TRINAMIC PD-1160 UNIKÁTNÍ VLASTNOSTI Krokový motor s ovladačem

Informace o produktu

• Název produktu: Krokový motor PANdrive s ovladačem / driverem
• Verze hardwaru: V1.1
• Výrobce: TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
• Webmísto: www.trinamic.com

Jedinečné vlastnosti

• Krokový motor s ovladačem/ovladačem
• Točivý moment 0.55 – 3.1 Nm
• 48V kodér sensOstepTM
• Rozhraní USB, RS485 a CAN
• Rozhraní Step/Dir

Objednávkové kódy

PD-1160

Mechanické a elektrické rozhraní

PD57-1160 Rozměry
Rozměry pro PD57-1160 jsou k dispozici v hardwarové příručce.

PD60-1160 Rozměry
Rozměry pro PD60-1160 jsou k dispozici v hardwarové příručce.

Propojky

Ukončení sběrnice RS485

Pokyny pro ukončení sběrnice RS485 jsou k dispozici v hardwarové příručce.

Ukončení sběrnice CAN
Pokyny pro ukončení sběrnice CAN jsou k dispozici v hardwarové příručce.

Křivky
PD57-1160 Křivky točivého momentu
Křivky točivého momentu pro PD57-1160 jsou k dispozici v hardwarové příručce.

PD60-1160 Křivky točivého momentu
Křivky točivého momentu pro PD60-1160 jsou k dispozici v hardwarové příručce.

Popis funkce
Podrobný popis funkcí je k dispozici v hardwarové příručce.

Provozní popis
Popis činnosti pro PD-1160 je k dispozici v hardwarové příručce.

Zásady podpory života
Informace o zásadách podpory života jsou k dispozici v hardwarové příručce.

Historie revizí
Historie revizí pro PD-1160 je k dispozici v hardwarové příručce.

PD-1160

Krokový motor s ovladačem / ovladačem 0.55 – 3.1 Nm / 48 V sensOstep™ Encoder USB, RS485 a CAN Step/Dir rozhraní

Vlastnosti

PANdrive™ PD-1160 je plně mechatronické řešení se sadou nejmodernějších funkcí. Je vysoce integrovaný a nabízí pohodlnou manipulaci. PD-1160 obsahuje krokový motor, elektroniku ovladače/ovladače a enkodér sensOstep™ TRINAMIC. Může být použit v mnoha decentralizovaných aplikacích a byl navržen pro max. 0.55… 3.1Nm. přídržný moment a jmenovité napájecí napětí 24 nebo 48 V DC objtagE. Díky vysoké energetické účinnosti technologie coolStep společnosti TRINAMIC jsou náklady na spotřebu energie nízké. Firmware TMCL™ umožňuje samostatný provoz a přímý režim.

HLAVNÍ RYSY

Pohybový ovladač

• Motion profile výpočet v reálném čase
• Průběžná změna parametrů motoru (např. poloha, rychlost, zrychlení)
• Vysoce výkonný mikrokontrolér pro celkové řízení systému a zpracování sériového komunikačního protokolu

Ovladač bipolárního krokového motoru

• Až 256 mikrokroků na celý krok
• Vysoce účinný provoz, nízký ztrátový výkon
• Dynamická regulace proudu
• Integrovaná ochrana
• StallGuard2 funkce pro detekci zablokování
• Funkce coolStep pro sníženou spotřebu energie a odvod tepla

Kodér

• Magnetický enkodér sensOstep (1024 inkrementů na otáčku), např. pro detekci skokové ztráty za všech provozních podmínek a dohled nad polohováním
• Rozhraní pro připojení externího inkrementálního a/b/n enkodéru

Rozhraní

• rozhraní RS485
• Rozhraní CAN (2.0B až 1Mbit/s).
• Rozhraní USB plné rychlosti (12 Mbit/s).
• Rozhraní Step/Direction (opticky izolované)
• 3 vstupy pro stop spínače a domácí spínač (+24V kompatibilní) s programovatelným pull-upem
• 2 univerzální vstupy (+24V kompatibilní) a 2 univerzální výstupy (otevřený kolektor)
• Rozhraní inkrementálního a/b/n kodéru (přímo podporovány signály TTL a otevřených kolektorů)

Bezpečnostní prvky

• Vypínací vstup – ovladač bude hardwarově deaktivován, dokud tento pin zůstane otevřený nebo zkratovaný k zemi
• Samostatná dodávka objtage vstupy pro driver a digitální logiku – napájení driveru svtage může být externě vypnuto při napájení digitální logiky, a proto digitální logika zůstává aktivní

Software

• TMCL: samostatný provoz nebo dálkově ovládaný provoz, programová paměť (nevolatilní) pro až 2048 příkazů TMCL a software pro vývoj aplikací na bázi PC TMCL-IDE k dispozici zdarma.
• Připraveno pro CANopen

Elektrická a mechanická data

• Napájecí objemtage: společná zásoba svtages Podpora +12 V DC / +24 V DC / +48 V DC (+9 V… +51 V DC)
• Proud motoru: až 2.8 A RMS (programovatelné)
• 0.55…3.1 Nm max. přídržný moment (závisí na motoru)
• S krokovým motorem NEMA23 (velikost příruby motoru 57 mm) nebo NEMA24 (velikost příruby motoru 60 mm)

Viz také samostatná příručka firmwaru TMCL.

