MÓDULO PARA MOTORES PASO A PASO MÓDULO
Versión de hardware V1.3
MANUAL DE HARDWARE
TMCM-1140
Controlador/Controlador paso a paso de 1 eixe
Codificador sensOstep™ de 2 A/24 V
USB, RS485 e CAN
TMCM-1140 Módulo controlador/controlador de motor paso a paso de eje único
CARACTERÍSTICAS ÚNICAS:
coolStep™
Características
O TMCM-1140 é un módulo controlador/controlador de eixe único para motores paso a paso bipolares de 2 fases con conxunto de características de última xeración. Está altamente integrado, ofrece un manexo cómodo e pódese usar en moitas aplicacións descentralizadas. O módulo pódese montar na parte traseira dos motores paso a paso NEMA 17 (tamaño de brida de 42 mm) e foi deseñado para correntes de bobina de ata 2 A RMS e 24 V CC.tage. Coa súa alta eficiencia enerxética da tecnoloxía coolStep™ de TRINAMIC mantense baixo o custo do consumo de enerxía. O firmware TMCL™ permite tanto o funcionamento autónomo como o modo directo.
CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS
- Controlador de movemento
- Motion Profile cálculo en tempo real
- Alteración sobre a marcha dos parámetros do motor (por exemplo, posición, velocidade, aceleración)
- Microcontrolador de alto rendemento para o control global do sistema e o manexo do protocolo de comunicación en serie
Controlador de motor paso a paso bipolar
- Ata 256 micropasos por paso completo
- Funcionamento de alta eficiencia, baixa disipación de enerxía
- Control dinámico de corrente
- Protección integrada
- Función stallGuard2 para a detección de paradas
- Función coolStep para reducir o consumo de enerxía e a disipación de calor
Codificador
Codificador magnético sensOstep (1024 incrementos por rotación), por exemplo, para detección de perdas de paso en todas as condicións de operación e supervisión de posicionamento
Interfaces
- Interface de comunicación RS485 de 2 fíos
- Interface de comunicación CAN 2.0B
- Interface de dispositivo USB de velocidade máxima (12 Mbit/s).
- 4 entradas multiusos:
– 3 entradas dixitais de uso xeral - (Funcións alternativas: entradas de interruptor STOP_L / STOP_R / HOME ou entrada de codificador A/B/N)
- 1 entrada analóxica dedicada - 2 saídas de propósito xeral
– 1x drenaxe aberto 1A máx.
– 1x +5V saída de alimentación (pódese activar/desactivar no software)
Software
- TMCL: operación autónoma ou operación controlada a distancia, memoria de programa (non volátil) para ata 2048 comandos TMCL e software de desenvolvemento de aplicacións baseado en PC TMCL-IDE dispoñible de balde.
Datos eléctricos e mecánicos
- Vol. Subministracióntage: +24 V DC nominal (9... 28 V DC)
- Corriente do motor: ata 2 A RMS / 2.8 A pico (programable)
Consulte tamén o manual de firmware TMCL separado.
CARACTERÍSTICAS ÚNICAS DE TRINAMICS: FÁCIL DE USAR CON TMCL
stallGuard2™ stallGuard2 é unha medida de carga sen sensor de alta precisión que utiliza o EMF traseiro das bobinas. Pódese usar para a detección de parada, así como para outros usos en cargas inferiores ás que paran o motor. O valor de medición de stallGuard2 cambia linealmente nunha ampla gama de axustes de carga, velocidade e corrente. A carga máxima do motor, o valor vai a cero ou preto de cero. Este é o punto de operación máis eficiente enerxéticamente para o motor.
coolStep™ coolStep é unha escala de corrente automática adaptada á carga baseada na medición de carga mediante stallGuard2 adaptando a corrente necesaria á carga. O consumo de enerxía pódese reducir ata un 75%. coolStep permite un aforro de enerxía substancial, especialmente para os motores que ven cargas variables ou funcionan cun alto ciclo de traballo. Dado que unha aplicación de motor paso a paso necesita funcionar cunha reserva de par do 30% ao 50%, incluso unha aplicación de carga constante permite un aforro de enerxía importante porque coolStep habilita automaticamente a reserva de par cando sexa necesario. A redución do consumo de enerxía mantén o sistema máis frío, aumenta a vida útil do motor e permite reducir o custo. 
