Contactes CVIlux: CI01T011PE0-A or Carcassa del connector JST: PHR-6 Contactes JST: SPH-002T-P0.5S Fil: 0.22 mm2
Connector d'E/S polivalent	CI0108P1VK0-LF Sèrie CVIlux CI01, 8 pins, pas de 2 mm	Carcassa del connector CVIlux: CI01085000-A Contactes CVIlux: CI01T011PE0-A or Carcassa del connector JST: PHR-8 Contactes JST: SPH-002T-P0.5S Fil: 0.22 mm2
Connector del motor	CI0104P1VK0-LF Sèrie CVIlux CI01, 4 pins, pas de 2 mm	Carcassa del connector CVIlux: CI01045000-A Contactes CVIlux: CI01T011PE0-A or Carcassa del connector JST: PHR-4 Contactes JST: SPH-002T-P0.5S Fil: 0.22 mm2
Connector mini-USB	Molex 500075-1517 Mini USB tipus B receptacle vertical	Qualsevol endoll mini-USB estàndard

Taula 3.1 Connectors i connectors d'acoblament, contactes i cable aplicable

3.3.1 Connector d'alimentació i comunicació
S'utilitza un connector d'una sola fila de pas CVIlux CI6P0106VK1-LF de 0 pins de 2 mm per a la font d'alimentació, la comunicació en sèrie RS485 i CAN. Tingueu en compte la informació addicional de la font d'alimentació al capítol 3.3.1.1.
Nota: La interfície CAN es desactivarà en cas que l'USB estigui connectat a causa de la compartició interna dels recursos de maquinari.

	Pin	Etiqueta	Direcció	Descripció
	1	GND	Potència (GND)	Sistema i senyal de terra
	2	VDD	Font d'alimentació)	VDD (+9 V…+28 V)
	3	RS485+	Bidireccional	Interfície RS485, dif. senyal (no inversor)
	4	RS485-	Bidireccional	Interfície RS485, dif. senyal (invertint)
	5	CAN_H	Bidireccional	Interfície CAN, dif. senyal (no inversor)
	6	CAN_L	Bidireccional	Interfície CAN, dif. senyal (invertint)

Taula 3.2 Connector per a font d'alimentació i interfícies
3.3.1.1 Font d'alimentació
Per a un funcionament correcte s'ha de tenir cura pel que fa al concepte i disseny de la font d'alimentació. A causa de les restriccions d'espai, el TMCM-1140 inclou uns 40µF/35V de condensadors de filtre d'alimentació. Es tracta de condensadors ceràmics que s'han seleccionat per a una gran fiabilitat i una llarga vida útil. El mòdul inclou un díode supressor de 28 V per sobre-voltagprotecció.
ATENCIÓ!

	Afegiu condensadors d'alimentació externa! Es recomana connectar un condensador electrolític de mida important (per exemple, almenys 470µF/35V) a les línies d'alimentació al costat del TMCM-1140! Regla general per a la mida del condensador electrolític: c = 1000 μF/ A × ISUPPLY A més de l'estabilització de potència (tampó) i el filtratge, aquest condensador afegit també reduirà qualsevol voltagEls pics que d'altra manera podrien produir-se a partir d'una combinació de cables d'alimentació d'alta inductància i els condensadors ceràmics. A més, limitarà la velocitat de variació de la font d'alimentació voltage al mòdul. La baixa ESR dels condensadors de filtre només de ceràmica pot causar problemes d'estabilitat amb algunes fonts d'alimentació de commutació.
	No connecteu ni desconnecteu el motor durant el funcionament! El cable del motor i la inductivitat del motor poden provocar un voltage pics quan el motor està desconnectat / connectat mentre està energitzat. Aquests voltagLes puntes poden superar el voltagEls límits dels MOSFET del controlador i poden danyar-los permanentment. Per tant, desconnecteu sempre l'alimentació abans de connectar/desconnectar el motor.
	Mantenir la font d'alimentació voltagi per sota del límit superior de 28V! En cas contrari, l'electrònica del controlador es farà malbé greument! Especialment, quan el vol operatiu seleccionattagi està a prop del límit superior, es recomana una font d'alimentació regulada. Vegeu també el capítol 7, valors de funcionament.
	No hi ha protecció de polaritat inversa! El mòdul curtirà qualsevol volum de subministrament invertittage a causa dels díodes interns dels transistors conductors.