JEDINEČNÉ VLASTNOSTI TRINAMICS – SNADNÉ POUŽITÍ S TMCL

stallGuard2™ stallGuard2 je vysoce přesné bezsenzorové měření zátěže pomocí zadního EMF na cívkách. Může být použit pro detekci zablokování, stejně jako pro jiné účely při zatíženích nižších než ty, které zastavují motor. Hodnota měření stallGuard2 se mění lineárně v širokém rozsahu nastavení zatížení, rychlosti a proudu. Při maximálním zatížení motoru se hodnota dostane na nulu nebo blízko nule. Toto je energeticky nejúčinnější bod provozu motoru.

coolStep™ coolStep je automatické škálování proudu přizpůsobivé zátěži založené na měření zátěže pomocí stallGuard2, které přizpůsobuje požadovaný proud zátěži. Spotřebu energie lze snížit až o 75 %. coolStep umožňuje značnou úsporu energie, zejména u motorů, které jsou vystaveny proměnlivému zatížení nebo pracují při vysokém pracovním cyklu. Protože aplikace krokového motoru musí pracovat s rezervou točivého momentu 30 % až 50 %, i aplikace s konstantním zatížením umožňuje výrazné úspory energie, protože coolStep automaticky aktivuje rezervu točivého momentu, když je to potřeba. Snížení spotřeby energie udržuje systém chladnější, zvyšuje životnost motoru a umožňuje snížit náklady.

Objednávkové kódy

PD-1160 je v současné době k dispozici se dvěma různými řadami krokových motorů (velikost příruby NEMA23 / 57 mm nebo NEMA24 / velikost příruby 60 mm):

S motorem o velikosti příruby NEMA 23 / 57 mm:
Délka PANdrive je uvedena bez délky osy. K celkové délce výrobku přidejte 24 mm.

Tabulka 2.1 Objednací kódy (PD57-1160)

Objednací kód	Popis	Velikost (mm3)
PD57-1-1160	PANdrive s max. 0.55 Nm/udržovací moment	60 x 60 x 58
PD57-2-1160	PANdrive s max. 1.01 Nm/udržovací moment	60 x 60 x 68

S motorem o velikosti příruby NEMA 24 / 60 mm:
Délka PANdrive je uvedena bez délky osy. K celkové délce výrobku přidejte 24 mm.

Tabulka 2.2 Objednací kódy (PD60-1160)

Objednací kód	Popis	Velikost (mm3)
PD60-3-1160	PANdrive s max. 2.10 Nm/udržovací moment	60 x 60 x 82
PD60-4-1160	PANdrive s max. 3.10 Nm/udržovací moment	60 x 60 x 103

Pro tento modul je k dispozici sada kabelového svazku:

Tabulka 2.3 Objednací kódy kabelových svazků

Objednací kód	Popis
PD-1160-KABEL	Kabelový svazek pro PD-1160: – 1x kabelový svazek pro napájecí konektor (délka 200 mm) – 1x kabelový svazek pro komunikační konektor (délka 200 mm) – 1x kabelový svazek pro víceúčelový I/O konektor (délka 200 mm) – 1x kabelový svazek pro S/D konektor (délka 200 mm) – 1x kabelový svazek pro konektor kodéru (délka 200 mm) – 1x konektor USB typu A na kabel s konektorem mini-USB typu B (délka 1.5 m)

Mechanické a elektrické rozhraní

Rozměry PD57-1160 a PD60-1160

1. PD57-1160 Rozměry
   PD57-1160 obsahuje modul ovladače/budiče krokového motoru TMCM-1160, magnetický kodér založený na technologii sensOstep a bipolární krokový motor NEMA23. V současné době je na výběr mezi dvěma bipolárními krokovými motory NEMA 23/57mm s různými délkami a různými přídržnými momenty.
2. PD60-1160 Rozměry
   V současné době je na výběr mezi dvěma bipolárními krokovými motory NEMA 24/60mm s různými délkami a různými přídržnými momenty.

Konektory PD-1160
PD-1160 nabízí sedm konektorů včetně konektoru motoru, který se používá pro připojení cívek motoru k elektronice. Kromě napájecího konektoru jsou zde dva konektory pro sériovou komunikaci (mini-USB konektor a 5pinový konektor pro RS485 a CAN) a tři konektory pro Step/Direction, víceúčelové vstupní/výstupní signály a pro externí kodér.

Víceúčelový konektor nabízí dva univerzální výstupy, dva všeobecné vstupy, dva vstupy pro stop spínače a jeden pro další domovský spínač.
Konektor napájecího zdroje nabízí samostatné vstupy pro ovladač a pro napájení logiky plus vstup pro vypnutí hardwaru. Ponechání vypínacího vstupu otevřeného nebo jeho přivázání k zemi deaktivuje ovladače motorutage v hardwaru. Pro provoz by měl být tento vstup svázán s napájecím objtage.