Códigos de pedido
| Código de pedido | Descrición | Tamaño (mm3) |
| TMCM-1140-opción | Controlador de motor paso a paso bipolar de eixe único/electrónica do controlador con codificador sensOstep integrado e función coolStep | 37 x 37 x 11.5 |
Táboa 2.1 Códigos de pedido
As seguintes opcións están dispoñibles:
| Opción de firmware | Descrición | Código de pedido exampLe: |
| -TMCL | Módulo preprogramado con firmware TMCL | TMCM-1140-TMCL |
| - CANopen | Módulo preprogramado con firmware CANopen | TMCM-1140-CANopen |
Táboa 2.2 Opcións de firmware
Hai un conxunto de tear de cables dispoñible para este módulo:
| Código de pedido | Descrición |
| CABLE TMCM-1140 | Telar de cables para TMCM-1140: • 1 cable para conector de alimentación e comunicación (longitud 200 mm) – 1 cable para conector de entrada/saída multiusos (longitud 200 mm) – 1x cable para conector de motor (longitud 200 mm) – 1x conector USB tipo A ao cable conector mini-USB tipo B (longitud 1.5 m) |
Táboa 2.3 Códigos de pedido de tear de cables
Teña en conta que o TMCM-1140 tamén está dispoñible con motores paso a paso NEMA17. Consulte os documentos PD-1140 para obter máis información sobre estes produtos.
Interfaces mecánicas e eléctricas
3.1 Dimensións e orificios de montaxe
As dimensións do controlador/placa controladora son aprox. 37 mm x 37 mm x 11.5 mm para caber na parte traseira dun motor paso a paso de 42 mm. A altura máxima dos compoñentes (altura por riba do nivel de PCB) sen conectores de acoplamento é duns 8 mm por riba do nivel da PCB e 2 mm por debaixo do nivel da PCB. Hai dous orificios de montaxe para parafusos M3 para a montaxe nun motor paso a paso NEMA17. 
3.2 Consideracións de montaxe da placa
O TMCM-1140 ofrece dous orificios de montaxe chapados en metal. Ambos orificios de montaxe están conectados á terra do sistema e do sinal (o mesmo que a terra da fonte de alimentación).
Para minimizar a distorsión dos sinais e a radiación dos sinais HF (mellorar a compatibilidade EMC), especialmente en ambientes sensibles/ruidosos, é importante garantir unha conexión de terra sólida dentro do sistema. Para admitir isto, recoméndase conectar os dous orificios de montaxe da placa ademais da conexión a terra da subministración á terra da fonte de alimentación do sistema.
Non obstante, isto pode non ser sempre unha opción, por exemplo, no caso de que o chasis metálico do sistema/placa de montaxe TMCM-1140 xa estea conectado a terra e non se desexe unha conexión directa entre a terra da subministración (lado secundario) e a terra da subministración (lado primario). non é unha opción. Neste caso, deben utilizarse espaciadores/parafusos e parafusos de plástico (por exemplo, feitos de nailon).
3.3 Conectores do TMCM-1140
A placa controladora/controladora do TMCM-1140 ofrece catro conectores, incluíndo o conector do motor que se usa para conectar as bobinas do motor á electrónica. O conector de alimentación e comunicación utilízase para a fonte de alimentación, a interface CAN e a interface RS485. O conector de E/S multiusos de 8 pinos ofrece catro entradas multiusos e dúas saídas de propósito xeral. Ademais, hai un conector para a interface USB. 