3.3.1.2 RS485
Per al control remot i la comunicació amb un sistema host, el TMCM-1140 proporciona una interfície de bus RS485 de dos cables.
Per al correcte funcionament, s'han de tenir en compte els elements següents a l'hora de configurar una xarxa RS485:

1. ESTRUCTURA AUTOBÚS:
   La topologia de la xarxa ha de seguir una estructura de bus el més a prop possible. És a dir, la connexió entre cada node i el mateix bus ha de ser el més curta possible. Bàsicament, hauria de ser curt en comparació amb la longitud de l'autobús.
2. TERMINACIÓ D'AUTOBÚS:
   Especialment per a busos més llargs i/o múltiples nodes connectats al bus i/o velocitats de comunicació altes, el bus s'ha d'acabar correctament als dos extrems. El TMCM-1140 no integra cap resistència de terminació. Per tant, les resistències de terminació de 120 ohms als dos extrems del bus s'han d'afegir externament.
3. NOMBRE DE NODES:
   L'estàndard d'interfície elèctrica RS485 (EIA-485) permet connectar fins a 32 nodes a un únic bus. Els transceptors de bus utilitzats a les unitats TMCM-1140 (maquinari V1.2: SN65HVD3082ED, des del maquinari V1.3: SN65HVD1781D) tenen una càrrega de bus significativament reduïda i permeten connectar un màxim de 255 unitats a un únic bus RS485 mitjançant el firmware TMCL . Tingueu en compte: normalment no es pot esperar que obtingui una comunicació fiable amb el nombre màxim de nodes connectats a un bus i la velocitat de comunicació màxima admesa alhora. En canvi, s'ha de trobar un compromís entre la longitud del cable de bus, la velocitat de comunicació i el nombre de nodes.
4. VELOCITAT DE COMUNICACIÓ:
   La velocitat màxima de comunicació RS485 suportada pel maquinari TMCM-1140 V1.2 és de 115200 bit/s i 1 Mbit/s des del maquinari V1.3. El valor predeterminat de fàbrica és 9600 bit/s. Si us plau, consulteu el manual de microprogramari TMCM-1140 TMCL separat per obtenir informació sobre altres velocitats de comunicació possibles per sota del límit superior del maquinari.
5. SENSE LÍNIES D'AUTOBÚS FLOTANT:
   Eviteu les línies de bus flotants mentre ni l'amfitrió/mestre ni cap dels esclaus de la línia de bus estigui transmetent dades (tots els nodes de bus han canviat al mode de recepció). Les línies d'autobús flotants poden provocar errors de comunicació. Per tal de garantir senyals vàlids al bus, es recomana utilitzar una xarxa de resistències que connecti ambdues línies de bus a nivells lògics ben definits.
   En realitat, hi ha dues opcions que es poden recomanar:
   Afegiu una xarxa de resistències (bias) a un costat del bus, només (la resistència de terminació de 120R encara als dos extrems):

O afegiu una xarxa de resistències (bias) als dos extrems del bus (com la terminació Profibus™):

Alguns convertidors d'interfície RS485 disponibles per a ordinadors ja inclouen aquestes resistències addicionals (per exemple, USB-2485 amb xarxa de polarització en un extrem del bus).

3.3.1.3 CAN
Per al control remot i la comunicació amb un sistema host, el TMCM-1140 proporciona una interfície de bus CAN. Tingueu en compte que la interfície CAN no està disponible en cas que l'USB estigui connectat. Per al correcte funcionament, s'han de tenir en compte els elements següents a l'hora de configurar una xarxa CAN:

1. ESTRUCTURA AUTOBÚS:
   La topologia de la xarxa ha de seguir una estructura de bus el més a prop possible. És a dir, la connexió entre cada node i el mateix bus ha de ser el més curta possible. Bàsicament, hauria de ser curt en comparació amb la longitud de l'autobús.
2. TERMINACIÓ D'AUTOBÚS:
   Especialment per a busos més llargs i/o múltiples nodes connectats al bus i/o velocitats de comunicació altes, el bus s'ha d'acabar correctament als dos extrems. El TMCM-1140 no integra cap resistència de terminació. Per tant, les resistències de terminació de 120 ohms als dos extrems del bus s'han d'afegir externament.

3. NOMBRE DE NODES:
   El transceptor de bus utilitzat a les unitats TMCM-1140 (TJA1050T) admet almenys 110 nodes en condicions òptimes. El nombre pràcticament assolible de nodes per bus CAN depèn molt de la longitud del bus (bus més llarg > menys nodes) i la velocitat de comunicació (més velocitat -> menys nodes).

3.3.2 Connector d'E/S polivalent
Hi ha disponible un connector de fila única CVIlux CI8P0108VK1-LF de 0 pins i 2 mm de pas per a totes les entrades i sortides polivalents.