Tabulka 3.1 Konektory a protilehlé konektory, kontakty a příslušný vodič

Označení	Typ konektoru	Typ spojovacího konektoru
Napájecí konektor	JST B4B-EH-A (JST série EH, 4piny, rozteč 2.5 mm)	Pouzdro konektoru: JST EHR-4 Kontakty: JST SEH-001T-P0.6 Vodič: 0.33 mm2, AWG 22
Sériová komunikace Konektor	JST B5B-PH-KS (JST PH série, 5piny, 2mm rozteč)	Pouzdro konektoru: JST PHR-5 Kontakty: JST SPH-002T-P0.5S Vodič: 0.22 mm2, AWG 24
Víceúčelový I/O konektor	JST B8B-PH-KS (JST PH série, 8piny, 2mm rozteč)	Pouzdro konektoru: JST PHR-8 Kontakty: JST SPH-002T-P0.5S Vodič: 0.22 mm2, AWG 24
Krokový/směrový konektor	JST B4B-PH-KS (JST série EH, 4piny, rozteč 2 mm)	Pouzdro konektoru: JST PHR-4 Kontakty: JST SPH-002T-P0.5S Vodič: 0.22 mm2, AWG 24
Konektor kodéru	JST B5B-PH-KS (JST série EH, 5piny, rozteč 2 mm)	Pouzdro konektoru: JST PHR-5 Kontakty: JST SPH-002T-P0.5S Vodič: 0.22 mm2, AWG 24
Konektor motoru	JST B4B-EH-A (JST PH série, 4piny, 2.5mm rozteč)	Pouzdro konektoru: JST EHR-4 Kontakty: JST SEH-001T-P0.6 Vodič: 0.33 mm2, AWG 22
Mini-USB Konektor	Molex 500075-1517 Vertikální zásuvka Mini USB typu B	Jakýkoli standardní konektor mini-USB

Napájecí konektor
Tento PANdrive nabízí samostatné napájecí vstupy pro digitální logiku (pin 2) a driver/napájenítage (kolík 1). Oba napájecí vstupy používají společné uzemnění (pin 4). Tímto způsobem je napájení pro řidiče stage může být vypnuto při zachování informací o poloze a stavu při udržování napájení digitální logiky aktivní. Kvůli vnitřní diodě musí být napájení digitální logiky stejné nebo vyšší než budič/výkontage zásobování. Jinak dioda mezi driver/power stagNapájení a napájení digitální logiky mohou zkratovat samostatné zdroje.

+ POUZE DODÁVKA UDRIVER
V případě, že je napájení poskytováno pouze do výkonové části (pin 1), bude napájení logické části distribuovat interní dioda. Pokud tedy nejsou vyžadovány samostatné napájecí zdroje, je možné pouze použít pin 1 a 4 pro napájení modulu. Pokud ano, kolík 2 (logické napájení) a kolík 3 (vstup/VYPNUTÍ) lze propojit, aby bylo možné ovladačitage.

POVOLENÍ OVLADAČE STAGE
Připojte vstup /SHUTDOWN k +UDriver nebo +ULogic, abyste aktivovali ovladačetagE. Ponechání tohoto vstupu otevřené nebo jeho připojení k zemi deaktivuje ovladačetage.

Jako napájecí konektor na desce je použit 4pinový konektor JST EH řady B4B-EH.

Tabulka 3.2 Konektor pro napájení

	Kolík	Označení	Popis
	1	+VDriver	Modul + ovladač stage vstup napájení
	2	+VLogic	(Volitelný) samostatný digitální logický napájecí vstup
	3	/VYPNOUT	Vstup pro vypnutí. Připojte tento vstup k +VŘidič nebo +VLogika aby aktivovat ovladač stagE. Ponechejte tento vstup otevřený nebo jej připojte k zemi
			deaktivuje ovladač stage
	4	GND	Uzemnění modulu (napájení a signální zem)

Napájení
Pro správnou funkci je třeba dbát na koncepci a konstrukci napájení. Kvůli prostorovým omezením modul TMCM-1160 obsahuje cca 20 μF / 100 V napájecích filtračních kondenzátorů. Jedná se o keramické kondenzátory, které byly vybrány pro vysokou spolehlivost a dlouhou životnost.

TIPY PRO NAPÁJECÍ KABELY

• Udržujte napájecí kabely co nejkratší.
• Pro napájecí kabely použijte velké průměry.

POZOR!

Přidejte externí napájecí kondenzátory! Doporučuje se připojit k napájecímu vedení vedle PD-2200 elektrolytický kondenzátor značné velikosti (např. 63 µF / 1160 V), zvláště pokud je vzdálenost od napájecího zdroje velká (tj. více než 2-3 m)!   μF Základní pravidlo pro velikost elektrolytického kondenzátoru: c = 1000 × IMOT A Kromě stabilizace výkonu (vyrovnávací paměti) a filtrace tento přidaný kondenzátor také sníží případné objtage špičky, které by jinak mohly vzniknout v důsledku kombinace napájecích vodičů s vysokou indukčností a keramických kondenzátorů. Navíc omezí rychlost přeběhu napájecího zdroje objtage na modulu. Nízké ESR pouze keramických filtračních kondenzátorů může způsobit problémy se stabilitou u některých spínaných napájecích zdrojů.

Nepřipojujte ani neodpojujte motor během provozu! Kabel motoru a indukčnost motoru mohou vést k voltage špičky, když je motor odpojen/připojen pod napětím. Tyto svtage hroty mohou překročit objemtage limity MOSFETů řidiče

	a může je trvale poškodit. Proto vždy před připojením / odpojením motoru odpojte napájení.
	Napájecí zdroj voltage pod horní hranicí 51V! Jinak dojde k vážnému poškození elektroniky řidiče! Zvláště, když zvolený provozní objemtagHodnota e se blíží horní hranici a důrazně se doporučuje regulovaný zdroj napájení. Viz také kapitola Fehler! Verweisquelle konnte nict gefunden werden.Fehler! Verweisquelle konnte nict gefunden werden. (provozní hodnoty).
	Neexistuje žádná ochrana proti přepólování! Modul zkratuje jakýkoli reverzní napájecí objtage kvůli vnitřním diodám tranzistorů budiče.

Konektor sériové komunikace
Modul podporuje komunikaci RS485 a CAN přes tento konektor.