| Etiqueta | Tipo de conector | Tipo de conector de acoplamento |
|
Conector de alimentación e comunicación |
CI0106P1VK0-LF |
Carcasa do conector CVIlux: CI01065000-A Contactos CVIlux: CI01T011PE0-A or Carcasa do conector JST: PHR-6 Contactos JST: SPH-002T-P0.5S Fío: 0.22 mm2 |
| Conector de E/S multiusos | CI0108P1VK0-LF Serie CVIlux CI01, 8 pines, paso de 2 mm |
Carcasa do conector CVIlux: CI01085000-A Contactos CVIlux: CI01T011PE0-A or Carcasa do conector JST: PHR-8 Contactos JST: SPH-002T-P0.5S Fío: 0.22 mm2 |
| Conector de motor | CI0104P1VK0-LF
Serie CVIlux CI01, 4 pines, paso de 2 mm |
Carcasa do conector CVIlux: CI01045000-A Contactos CVIlux: CI01T011PE0-A or Carcasa do conector JST: PHR-4 Contactos JST: SPH-002T-P0.5S Fío: 0.22 mm2 |
| Conector mini-USB | Molex 500075-1517 Receptáculo vertical mini USB tipo B |
Calquera enchufe mini-USB estándar |
Táboa 3.1 Conectores e conectores de acoplamento, contactos e cable aplicable
3.3.1 Conector de alimentación e comunicación
Utilízase un conector CVIlux CI6P0106VK1-LF de 0 pinos e 2 mm de paso dunha fila para a fonte de alimentación, a comunicación en serie RS485 e CAN. Teña en conta a información adicional da fonte de alimentación no capítulo 3.3.1.1.
Nota: A interface CAN desactivarase no caso de que se conecte USB debido ao uso compartido interno de recursos de hardware.
 |
Pin | Etiqueta | Dirección | Descrición |
| 1 | GND | Potencia (GND) | Sistema e terra de sinal | |
| 2 | VDD | Fonte de alimentación) | VDD (+9 V…+28 V) | |
| 3 | RS485+ | Bidireccional | Interface RS485, dif. sinal (non inversor) | |
| 4 | RS485- | Bidireccional | Interface RS485, dif. sinal (inverter) | |
| 5 | CAN_H | Bidireccional | Interface CAN, dif. sinal (non inversor) | |
| 6 | CAN_L | Bidireccional | Interface CAN, dif. sinal (inverter) |
Táboa 3.2 Conector para fonte de alimentación e interfaces
3.3.1.1 Fonte de alimentación
Para un correcto funcionamento hai que ter coidado co concepto e deseño da fonte de alimentación. Debido ás restricións de espazo, o TMCM-1140 inclúe uns 40µF/35V de condensadores de filtro de subministración. Estes son capacitores cerámicos que foron seleccionados por unha alta fiabilidade e unha longa vida útil. O módulo inclúe un diodo supresor de 28 V para sobrevoltage protección.
PRECAUCIÓN!
 |
Engade condensadores de fonte de alimentación externa!
Recoméndase conectar un capacitor electrolítico de tamaño significativo (por exemplo, polo menos 470µF/35V) ás liñas de alimentación situadas xunto ao TMCM-1140. |
|
Non conecte nin desconecte o motor durante o funcionamento! O cable do motor e a indutividade do motor poden levar a voltage picos cando o motor está desconectado / conectado mentres está energizado. Estes voltagOs picos poden exceder o voltaglímites dos MOSFET controladores e pode danalos permanentemente. Polo tanto, desconecte sempre a fonte de alimentación antes de conectar/desconectar o motor. |
|
Manteña a fonte de alimentación voltage por debaixo do límite superior de 28V! En caso contrario, a electrónica do controlador darase seriamente! Especialmente, cando o vol operativo seleccionadotage está preto do límite superior unha fonte de alimentación regulada é moi recomendable. Consulte tamén o capítulo 7, valores operativos. |
|
Non hai protección contra polaridade inversa! O módulo cortocircuitará calquera volta de subministración invertidatage debido a diodos internos dos transistores controladores. |
3.3.1.2 RS485
Para o control remoto e a comunicación cun sistema host, o TMCM-1140 proporciona unha interface de bus RS485 de dous cables.
Para un funcionamento correcto, deben terse en conta os seguintes elementos ao configurar unha rede RS485:
- ESTRUTURA DE AUTOBÚS:
A topoloxía da rede debe seguir unha estrutura de bus o máis preto posible. É dicir, a conexión entre cada nodo e o propio bus debe ser o máis curta posible. Basicamente, debería ser curto en comparación coa lonxitude do autobús.