	Pin	Etiqueta	Direcció	Descripció
	1	GND	Potència (GND)	Sistema i senyal de terra
	2	VDD	Font d'alimentació)	VDD, connectat al pin VDD del connector d'alimentació i comunicació
	3	OUT_0	Sortida	Sortida de drenatge obert (màx. 1A) Díode de roda lliure integrat a VDD
	4	OUT_1	Sortida	Sortida d'alimentació de +5V (màx. 100mA) Es pot activar/desactivar al programari
	5	IN_0	Entrada	Entrada analògica dedicada, Vol d'entradatagrang e: 0..+10V Resolució: 12 bits (0..4095)
	6	IN_1, STOP_L, ENC_A	Entrada	Entrada digital de propòsit general (compatible amb + 24 V)
				Funció alternativa 1: entrada de l'interruptor de parada esquerre
				Funció alternativa 2: entrada del canal A del codificador incremental extern
	7	IN_2, STOP_R, ENC_B	Entrada	Entrada digital de propòsit general (compatible amb + 24 V)
				Funció alternativa 1: entrada de l'interruptor de parada dreta
				Funció alternativa 2: entrada del canal B del codificador incremental extern
	8	IN_3, HOME, ENC_N	Entrada	Entrada digital de propòsit general (compatible amb + 24 V)
				Funció alternativa 1: entrada de l'interruptor d'inici
				Funció alternativa 2: índex de codificador incremental extern / entrada de canal zero

Taula 3.3 Connector d'E/S polivalent

Nota:

•  Totes les entrades tenen un volum basat en resistènciestage divisors d'entrada amb díodes de protecció. Aquestes resistències també garanteixen un nivell GND vàlid quan no es connecten.
• Per a totes les entrades digitals (IN_1, IN_2, IN_3) es pot activar una resistència pull-up de 2k2 a +5V (configuració per defecte amb totes les versions de firmware TMCL més recents). Aleshores, aquestes entrades tenen un nivell lògic predeterminat (no connectat) d'1 i es pot connectar un commutador extern a GND. Això pot ser especialment interessant si aquestes entrades s'utilitzen com a entrades d'interruptor STOP_L / STOP_R i HOME (funció alternativa 1) o com a entrada de codificador per a un codificador incremental A/B/N extern amb sortides de col·lector obert (no són necessaris pull-ups). per a codificadors amb sortides push-pull).

3.3.2.1 Entrades digitals IN_1, IN_2, IN_3
El connector de vuit pins del TMCM-1140 proporciona tres entrades digitals polivalents IN_1, IN_2 i IN_3. Les tres entrades accepten senyals d'entrada de fins a +24 V (nom.) i ofereixen el mateix circuit d'entrada amb voltage divisors de resistències, limitant
díodes contra sobre i baix voltage i resistències pull-up programables 2k2.
Els pull-ups es poden activar o desactivar per a les tres entrades alhora al programari.
Amb l'ordre del microprogramari TMCL SIO 0, 0, 0 desactivarà els pull-ups i l'ordre SIO 0, 0, 1 els activarà (vegeu el manual del microprogramari TMCL separat, l'ordre SIO per obtenir informació més detallada). Les tres entrades digitals tenen una funcionalitat alternativa segons la configuració del programari. Les funcions següents estan disponibles:

Etiqueta (pin)	Funció per defecte	Funció alternativa 1	Funció alternativa 2
IN_1 (6)	Entrada digital d'ús general TMCL: GIO 1, 0 // obteniu el valor digital de l'entrada IN_1	STOP_L: entrada de l'interruptor de parada esquerra, connectada al processador i a l'entrada REF TMC429 (admet la funcionalitat de parada esquerra al maquinari) TMCL: GAP 11, 0 // obteniu el valor digital de l'entrada STOP_L	ENC_A: canal d'entrada del codificador incremental extern A, connectat a l'entrada del comptador del codificador del processador
IN_2 (7)	Entrada digital d'ús general TMCL: GIO 2, 0 // obteniu el valor digital de l'entrada IN_2	STOP_R: entrada d'interruptor d'aturada dreta, connectada al processador i entrada REF TMC429 (admet la funcionalitat de l'interruptor d'aturada dreta al maquinari) TMCL: GAP 10, 0 // obteniu el valor digital de l'entrada STOP_R	ENC_B: canal d'entrada del codificador incremental extern B, connectat a l'entrada del comptador del codificador del processador
IN_3 (8)	Entrada digital d'ús general TMCL: GIO 3, 0 // obteniu el valor digital de l'entrada IN_3	HOME: entrada d'interruptor d'inici, connectada al processador TMCL: GAP 9, 0 // obteniu el valor digital de l'entrada HOME	ENC_N: índex d'entrada del codificador incremental extern / canal zero, connectat a l'entrada d'interrupció del processador