Rozhraní CAN bude deaktivováno v případě připojení USB z důvodu vnitřního sdílení hardwarových prostředků.

Pro sériovou komunikaci je použit 2mm rozteč 5pinový JST B5B-PH-K konektor.

Tabulka 3.3 Konektor pro sériovou komunikaci

	Kolík	Označení	Popis
	1	CAN_H	Signál sběrnice CAN (dominantní vysoká)
	2	MŮŽU	Signál sběrnice CAN (dominantní nízká)
	3	GND	Uzemnění modulu (uzemnění systému a signálu)
	4	RS485+	Signál sběrnice RS485 (neinvertovaný)
	5	RS485-	Signál sběrnice RS485 (invertovaný)

RS485
Pro dálkové ovládání a komunikaci s hostitelským systémem poskytuje PD-1160 dvouvodičové rozhraní sběrnice RS485.
Pro správnou funkci je třeba při nastavování sítě RS485 vzít v úvahu následující položky:

1. STRUKTURA AUTOBUSU:
   Topologie sítě by měla co nejpřesněji kopírovat strukturu sběrnice. Tedy spojení mezi
   každý uzel a samotná sběrnice by měly být co nejkratší. V zásadě by měl být krátký ve srovnání s
   délka autobusu.
2. UKONČENÍ AUTOBUSU:
   Zejména u delších sběrnic a/nebo více uzlů připojených ke sběrnici a/nebo vysokých komunikačních rychlostí by sběrnice měla být řádně ukončena na obou koncích. PD-1160 nabízí vestavěné zakončovací odpory, které lze aktivovat pomocí propojky. U jednotek, které nejsou připojeny na jeden konec sběrnice, musí být propojka odstraněna!
3. POČET UZLŮ:
   Standard elektrického rozhraní RS485 (EIA-485) umožňuje připojení až 32 uzlů k jedné sběrnici.
   Sběrnicový transceiver použitý na jednotkách PD-1160 (SN65HVD485ED) má 1/2 standardního zatížení sběrnice a umožňuje připojení maximálně 64 jednotek k jedné sběrnici RS485.
4. ŽÁDNÉ PLOVOUCÍ AUTOBUSOVÉ LINKY:
   Vyhněte se plovoucím sběrnicovým linkám, když ani hostitel/master, ani jeden z slave podél sběrnicové linky nepřenáší data (všechny sběrnicové uzly jsou přepnuty do režimu příjmu). Plovoucí sběrnicové linky mohou vést k chybám komunikace. Pro zajištění platných signálů na sběrnici se doporučuje použít odporovou síť spojující obě sběrnicové linky do dobře definovaných logických úrovní. Na rozdíl od zakončovacích odporů je tato síť běžně vyžadována pouze jednou na sběrnici. Některé převodníky rozhraní RS485 dostupné pro PC již tyto přídavné odpory obsahují (např. USB-2-485).

CAN
Pro dálkové ovládání a komunikaci s hostitelským systémem poskytuje PD-1160 rozhraní sběrnice CAN. Vezměte prosím na vědomí, že rozhraní CAN není dostupné, pokud je připojeno USB. Pro správnou funkci je třeba při nastavování sítě CAN vzít v úvahu následující položky:

1. STRUKTURA AUTOBUSU:
   Topologie sítě by měla co nejpřesněji kopírovat strukturu sběrnice. To znamená, že spojení mezi každým uzlem a samotnou sběrnicí by mělo být co nejkratší. V zásadě by měl být krátký v porovnání s délkou autobusu.
2. UKONČENÍ AUTOBUSU:
   Zejména u delších sběrnic a/nebo více uzlů připojených ke sběrnici a/nebo vysokých komunikačních rychlostí by sběrnice měla být řádně ukončena na obou koncích. PD-1160 nabízí vestavěné zakončovací odpory, které lze aktivovat pomocí propojky (viz kapitola 7). U jednotek, které nejsou připojeny na jeden konec sběrnice, musí být propojka odstraněna!
3. POČET UZLŮ:
   Sběrnicový transceiver použitý na jednotkách PD-1160 (TJA1050T nebo podobný) podporuje za optimálních podmínek alespoň 110 uzlů. Prakticky dosažitelný počet uzlů na CAN sběrnici velmi závisí na délce sběrnice (delší sběrnice -> méně uzlů) a komunikační rychlosti (vyšší rychlost -> méně uzlů).

Víceúčelový I/O konektor
2mm rozteč 8pinový JST B8B-PH-K konektor se používá pro připojení všeobecných vstupů, home a stop spínačů a výstupů k jednotce:

Tabulka 3.4 Víceúčelový I/O konektor

	Kolík	Označení	Popis
	1	OUT_0	Univerzální výstup, otevřený odběr (max. 1A) Integrovaná nulová dioda připojená na +VLogika
	2	OUT_1	Univerzální výstup, otevřený odtok (max. 1A) Integrovaná volnoběžná dioda připojená na +VLogika
	3	V 0	Univerzální vstup (analogový a digitální), kompatibilní s +24V Rozlišení při použití jako analogový vstup: 12bit (0..4095)
	4	V 1	Univerzální vstup (analogový a digitální), kompatibilní s +24V Rozlišení při použití jako analogový vstup: 12bit (0..4095)
	5	STOP_L	Levý vstup stop spínače (digitální vstup), +24V kompatibilní, programovatelný vnitřní tah na +5V
	6	STOP_R	Vstup pravého stop spínače (digitální vstup), +24V kompatibilní, programovatelný vnitřní tah na +5V
	7	DOMOV	Vstup domovského spínače (digitální vstup), +24V kompatibilní, programovatelný vnitřní tah na +5V
	8	GND	Uzemnění modulu (uzemnění systému a signálu)

Poznámka:
Všechny vstupy mají odpor na bázi voltage děliče s ochrannými diodami. Tyto odpory také zajišťují platnou úroveň GND, když nejsou připojeny.
Pro vstupy referenčního spínače (STOP_L, STOP_R, HOME) lze aktivovat 1k pull-up rezistor na +5V (pro každý vstup zvlášť). Pak mají tyto vstupy výchozí (nepřipojenou) logickou úroveň „1“ a lze připojit externí spínač na GND.