- TERMINACIÓN DE AUTOBÚS:
Especialmente para buses máis longos e/ou múltiples nodos conectados ao bus e/ou altas velocidades de comunicación, o bus debe estar correctamente terminado en ambos os extremos. O TMCM-1140 non integra ningunha resistencia de terminación. Polo tanto, hai que engadir resistencias de terminación de 120 ohmios en ambos os extremos do bus. - NÚMERO DE NODOS:
O estándar de interface eléctrica RS485 (EIA-485) permite conectar ata 32 nodos a un só bus. Os transceptores de bus utilizados nas unidades TMCM-1140 (hardware V1.2: SN65HVD3082ED, dende o hardware V1.3: SN65HVD1781D) teñen unha carga de bus significativamente reducida e permiten conectar un máximo de 255 unidades a un único bus RS485 mediante o firmware TMCL. . Teña en conta: normalmente non se pode esperar que teña unha comunicación fiable co número máximo de nodos conectados a un bus e a velocidade de comunicación máxima admitida ao mesmo tempo. En cambio, hai que atopar un compromiso entre a lonxitude do cable do bus, a velocidade de comunicación e o número de nodos. - VELOCIDADE DE COMUNICACIÓN:
A velocidade máxima de comunicación RS485 admitida polo hardware TMCM-1140 V1.2 é de 115200 bit/s e 1 Mbit/s desde o hardware V1.3. O valor predeterminado de fábrica é 9600 bit/s. Consulte o manual de firmware TMCM-1140 TMCL separado para obter información sobre outras posibles velocidades de comunicación por debaixo do límite superior do hardware. - NON LIÑAS DE AUTOBÚS FLOTANTES:
Evite as liñas de bus flotantes mentres nin o host/mestre nin ningún dos escravos ao longo da liña de bus estean transmitindo datos (todos os nodos de bus cambiaron ao modo de recepción). As liñas de autobús flotantes poden provocar erros de comunicación. Para garantir sinais válidos no bus recoméndase utilizar unha rede de resistencias que conecte ambas liñas de bus a niveis lóxicos ben definidos.
En realidade, hai dúas opcións que se poden recomendar:
Engade a rede de resistencias (polarización) nun lado do bus, só (a resistencia de terminación de 120R aínda nos dous extremos):
Ou engadir unha rede de resistencias (polarización) nos dous extremos do bus (como a terminación Profibus™):
Algúns conversores de interface RS485 dispoñibles para ordenadores xa inclúen estas resistencias adicionais (por exemplo, USB-2485 con rede de polarización nun extremo do bus).
3.3.1.3 PODE
Para o control remoto e a comunicación cun sistema host, o TMCM-1140 proporciona unha interface de bus CAN. Ten en conta que a interface CAN non está dispoñible no caso de que se conecte USB. Para un funcionamento correcto, deben terse en conta os seguintes elementos ao configurar unha rede CAN:
- ESTRUTURA DE AUTOBÚS:
A topoloxía da rede debe seguir unha estrutura de bus o máis preto posible. É dicir, a conexión entre cada nodo e o propio bus debe ser o máis curta posible. Basicamente, debería ser curto en comparación coa lonxitude do autobús.
- TERMINACIÓN DE AUTOBÚS:
Especialmente para buses máis longos e/ou múltiples nodos conectados ao bus e/ou altas velocidades de comunicación, o bus debe estar correctamente terminado en ambos os extremos. O TMCM-1140 non integra ningunha resistencia de terminación. Polo tanto, hai que engadir resistencias de terminación de 120 ohmios en ambos os extremos do bus. -
NÚMERO DE NODOS:
O transceptor de bus utilizado nas unidades TMCM-1140 (TJA1050T) admite polo menos 110 nodos en condicións óptimas. O número practicamente alcanzable de nodos por bus CAN depende moito da lonxitude do bus (bus máis longo > menos nodos) e da velocidade de comunicación (maior velocidade -> menos nodos).