Taula 3.4 Entrades polivalents / funcions alternatives

– Les tres entrades digitals estan connectades al processador integrat i es poden utilitzar com a entrades digitals d'ús general (per defecte).
– Per utilitzar IN_1 i IN_2 com a entrades STOP_L i STOP_R, aquesta funció s'ha d'habilitar explícitament al programari (per defecte de fàbrica: desactivada). Amb el firmware TMCL, la funcionalitat de l'interruptor de parada es pot habilitar mitjançant SAP 12, 0, 0 (STOP_R / interruptor de límit dret) i SAP 13, 0, 0 (STOP_L / interruptor de límit esquerre). Com ja indiquen els noms: l'estat de l'interruptor de final de carrera esquerre (STOP_L) serà significatiu només durant els girs a l'esquerra del motor i l'estat de l'interruptor de final de carrera dret només durant els girs a la dreta del motor (direcció positiva). En qualsevol moment és possible llegir els valors d'entrada mitjançant les ordres GAP que s'indiquen a la taula anterior. Si us plau, consulteu el manual del microprogramari TMCL a part per obtenir informació addicional.
– Codificador extern: es pot connectar un codificador incremental extern A/B/N al TMCM-1140 i utilitzar-lo a més o com a alternativa al codificador intern sensOstep™. Utilitzant TMCL, el valor del comptador del codificador d'aquest segon codificador es pot llegir mitjançant l'ordre TMCL GAP 216, 0 (vegeu el manual del microprogramari TMCL a part per a més detalls). L'escala predeterminada de fàbrica del comptador del codificador és 1:1, és a dir, després d'una rotació del codificador, el comptador del codificador s'incrementarà / disminuirà pel nombre de ticks del codificador (línies del codificador x 4). Quan utilitzeu un codificador extern, connecteu el canal del codificador A a IN_1, el canal B a IN_2, el canal N o zero a IN_3 (opcional), la terra del codificador a la terra d'alimentació del mòdul (per exemple, el pin 1 del connector d'E/S multiús) i el +5V. subministra l'entrada del codificador a OUT_1 (tot al connector d'E/S multiusos). Tingueu en compte que per alimentar l'encoder amb +5V, la sortida OUT_1 s'ha d'activar primer mitjançant SIO 1, 2, 1 (vegeu també el capítol 3.3.2.3).
3.3.2.2 Entrada analògica IN_0
El connector de vuit pins del TMCM-1140 proporciona una entrada analògica dedicada IN_0. Aquesta entrada analògica dedicada ofereix un rang d'entrada a escala completa d'aprox. 0… +10 V (0..+10.56 V nom.) amb una resolució del convertidor intern analògic-digital del microcontrolador de 12 bits (0… 4095).
L'entrada està protegida contra un volum més alttagés fins a +24 V utilitzant voltage divisors de resistències juntament amb díodes limitadors contra voltagés per sota de 0 V (GND) i per sobre de +3.3 V CC (vegeu la figura següent). Amb el firmware TMCL, el valor analògic d'aquesta entrada es pot llegir mitjançant l'ordre GIO 0, 1. L'ordre retornarà el valor brut del convertidor analògic a digital de 12 bits entre 0 .. 4095. També és possible llegir el valor digital d'aquesta entrada mitjançant l'ordre TMCL GIO 0, 0. El punt d'intervenció (entre 0 i 1) estarà a aprox. Vol d'entrada de +5Vtage (la meitat del rang d'entrada analògica).
3.3.2.3 Sortides OUT_0, OUT_1
El connector de vuit pins del TMCM-1140 ofereix dues sortides d'ús general OUT_0 i OUT_1. OUT_0 és una sortida de drenatge obert capaç de canviar (enfonsar-se) fins a 1A. La sortida dels transistors MOSFET de canal N està connectada a un díode de roda lliure per protegir contra vol.tage pics especialment de càrregues inductives (relés, etc.) per sobre del volum d'alimentaciótage (vegeu la figura següent).
OUT_0 no s'ha de connectar a cap voltage per sobre de l'oferta voltage del mòdul a causa del díode de roda lliure intern.

Amb el microprogramari TMCL, OUT_0 es pot activar (OUT_0 baixa) mitjançant l'ordre SIO 0, 2, 1 i desactivar-se de nou (OUT_0 flotant) mitjançant l'ordre SIO 0, 2, 0 (aquesta és també la configuració predeterminada de fàbrica d'aquesta sortida). En el cas d'una sortida flotant
no es desitja a l'aplicació una resistència externa per, per exemple, subministrar voltages pot afegir e.
En canvi, OUT_1 és capaç de subministrar +5V (amb 100 mA màxim) a una càrrega externa. Un MOSFET de canal P integrat permet encendre / apagar aquest subministrament de +5V al programari (vegeu la figura següent). Aquesta sortida es pot utilitzar per subministrar
+5V a un circuit codificador extern. Tingueu en compte que el subministrament de +5V s'ha d'activar explícitament al programari.Amb el microprogramari TMCL, OUT_1 es pot activar (subministreu +5V al circuit extern) mitjançant l'ordre SIO 1, 2, 1 i apagat (sortida baixa mitjançant una resistència desplegable de 10k) mitjançant l'ordre SIO 1, 2, 0 (això també és el configuració predeterminada de fàbrica d'aquesta sortida).
3.3.3 Connector del motor
Com a connector del motor, hi ha disponible un connector de fila única CVIlux CI4P0104VK1-LF de 0 pins i 2 mm de pas. El connector del motor s'utilitza per connectar els quatre cables del motor de les dues bobines del motor del motor pas a pas bipolar a l'electrònica.