1. Digitální vstupy STOP_L, STOP_R a HOME
   Osmikolíkový konektor PD-1160 poskytuje tři digitální vstupy referenčního spínače STOP_L, STOP_R a HOME.
   Všechny tři vstupy akceptují vstupní signály až +24 V. Jsou chráněni proti těmto vyšším zvtages pomocí svtage odporové děliče spolu s omezovacími diodami proti zvtages pod 0 V (GND) a nad +3.3 V DC.
   Všechny tři digitální vstupy jsou připojeny k palubnímu procesoru a lze je použít jako univerzální digitální vstupy!
2. Vstupy pro všeobecné použití IN_0 a IN_1
   Osmikolíkový konektor PD-1160 poskytuje dva univerzální vstupy, které lze použít jako digitální nebo analogové vstupy.
   VŠEOBECNÉ VSTUPY JAKO ANALOGOVÉ VSTUPY
   Jako analogový vstup nabízejí plný rozsah vstupního rozsahu 0… +10 V s rozlišením interního analogově-digitálního převodníku mikrokontroléru 12bit (0…4095). Vstup je chráněn proti vyššímu objtages do +24 V pomocí zvtage odporové děliče spolu s omezovacími diodami proti zvtages pod 0 V (GND) a nad +3.3 V DC.
3. Výstupy OUT_0, OUT_1
   Osmikolíkový konektor PD-1160 nabízí dva univerzální výstupy OUT_0 a OUT_1. Tyto dva výstupy jsou výstupy s otevřeným odběrem a každý může pohltit až 1 A. Výstupy N-kanálových tranzistorů MOSFET jsou připojeny k volnoběžným diodám pro ochranu proti vol.tage špičky zejména od indukčních zátěží (relé atd.) nad napájecím objtage.
   • V případě, že jsou volnoběžné diody připojeny k napájení VDD objtage:
     Žádný ze dvou výstupů by neměl být připojen k žádnému voltage výše zásoba objtage modulu.
   • V případě, že výstupy OUT_0/1 slouží ke spínání indukčních zátěží (např. relé apod.), doporučujeme zapojit +Vlogic napájecího konektoru k výstupu zdroje.

Krokový/směrový konektor
Pro krokové a směrové vstupní signály se používá 2mm rozteč 4pinový JST B4B-PH-K konektor. Toto je možnost v případě, že se pro konfiguraci ovladačů používá palubní ovladačtage, pouze. Vstup Step/Direction je opticky izolovaný a umožní přímé ovládání driverutage.
Nepřipojujte k tomuto vstupu žádný signál, pokud je použit palubní ovladač pohybu! Jinak by zde připojený krokový nebo směrový signál mohl rušit signály generované na desce.

Tabulka 3.4 Konektor pro krokové/směrové signály

	Kolík	Označení	Popis
	1	COM	Společné napájení pro vstupy optočlenu (+5V… +24V)
	2	UMOŽNIT	Povolit vstup signálu (funkce závisí na firmwaru)
	3	KROK	Vstup krokového signálu (připojeno ke kroku vstupu IC ovladače TMC262)
	4	SMĚR	Směrový signál (připojeno ke směru vstupu IC ovladače TMC262)

Krok / Směr / Povolit vstupy
Vstupy Step, Direction a Enable jsou elektricky (opticky) izolovány od napájení a všech ostatních signálů modulu. Tyto vstupy mají jeden společný referenční vstup COMMON.
Vstup COMMON by měl být připojen ke kladnému napájecímu objtage mezi +5 V a +24 V. Signály krok / směr / povolení mohou být řízeny buď výstupy s otevřeným kolektorem / otevřeným odtokem nebo výstupy push-pull.
V případě push-pull výstupů je COMMON napájení objtage by mělo být stejné / podobné jako vysoký signál objtage úroveň ovladačů push-pull.

Konektor kodéru
Modul podporuje externí inkrementální a/b/n enkodér přes tento konektor. Externí enkodér může být použit jako doplněk nebo jako alternativa k internímu / palubnímu sensOstep enkodéru.
2mm rozteč 5pinový JST B5B-PH-K konektor se používá pro přímé připojení externího kodéru se signály TTL (+5 V push-pull) nebo s otevřeným kolektorem:

Tabulka 3.5 Konektor pro externí inkrementální kodér

	Kolík	Označení	Popis
	1	GND	Uzemnění modulu (uzemnění systému a signálu)
	2	+5V	+5V napájecí výstup pro obvod externího kodéru (100 mA max.)
	3	ENC_A	Kódování vstupu kanálu (interní pull-up)
	4	ENC_B	Vstup kanálu b kodéru (interní pull-up)
	5	ENC_N	Volitelný kodér n / vstup indexového kanálu (interní pull-up)

Vstupy kodéru
PD-1160 nabízí vyhrazený vstup kodéru pro inkrementální a/b kodéry s volitelným n/indexovým kanálem.
Snímače se signály +5 V push-pull (TTL) nebo signály s otevřeným kolektorem (onboard pull-up) mohou být připojeny přímo.
Tento konektor nabízí napájecí výstup +5 V pro napájení obvodu kodéru. Z tohoto výstupu lze odebírat až 100 mA.
Možností je připojení externího kodéru. Externí kodér může být použit jako doplněk nebo alternativa k internímu kodéru sensOstep.