3.3.2 Conector de E/S multiusos
Un conector CVIlux CI8P0108VK1-LF de 0 pinos e 2 mm de paso está dispoñible para todas as entradas e saídas multiusos.
 |
Pin | Etiqueta | Dirección | Descrición |
| 1 | GND | Potencia (GND) | Sistema e terra de sinal | |
| 2 | VDD | Fonte de alimentación) | VDD, conectado ao pin VDD do conector de alimentación e comunicación | |
| 3 | OUT_0 | Saída | Saída de drenaxe aberto (máx. 1A) Díodo de roda libre integrado a VDD | |
| 4 | OUT_1 | Saída | Saída de alimentación de +5 V (máx. 100 mA) Pódese activar/desactivar no software | |
|
5 |
IN_0 |
Entrada |
Entrada analóxica dedicada, entrada voltagRango: 0..+10V Resolución: 12 bits (0..4095) |
|
|
6 |
IN_1, STOP_L, ENC_A | Entrada | Entrada dixital de propósito xeral (compatible con + 24 V) | |
| Función alternativa 1: entrada de interruptor de parada esquerda | ||||
| Función alternativa 2: entrada de canal A do codificador incremental externo | ||||
|
7 |
IN_2, STOP_R, ENC_B |
Entrada |
Entrada dixital de propósito xeral (compatible con + 24 V) | |
| Función alternativa 1: entrada de interruptor de parada dereita | ||||
| Función alternativa 2: entrada de canal B de codificador incremental externo | ||||
| 8 | IN_3, HOME, ENC_N | Entrada | Entrada dixital de propósito xeral (compatible con + 24 V) | |
| Función alternativa 1: entrada do interruptor de inicio | ||||
| Función alternativa 2: índice de codificador incremental externo / entrada de canal cero |
Táboa 3.3 Conector de E/S multiusos
Nota:
- Todas as entradas teñen unha resistencia baseada en voltage divisores de entrada con diodos de protección. Estas resistencias tamén garanten un nivel GND válido cando non se conectan.
- Para todas as entradas dixitais (IN_1, IN_2, IN_3) pódese activar unha resistencia pull-up de 2k2 a +5V (configuración predeterminada con todas as versións de firmware TMCL máis recentes). Entón estas entradas teñen un nivel lóxico predeterminado (desconectado) de 1 e pódese conectar un interruptor externo a GND. Isto pode ser especialmente interesante no caso de que estas entradas se utilicen como entradas de interruptor STOP_L / STOP_R e HOME (función alternativa 1) ou como entrada de codificador para un codificador incremental externo A/B/N con saídas de colector aberto (non son necesarios pull-ups). para codificador con saídas push-pull).
3.3.2.1 Entradas dixitais IN_1, IN_2, IN_3
O conector de oito pinos do TMCM-1140 proporciona tres entradas dixitais multipropósito IN_1, IN_2 e IN_3. As tres entradas aceptan sinais de entrada de ata +24 V (nom.) e ofrecen o mesmo circuíto de entrada con voltage divisores de resistencia, limitación
diodos contra sobre e subvoltage e resistencias pull-up programables 2k2.
Os pull-ups pódense activar ou desactivar para as tres entradas á vez no software.
Co comando de firmware TMCL SIO 0, 0, 0 apagará os pull-ups e o comando SIO 0, 0, 1 activaraos (consulte o manual de firmware TMCL separado, comando SIO para obter información máis detallada). 
As tres entradas dixitais teñen funcionalidades alternativas dependendo da configuración no software. Están dispoñibles as seguintes funcións:
| Etiqueta (pin) | Función predeterminada | Función alternativa 1 | Función alternativa 2 |
| IN_1 (6) | Entrada dixital de uso xeral TMCL: GIO 1, 0 // obtén o valor dixital da entrada IN_1 |
STOP_L: entrada de interruptor de parada esquerda, conectada ao procesador e entrada REF TMC429 (soporta a función de parada esquerda no hardware)
TMCL: GAP 11, 0 // obtén o valor dixital da entrada STOP_L |
ENC_A: canal A de entrada de codificador incremental externo, conectado á entrada do contador do codificador do procesador |
| IN_2 (7) | Entrada dixital de uso xeral TMCL: GIO 2, 0 // obtén o valor dixital da entrada IN_2 |
STOP_R: entrada de interruptor de parada dereita, conectada ao procesador e entrada REF TMC429 (soporta a funcionalidade de interruptor de parada dereita no hardware) TMCL: GAP 10, 0 // obtén o valor dixital da entrada STOP_R |
ENC_B: canal de entrada de codificador incremental externo B, conectado á entrada do contador do codificador do procesador |
| IN_3 (8) | Entrada dixital de uso xeral TMCL: GIO 3, 0 // obtén o valor dixital da entrada IN_3 |
HOME: entrada de interruptor de inicio, conectada ao procesador TMCL: GAP 9, 0 // obtén o valor dixital da entrada HOME |
ENC_N: índice de entrada de codificador incremental externo/canle cero, conectado á entrada de interrupción do procesador |
Táboa 3.4 Entradas multiusos / funcións alternativas
– As tres entradas dixitais están conectadas ao procesador integrado e pódense utilizar como entradas dixitais de propósito xeral (predeterminado).