	Pin	Etiqueta	Direcció	Descripció
	1	OB2	Sortida	Pin 2 de la bobina del motor B
	2	OB1	Sortida	Pin 1 de la bobina del motor B
	3	OA2	Sortida	Pin 2 de la bobina del motor A
	4	OA1	Sortida	Pin 1 de la bobina del motor A

Taula 3.5 Connector del motor

Example per connectar els motors pas a pas QSH4218 NEMA 17 / 42 mm:
	TMCM-1140	Motor QS4218
	Pin del connector del motor	Color del cable	Bobina	Descripció
	1	Vermell	B	Pin 1 de la bobina del motor B

2	Blau	B-	Pin 2 de la bobina del motor B
3	Verd	A-	Bobina del motor A pin 2
4	Negre	A	Bobina del motor A pin 1

3.3.4 Connector mini-USB
Hi ha un connector mini-USB de 5 pins disponible a bord per a la comunicació en sèrie (com a alternativa a la interfície CAN i RS485). Aquest mòdul admet connexions USB 2.0 de velocitat completa (12 Mbit/s).
La interfície CAN es desactivarà tan bon punt es connecti USB a causa de la compartició interna dels recursos de maquinari.

	Pin	Etiqueta	Direcció	Descripció
	1	VBUS	Poder (entrada de subministrament)	+5V subministrament de l'amfitrió
	2	D-	Bidireccional	Dades USB:
	3	D+	Bidireccional	Dades USB +
	4	ID	Potència (GND)	Connectat al senyal i a terra del sistema
	5	GND	Potència (GND)	Connectat al senyal i a terra del sistema

Taula 3.6 Connector per a USB

Per al control remot i la comunicació amb un sistema host, el TMCM-1140 proporciona una interfície USB 2.0 de velocitat completa (12 Mbit/s) (connector mini-USB). Tan bon punt es connecti un host USB, el mòdul acceptarà ordres mitjançant USB.
MODE DE FUNCIONAMENT ALIMENTAT PER BUS USB
El TMCM-1140 admet tant el funcionament d'alimentació automàtica USB (quan es subministra una alimentació externa a través del connector de la font d'alimentació) com el funcionament del bus USB (sense font d'alimentació externa mitjançant el connector d'alimentació).
La lògica del nucli digital a bord s'alimentarà mitjançant USB en cas que no hi hagi cap altre subministrament connectat (operació alimentada per bus USB). La lògica del nucli digital inclou el propi microcontrolador i també l'EEPROM. El mode de funcionament alimentat per bus USB s'ha implementat per permetre la configuració, la configuració de paràmetres, les lectures, les actualitzacions de microprogramari, etc. només connectant un cable USB entre el mòdul i l'ordinador amfitrió. No es requereix cap cablejat addicional ni dispositius externs (per exemple, font d'alimentació).
Tingueu en compte que el mòdul pot extreure corrent del subministrament de bus USB + 5 V fins i tot en funcionament automàtic USB, depenent del volum.tage nivell d'aquest subministrament.
Els moviments motors no són possibles en aquest mode. Per tant, connecteu sempre una font d'alimentació al connector d'alimentació i comunicació per als moviments del motor.

Corrent del conductor del motor

El controlador del motor pas a pas a bord funciona controlat pel corrent. El corrent del controlador es pot programar al programari per a corrents de bobina del motor de fins a 2 A RMS amb 32 passos d'escala efectius al maquinari (CS a la taula següent).
Explicació de les diferents columnes de la taula següent:
Configuració de corrent del motor al programari (TMCL)
Aquests són els valors del paràmetre 6 de l'eix TMCL (corrent de funcionament del motor) i 7 (corrent d'espera del motor). S'utilitzen per configurar el corrent d'execució/espera mitjançant les ordres TMCL següents:
SAP 6, 0, // estableix el corrent d'execució
SAP 7, 0, // estableix el corrent d'espera (valor de lectura amb GAP en comptes de SAP. Consulteu el manual del microprogramari TMCM-1140 per a més informació)
Corrent del motor IRMS [A] Intensitat del motor resultant basada en la configuració de corrent del motor