Konektor motoru
Obě vinutí cívky motoru (bipolární krokový motor) jsou připojena ke konektoru motoru.

Obrázek 3.4 Konektor motoru

	Kolík	Označení	Popis
	1	OA1	Cívka motoru A
	2	OA2	Cívka motoru A
	3	OB1	Cívka motoru B
	4	OB2	Cívka motoru B

POZOR!

Udržujte elektroniku bez (kovových) částic!
Integrovaný enkodér sensOstep™ využívá magnet na konci osy motoru ke sledování polohy. Magnet přirozeně přitahuje zejména drobné kovové částice. Tyto částice se mohou držet na horní straně desky plošných spojů a co je ještě horší – začnou se pohybovat v souladu s rotujícím magnetickým polem, jakmile se motor začne pohybovat. To může vést ke zkratům elektronických kontaktů / vodičů na desce a zcela nevyváženému chování modulu! V případě potřeby použijte k čištění modulu stlačený vzduch.

Mini-USB konektor
Na desce je k dispozici standardní 5pinový konektor mini-USB. Tento modul podporuje připojení USB 2.0 s plnou rychlostí (12 Mbit/s).

Poznámka:

• Integrovaná digitální logika jádra (hlavně procesor a EEPROM) bude napájena přes USB v případě, že není připojeno žádné jiné napájení. Připojení USB lze použít k nastavení parametrů / stahování programů TMCL nebo k provádění aktualizací firmwaru, když je napájení modulu (a zbytku stroje) vypnuto nebo není připojeno.
• Rozhraní CAN bude deaktivováno, jakmile se připojí USB z důvodu interního sdílení hardwarových prostředků.

Tabulka 3.6 Mini USB konektor

	Kolík	Označení	Popis
	1	V-BUS	+5V napájení z hostitele
	2	D-	údaje –
	3	D+	Data +
	4	ID	Nepřipojeno
	5	GND	Uzemnění modulu (uzemnění systému a signálu)

Pro dálkové ovládání a komunikaci s hostitelským systémem poskytuje PD-1160 rozhraní USB 2.0 s plnou rychlostí (12 Mbit/s) (konektor mini-USB). Jakmile je připojen USB-Host, modul bude přijímat příkazy přes USB.

PROVOZNÍ REŽIM NAPÁJENÍ SBĚRNICE USB
PD-1160 podporuje jak provoz s vlastním napájením z USB (když je externí napájení dodáváno přes konektor napájecího zdroje), tak provoz napájený ze sběrnice USB (žádné externí napájení přes konektor napájecího zdroje).
Logika integrovaného digitálního jádra bude napájena přes USB v případě, že není připojeno žádné jiné napájení (provoz napájený ze sběrnice USB). Logika digitálního jádra zahrnuje samotný mikrokontrolér a také EEPROM. Provozní režim napájený ze sběrnice USB byl implementován pro umožnění konfigurace, nastavení parametrů, čtení, aktualizace firmwaru atd. pouhým připojením kabelu USB mezi modul a hostitelský počítač. Není potřeba žádná další kabeláž ani externí zařízení (např. napájecí zdroj).
Vezměte prosím na vědomí, že modul může odebírat proud z napájení sběrnice USB +5 V i při provozu s vlastním napájením z USB v závislosti na voltage úroveň této nabídky.

V tomto provozním režimu nejsou možné pohyby motoru. Proto připojte napájecí konektor a přepněte do režimu provozu s vlastním napájením USB.

Propojky

Většina nastavení desky se provádí pomocí softwaru. Nicméně pro konfiguraci jsou k dispozici dva jumpery.

1. Ukončení sběrnice RS485
   Součástí desky je odpor 120 Ohm pro správné ukončení sběrnice rozhraní RS485. Když je tato propojka sepnutá, odpor bude umístěn mezi dvě diferenciální sběrnice RS485+ a RS485-.
2. Ukončení sběrnice CAN
   Deska obsahuje odpor 120 Ohm pro správné ukončení sběrnice rozhraní CAN. Když je tato propojka uzavřena, odpor bude umístěn mezi dvě diferenciální sběrnice CAN_H a CAN_L.

Obnovit výchozí tovární nastavení

Je možné resetovat PD-1160 do továrního nastavení bez navázání komunikačního spojení. To může být užitečné v případě, že komunikační parametry preferovaného rozhraní byly nastaveny na neznámé hodnoty nebo se náhodně ztratily.

Pro tento postup je třeba zkrátit dvě podložky na spodní straně desky (viz obrázek 5.1).

PROVEĎTE NÁSLEDUJÍCÍ KROKY:

1. Napájení vypnuto a kabel USB odpojen
2. Krátké dvě podložky, jak je vyznačeno na obrázku 5.1
3. Napájecí deska (pro tento účel stačí napájení přes USB)
4. Počkejte, dokud nezačnou rychle blikat červené a zelené LED diody na desce (to může chvíli trvat)
5. Deska pro vypnutí (odpojte kabel USB)
6. Odstraňte zkrat mezi podložkami
7. Po zapnutí napájení/připojení USB kabelu byla všechna trvalá nastavení obnovena na výchozí tovární hodnoty

Palubní LED diody

Deska nabízí dvě LED diody pro indikaci stavu desky. Funkce obou LED je závislá na verzi firmwaru. U standardního firmwaru TMCL by měla zelená LED během provozu blikat a červená LED by měla zhasnout.
Pokud v desce není naprogramován platný firmware nebo během aktualizace firmwaru svítí červená a zelená LED trvale.