Motor configuració actual programari (TMCL)	Pas d'escala actual (CS)	Corrent del motor ICOIL_PEAK [A]	Motor actual ICOIL_RMS [A]
0..7	0	0.092	0.065
8..15	1	0.184	0.130
16..23	2	0.276	0.195
24..31	3	0.368	0.260
32..39	4	0.460	0.326
40..47	5	0.552	0.391
48..55	6	0.645	0.456
56..63	7	0.737	0.521
64..71	8	0.829	0.586
72..79	9	0.921	0.651
80..87	10	1.013	0.716
88..95	11	1.105	0.781
96..103	12	1.197	0.846
104..111	13	1.289	0.912
112..119	14	1.381	0.977
120..127	15	1.473	1.042
128..135	16	1.565	1.107
136..143	17	1.657	1.172
144..151	18	1.749	1.237
152..159	19	1.842	1.302
160..167	20	1.934	1.367
168..175	21	2.026	1.432
176..183	22	2.118	1.497
184..191	23	2.210	1.563
192..199	24	2.302	1.628
200..207	25	2.394	1.693
208..215	26	2.486	1.758
216..223	27	2.578	1.823
224..231	28	2.670	1.888
232..239	29	2.762	1.953
240..247	30	2.854	2.018
248..255	31	2.946	2.083

A més dels paràmetres de la taula, el corrent del motor es pot desactivar completament (roda lliure) mitjançant el paràmetre de l'eix 204 (vegeu el manual del microprogramari TMCM-1140).

Restableix els valors predeterminats de fàbrica

És possible restablir el TMCM-1140 a la configuració predeterminada de fàbrica sense establir un enllaç de comunicació. Això pot ser útil en cas que els paràmetres de comunicació de la interfície preferida s'hagin establert en valors desconeguts o s'hagin perdut accidentalment. Per a aquest procediment, s'han d'escurçar dos coixinets a la part inferior de la placa.

Si us plau, realitzeu els passos següents:

1. Font d'alimentació apagada i cable USB desconnectat
2. Dos coixinets curts tal com es marca a la figura 5.1
3. Tauler d'encesa (l'alimentació mitjançant USB és suficient per a aquest propòsit)
4. Espereu fins que els LED vermell i verd integrats comencen a parpellejar ràpidament (això pot trigar una estona)
5. Tauler d'apagada (desconnecteu el cable USB)
6. Traieu el curt entre els coixinets
7. Després d'encendre la font d'alimentació / connectar el cable USB, tots els paràmetres permanents s'han restaurat als valors predeterminats de fàbrica

LED integrats

La placa ofereix dos LED per indicar l'estat de la placa. La funció dels dos LED depèn de la versió del microprogramari. Amb el firmware estàndard TMCL, el LED verd hauria de parpellejar lentament durant el funcionament i el LED vermell
hauria d'estar apagat.
Quan no hi ha cap microprogramari vàlid programat a la placa o durant l'actualització del microprogramari, els LED vermells i verds estan permanentment encesos.
COMPORTAMENT DELS LED AMB FIRMWARE ESTÀNDARD TMCL

Estat	Etiqueta	Descripció
Batec del cor	Corre	Aquest LED verd parpelleja lentament durant el funcionament.
Error	Error	Aquest LED vermell s'il·lumina si es produeix un error.

Valoracions operatives

Les qualificacions operatives mostren els rangs previstos o característiques i s'han d'utilitzar com a valors de disseny.
En cap cas es superaran els valors màxims!

Símbol	Paràmetre	Min	Tip	Màx	Unitat
VDD	Alimentació voltage per al funcionament	9	12... 24	28	V
ICOIL_pic	Corrent de bobina del motor per ona sinusoïdal cim (chopper regulat, ajustable mitjançant programari)	0		2.8	A
ICOIL_RMS	Corrent continu del motor (RMS)	0		2.0	A
IDD	Corrent d'alimentació		<< ICOIL	1.4 * IBOBINA	A
TENV	Temperatura ambiental al corrent nominal (no requereix refrigeració forçada)	-30		+50	°C
TENV_1A	Temperatura ambiental a 1A RMS corrent del motor / meitat màx. corrent (no requereix refrigeració forçada)	-30		+70	°C

Taula 7.1 Valoracions generals de funcionament del mòdul

VALORACIONS OPERACIONALS D'E/S MULTIUSOS

Símbol	Paràmetre	Min	Tip	Màx	Unitat
VOUT_0	Voltage a la sortida de drenatge obert OUT_0	0		+ VDD	V
IOUT_0	Corrent d'aigüera de sortida de la sortida de drenatge obert OUT_0			1	A
VOUT_1	Voltage a la sortida OUT_1 (quan està encès)		+5		V
IOUT_1	Corrent de la font de sortida per a OUT_1			100	mA
VIN_1/2/3	Vol d’entradatage per a IN_1, IN_2, IN_3 (entrades digitals)	0		+ VDD	V
VIN_L 1/2/3	Vol de baix nivelltage per a IN_1, IN_2 i IN_3	0		1.1	V
VIN_H 1/2/3	Alt nivell voltage per a IN_1, IN_2 i IN_3	3.4		+ VDD	V
VIN_0	Interval de mesura per a l'entrada analògica IN_0	0		+10*)	V

Taula 7.2 Valoracions operatives de les E/S polivalents
*) aprox. 0…+10.56 V a l'entrada analògica IN_0 es tradueix a 0..4095 (ADC de 12 bits, valors en brut). Per sobre d'aprox.
+10.56 V l'entrada analògica es saturarà, però no es farà malbé (fins a VDD).
VALORACIONS OPERACIONALS DE LA INTERFÀCIE RS485

Símbol	Paràmetre	Min	Tip	Màx	Unitat
NRS485	Nombre de nodes connectats a una única xarxa RS485			256
fRS485	Velocitat de bits màxima compatible amb la connexió RS485		9600	115200 1000000*)	bps

Taula 7.3: Classificacions operatives de la interfície RS485
*) revisió de maquinari V1.2: màx. 115200 bit/s, revisió de maquinari V1.3: màx. 1 Mbit/s
VALORACIONS OPERACIONALS DE LA INTERFÀCIE CAN

Símbol	Paràmetre	Min	Tip	Màx	Unitat
NCAN	Nombre de nodes connectats a una única xarxa RS485			> 110
fCAN	Velocitat de bits màxima compatible amb la connexió CAN		1000	1000	kbit/s

Taula 7.4 Valoracions operatives de la interfície CAN

Descripció funcional

El TMCM-1140 és un mòdul controlador/controlador altament integrat que es pot controlar mitjançant diverses interfícies sèrie. El trànsit de comunicacions es manté baix des de totes les operacions crítiques del temps (per exemple, ramp càlculs) es realitzen a bord. L'oferta nominal voltage de la unitat és de 24 V CC. El mòdul està dissenyat tant per al funcionament autònom com per al mode directe. És possible un control remot complet del dispositiu amb comentaris. El firmware del mòdul es pot actualitzar mitjançant qualsevol de les interfícies sèrie.
A la figura 8.1 es mostren les parts principals del TMCM-1140:
– el microprocessador, que executa el sistema operatiu TMCL (connectat a la memòria TMCL),
– el controlador de moviment, que calcula ramps i velocitat profiles internament per maquinari,
- el controlador d'energia amb stallGuard2 i la seva funció coolStep d'eficiència energètica,
– el controlador MOSFET stage, i
– el codificador sensOstep amb resolucions de 10 bits (1024 passos) per revolució.

El TMCM-1140 inclou l'entorn de desenvolupament de programari basat en PC TMCL-IDE per al llenguatge de control de moviment Trinamic (TMCM). Es garanteix l'ús d'ordres d'alt nivell TMCL predefinides, com ara moure a la posició, un desenvolupament ràpid i ràpid d'aplicacions de control de moviment.
Consulteu el manual del firmware del TMCM-1140 per obtenir més informació sobre les ordres TMCL.

TMCM-1140 Descripció operativa

9.1 Càlcul: Velocitat i acceleració vs. Microstep i Fullstep Freqüència
Els valors dels paràmetres enviats al TMC429 no tenen valors típics del motor com les rotacions per segon com a velocitat. Però aquests valors es poden calcular a partir dels paràmetres TMC429 tal com es mostra en aquesta secció.
PARÀMETRES DE TMC429

Senyal	Descripció	Interval
fCLK	freqüència de rellotge	16 MHz
velocitat	–	0... 2047
a_màx	acceleració màxima	0... 2047
pols_div	divisor per a la velocitat. Com més alt sigui el valor, menor serà el valor predeterminat de velocitat màxima = 0	0... 13
ramp_div	divisor per a l'acceleració. Com més alt sigui el valor, menor serà l'acceleració màxima valor per defecte = 0	0... 13
Usrs	resolució de micropassos (microspassos per pas complet = 2usrs)	0... 8

Taula 9.1 Paràmetres de velocitat del TMC429

FREQÜÈNCIA DE MICROSTEPS
Es calcula amb la freqüència de micropas del motor pas a pas

FREQÜÈNCIA DE PAS COMPLET
Per calcular la freqüència de pas complet a partir de la freqüència de micropas, la freqüència de micropas s'ha de dividir pel nombre de micropassos per pas complet.

El canvi en la freqüència del pols per unitat de temps (canvi de freqüència del pols per segon – l'acceleració a) ve donat per

Això resulta en una acceleració en passos complets de:

EXAMPLE

Senyal	valor
f_CLK	16 MHz
velocitat	1000
a_màx	1000
pols_div	1
ramp_div	1
usrs	6

CÀLCUL DEL NOMBRE DE ROTACIONS
Un motor pas a pas té, per exemple, 72 fluters per rotació.