CHOVÁNÍ LED SE STANDARDNÍM FIRMWAREM TMCL

Postavení	Označení	Popis
Tlukot srdce	Běh	Během provozu bliká zelená LED.
Chyba	Chyba	Pokud dojde k chybě, rozsvítí se červená LED.

Provozní hodnocení

Provozní jmenovité hodnoty ukazují zamýšlené nebo charakteristické rozsahy a měly by být použity jako návrhové hodnoty.
V žádném případě nesmí být překročeny maximální hodnoty!

VŠEOBECNÉ PROVOZNÍ HODNOCENÍ MODULU

Tabulka 7.1 Obecné provozní hodnocení modulu

Symbol	Parametr	Min	Typ	Max	Jednotka
+VDriver / +VLogic	Napájení voltage pro provoz	9	12, 24, 48	51	V DC *)
IUSB	Napájecí proud USB při napájení ze sběrnice USB (+5V USB napájení)		70		mA
ICOIL_peak	Proud cívky motoru pro vrchol sinusové vlny (chopper regulované, nastavitelné pomocí softwaru)	0		4	A
ICOIL_RMS	Trvalý proud motoru (RMS)	0		2.8	A
DODÁVKA	Napájecí proud		<< ICOIL	1.4 * ICOIL	A
TENV	Teplota prostředí při napájení +48V a jmenovitém proudu (100% pracovní cyklus, žádné nucené chlazení požadovaný)			40	°C
TENV	Teplota prostředí při napájení +24V a jmenovitém proudu (100% pracovní cyklus, žádné nucené chlazení požadovaný)			50	°C

Pozor: kvůli vnitřní diodě mezi VDriver a VLogic by VLogic měl být vždy stejný nebo vyšší než VDriver.

VŠEOBECNÉ PROVOZNÍ HODNOCENÍ VSTUPU KROK/SMĚR 

Tabulka 7.2 Provozní hodnocení vstupu Step/Dir

Symbol	Parametr	Min	Typ	Max	Jednotka
VCOMMON	Napájecí objemtage pro společný napájecí vstup pro krok, směr a povolení (vstupy mají negativní logiku)		5…24	27	V
VSTEP/DIR/ENABLE_O N	Signální voltage v kroku, směru a povolení vstupu (aktivní, optočlen zapnutý)	3.5	4.5…24	30	V
VSTEP/DIR/ENABLE_OF F	Signální voltage v kroku, směru a povolení vstupu (neaktivní, optočlen vypnutý)	-5.5	0	2	V
VSTEP/DIR/ENABLE_O N	Proud optočlenu při zapnutí (interně regulováno)		6…8		mA
fSTEP	Kroková frekvence			1 *)	MHz

Maximální frekvence pro krokové signály na úrovni +5 V TTL je s 50 % střídou.

PROVOZNÍ HODNOCENÍ VSTUPŮ/VÝSTUPŮ PRO VŠEOBECNÉ ÚČEL

Tabulka 7.3 Provozní hodnocení vstupů/výstupů pro všeobecné použití

Symbol	Parametr	Min	Typ	Max	Jednotka
VSTOP_L/R/HOME	Vstupní objemtage pro STOP_L/R/HOME	0		24	V
VSTOP_L/R/HOME_L	Nízká hladina objtage pro STOP_L/R/HOME	0		1.3	V
VSTOPL/R/HOME_H	Vysoká úroveň svtage pro STOP_L/R/HOME (interní programovatelný 1k pull-up až +5V)	3		24	V
VIN_0/1_digital	Vstupní objemtage pro IN_0 a IN_1 při použití jako digitální vstup	0		24	V
VIN_0/1_analog	Vstup plného rozsahu objtage pro IN_0 a IN_1 kdy použit jako analogový vstup	0		10	V
VIN_0/1_L	Nízká hladina objtage pro IN_0 a IN_1 při použití jako digitální vstup (vnitřní 10k stahování)	0		1.3 *)	V
VIN_0/1_H	Vysoká úroveň svtage pro IN_0 a IN_1 při použití jako digitální vstup	3 *)		24	V
VOUT_0/1	svtage na výstupu s otevřeným kolektorem	0		VLOGIC + 0.5**)	V
IOUT_0/1	Výstupní odběrový proud na výstupech s otevřeným kolektorem			1	A

• tento svtage je programovatelný (interní 12bitový ADC)
• omezeno na dodávku modulu objtage + 0.5 V díky integrované volnoběžné diodě mezi univerzálním výstupem a napájením modulu objtage

Křivky točivého momentu

TRINAMIC nabízí TMCM-1160 v kombinaci se dvěma různými řadami krokových motorů: QSH5718 a QSH6018. Následující odstavce vám ukáží křivky každého PANdrive.

Křivky PD57-1160

PD57-1-1160 Křivky točivého momentu

PD57-2-1160 Křivky točivého momentu

Křivky PD60-1160

PD60-3-1160 Křivky točivého momentu

PD60-4-1160 Křivky točivého momentu

Popis funkce

PD-1160 je vysoce integrované mechatronické zařízení, které lze ovládat přes několik sériových rozhraní. Komunikační provoz je udržován na nízké úrovni od všech časově kritických operací, např. ramp výpočty se provádějí na palubě. Společná dodávka objtagjsou +12VDC / +24VDC / +48VDC. PANdrive je navržen pro oba: přímý režim i samostatný provoz. Je možné plně dálkové ovládání zařízení se zpětnou vazbou. Firmware modulu lze aktualizovat přes kterékoli ze sériových rozhraní.

Na obrázku 9.1 jsou zobrazeny hlavní části PD-1160:

• mikroprocesor, na kterém běží operační systém TMCL (připojený k paměti TMCL),
• pohybový ovladač, který vypočítá ramps a rychlost profileinterně pomocí hardwaru,
• výkonný ovladač se stallGuard2 a jeho energeticky účinnou funkcí coolStep,
• ovladač MOSFET stage,
• krokový motor QSH a
• kodér sensOstep s rozlišením 10 bitů (1024 kroků) na otáčku.

PD-1160 se dodává s prostředím pro vývoj softwaru na bázi PC TMCL-IDE pro jazyk Trinamic Motion Control Language (TMCL). Použitím předdefinovaných příkazů TMCL na vysoké úrovni, jako je pohyb do polohy, je zaručen rychlý a rychlý vývoj aplikací pro řízení pohybu.
Další informace o příkazech TMCL naleznete v příručce PD-1160 Firmware Manual.

Provozní popis PD-1160

Výpočet: Rychlost a zrychlení vs. Microstep a Fullstep Frequency

Hodnoty parametrů zasílané do TMC429 nemají typické hodnoty motoru jako otáčky za sekundu jako rychlost. Tyto hodnoty však lze vypočítat z parametrů TMC429, jak je uvedeno v této části.

PARAMETRY TMC429

Tabulka 10.1 Parametry rychlosti TMC429

Signál	Popis	Rozsah
fCLK	hodinová frekvence	16 MHz
rychlost	–	0…2047
a_max	maximální zrychlení	0…2047
pulse_div	dělič pro rychlost. Čím vyšší je hodnota, tím menší je maximální rychlost výchozí hodnota = 0	0…13
ramp_div	dělič pro zrychlení. Čím vyšší je hodnota, tím menší je maximální zrychlení výchozí hodnota = 0	0…13
Usrs	mikrokrokové rozlišení (mikrokroky na celý krok = 2 usrs)	0…8

FREKVENCE MIKROKROKU
Mikrokroková frekvence krokového motoru je vypočítána s

FULLSTEP FREKVENCE
Chcete-li vypočítat frekvenci úplného kroku z frekvence mikrokroku, musí být frekvence mikrokroku vydělena počtem mikrokroků na plný krok.

Změna frekvence pulzů za časovou jednotku (změna frekvence pulzu za sekundu – zrychlení a) je dána vztahem

To má za následek zrychlení v celých krocích:

EXAMPLE:

Signál	hodnota
f_CLK	16 MHz
rychlost	1000
a_max	1000
pulse_div	1
ramp_div	1
usrs	6

VÝPOČET POČTU OTÁČEK

Krokový motor má např. 72 plných kroků na otáčku

Zásady podpory života
TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG nepovoluje ani neposkytuje záruku na žádný ze svých produktů pro použití v systémech podpory života bez výslovného písemného souhlasu TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG.
Systémy na podporu života jsou zařízení určená k podpoře nebo udržení života, u jehož selhání při správném používání v souladu s poskytnutými pokyny lze důvodně očekávat, že bude mít za následek zranění nebo smrt.

© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2013
Informace uvedené v tomto datovém listu jsou považovány za přesné a spolehlivé. Nepřebírá se však odpovědnost za důsledky jeho použití ani za jakékoli porušení patentů nebo jiných práv třetích osob, které může z jeho použití vyplývat.
Specifikace se mohou bez upozornění změnit.
Všechny použité ochranné známky jsou majetkem příslušných vlastníků.

Historie revizí

Revize dokumentu

Tabulka 12.1 Revize dokumentu

Verze	Datum	Autor GE – Göran Eggers SD – Sonja Dwersteg	Popis
0.91	2012. května 03	GE	Počáteční verze
1.00	2012-JUN-12	SD	První úplná verze včetně následujících kapitol: - Obnovení továrního nastavení, – LED diody
1.01	2012-ČERVEN-30	SD	Opraveny všeobecné vstupy.
1.02	2013-ČERVEN-08	SD	Kapitola 3.2.1 aktualizována.

Revize hardwaru

Tabulka 12.2 Revize hardwaru

Verze	Datum	Popis
TMCM-1160_V10	2011-ČERVEN-20	Počáteční verze
TMCM-1160_V11	2012. ledna 24	– Vstupy IN_0 a IN_1 lze také použít jako analogové vstupy

Reference

[PD-1160 TMCL] PD-1160 TMCL Firmware Manual
[TMCL-IDE] Uživatelská příručka TMCL-IDE
[QSH5718] QSH5718 Manuál
[QSH5718] QSH5718 Manuál

Viz www.trinamic.com.

Staženo z Arrow.com.

Dokumenty / zdroje

TRINAMIC PD-1160 UNIKÁTNÍ VLASTNOSTI Krokový motor s ovladačem [pdfUživatelská příručka PD-1160 UNIKÁTNÍ VLASTNOSTI Krokový motor s ovladačem ovladače, PD-1160, UNIKÁTNÍ VLASTNOSTI Krokový motor s ovladačem ovladače, motor s ovladačem ovladače, ovladač ovladače, ovladač

Reference

• Uživatelská příručka