Política de suport vital

TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG no autoritza ni garanteix cap dels seus productes per al seu ús en sistemes de suport vital, sense el consentiment específic per escrit de TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG.
Els sistemes de suport vital són equips destinats a mantenir o mantenir la vida, i la fallada del qual, quan s'utilitzen correctament d'acord amb les instruccions proporcionades, es pot esperar raonablement que provoqui lesions personals o la mort.
© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2013 – 2015

Es considera que la informació proporcionada en aquest full de dades és precisa i fiable. No obstant això, no s'assumeix cap responsabilitat per les conseqüències del seu ús ni per qualsevol infracció de patents o altres drets de tercers, que es puguin derivar del seu ús.
Les especificacions estan subjectes a canvis sense previ avís.
Totes les marques comercials utilitzades són propietat dels seus respectius propietaris.

Historial de revisions

11.1 Revisió de documents

Versió	Data	Autor	Descripció
0.90	2011-DES-22	GE	Versió inicial
0.91	2012-MAIG-02	GE	Actualitzat per a la versió de PCB TMCM-1140_V11
1.00	2012-JUNY-12	SD	Primera versió completa que inclou nous capítols sobre: – restablir als valors predeterminats de fàbrica i – LEDs
1.01	2012-JUL-30	SD	Circuit intern d'entrades corregit.
1.02	2013-MAR-26	SD	S'han canviat els noms de les entrades: AIN_0   IN_0 IN_0       IN_1 IN_1       IN_2 IN_2       IN_3 S'han canviat els noms de les sortides: OUT_1 = OUT_0 OUT_0 = OUT_1
1.03	2013-JUL-23	SD	– S'han actualitzat els tipus de connectors. – Capítol 3.3.1.1 actualitzat.
1.04	2015-GEN-05	GE	– S'ha afegit una nova versió de maquinari V13 - S'ha afegit la configuració actual del controlador del motor (capítol 4) – Diverses incorporacions

Taula 11.1 Revisió de documents
11.2 Revisió de maquinari

Versió	Data	Descripció
TMCM-1040_V10*)	2011-MAR-08	Versió inicial
TMCM-1140_V11*)	2011-JUL-19	– Optimització de circuits d'E/S polivalents - S'ha canviat la generació i distribució del rellotge (oscil·lador de 16 MHz)
TMCM-1140_V12**)	2012-ABR-12	– Més optimització de costos incl. IC de sensor diferent amb un màxim de 10 bits. resolució
TMCM-1140_V13**)	2013-AGOST-22	– MOSFET del controlador del motor pas a pas: els MOSFET del controlador stage han estat substituïts. Els nous MOSFET ofereixen menys dissipació de calor que els anteriors / actualment utilitzats. A part d'això, el rendiment i la configuració, inclosa el corrent de sortida del controlador i la forma d'ona de sortida, són essencialment els mateixos. – Sortides d'ús general OUT_0 / OUT_1: S'han substituït els MOSFET utilitzats per activar/desactivar aquestes sortides. Els nous MOSFET ofereixen menys dissipació de calor que els anteriors / actualment utilitzats. A part d'això, la funcionalitat i les qualificacions són essencialment les mateixes. – Transceptor RS485: el transceptor RS485 s'ha substituït pel transceptor SN65HVD1781 que ofereix una millor protecció contra errors (fins a 70 V de protecció) i suporta velocitats de comunicació més altes (fins a 1 Mbit/s). – En curs (pròximament): recobriment de conformació de les dues cares del PCB. Proporciona una protecció millorada contra la humitat i la pols i les escombraries (p. ex., en el cas de les versions muntades a motor PD42-x-1140: peces metàl·liques petites a la

Versió	Data	Descripció
		La PCB atreta per l'imant codificador pot provocar un mal funcionament del dispositiu sense protecció).

Taula 11.2 Revisió de maquinari
*): V10, V11: només prototips.
**) V12: versió del producte en sèrie. Es substitueix per la versió del producte de la sèrie V13 a causa de l'EOL (final de vida útil) dels MOSFET. Siusplau mira
"PCN_1014_08_29_TMCM-1140.pdf" al nostre Web-lloc, també

Referències

[TMCM-1140 TMCL]	Manual del firmware TMCM-1140 TMCL
[TMC262]	Full de dades TMC262
[TMC429]	Full de dades TMC429
[TMCL-IDE]	Manual d'usuari de TMCL-IDE

TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
Hamburg, Alemanya
www.trinamic.com
Consulteu www.trinamic.com.
www.trinamic.com
Descarregat de Arrow.com.

Documents/Recursos

TRINAMIC TMCM-1140 Mòdul controlador/controlador de motor pas a pas d'un eix [pdfManual d'usuari V1.3, TMCM-1140, Mòdul de controlador de controlador de motor pas a pas d'un eix, Mòdul de controlador de controlador de motor pas a pas d'eix TMCM-1140, Mòdul de controlador de controlador de motor pas a pas d'eix, Mòdul de controlador de controlador de motor pas a pas, Mòdul de controlador de controlador de motor, Mòdul de controlador de controlador, controlador Mòdul, mòdul

Referències

• Manual d'usuari