– Para utilizar IN_1 e IN_2 como entradas STOP_L e STOP_R, esta función ten que estar activada explícitamente no software (predeterminado de fábrica: desactivada). Co firmware TMCL, a funcionalidade do interruptor de parada pódese habilitar mediante SAP 12, 0, 0 (STOP_R / interruptor de límite dereito) e SAP 13, 0, 0 (STOP_L / interruptor de límite esquerdo). Como xa indican os nomes: o estado do interruptor de límite esquerdo (STOP_L) será significativo durante os xiros do motor á esquerda e o estado do interruptor de límite dereito durante os xiros do motor á dereita (dirección positiva), só. En calquera momento é posible ler os valores de entrada usando os comandos GAP que se indican na táboa anterior. Consulte o manual de firmware TMCL separado para obter información adicional.
– Codificador externo: pódese conectar un codificador incremental externo A/B/N ao TMCM-1140 e utilizarse ademais ou como alternativa ao codificador interno sensOstep™. Usando TMCL, o valor do contador do codificador para este segundo codificador pódese ler mediante o comando TMCL GAP 216, 0 (consulte o manual de firmware TMCL separado para máis detalles). A escala predeterminada de fábrica do contador do codificador é 1:1, é dicir, despois dunha rotación do codificador, o contador do codificador incrementarase/decrementarase polo número de marcas do codificador (liñas do codificador x 4). Cando se utiliza un codificador externo, conecte a canle A do codificador a IN_1, a canle B a IN_2, a canle N ou cero a IN_3 (opcional), a terra do codificador a terra de alimentación do módulo (por exemplo, o Pin 1 do conector de E/S multiusos) e a +5V. entrada de alimentación do codificador a OUT_1 (todo no conector de E/S multiusos). Teña en conta que para alimentar o codificador con +5V a saída OUT_1 debe ser activada primeiro usando SIO 1, 2, 1 (consulte tamén o capítulo 3.3.2.3).
3.3.2.2 Entrada analóxica IN_0
O conector de oito pinos do TMCM-1140 proporciona unha entrada analóxica dedicada IN_0. Esta entrada analóxica dedicada ofrece un rango de entrada a escala completa de aprox. 0… +10 V (0..+10.56 V nom.) cunha resolución do conversor interno analóxico a dixital do microcontrolador de 12 bits (0… 4095).
A entrada está protexida contra volúmenes máis altostages ata +24 V usando voltage divisores de resistencia xunto con diodos limitadores contra voltages inferior a 0 V (GND) e superior a +3.3 V CC (ver figura a continuación). 
Co firmware TMCL, o valor analóxico desta entrada pódese ler mediante o comando GIO 0, 1. O comando devolverá o valor bruto do conversor analóxico a dixital de 12 bits entre 0 .. 4095. Tamén é posible ler o valor dixital desta entrada mediante o comando TMCL GIO 0, 0. O punto de disparo (entre 0 e 1) estará a aprox. +5V vol. de entradatage (a metade do rango de entrada analóxica).
3.3.2.3 Saídas OUT_0, OUT_1
O conector de oito pinos do TMCM-1140 ofrece dúas saídas de propósito xeral OUT_0 e OUT_1. OUT_0 é unha saída de drenaxe aberta capaz de cambiar (afundir) ata 1 A. A saída dos transistores MOSFET de canle N está conectada a un díodo de roda libre para protección contra vol.tage picos especialmente de cargas indutivas (relés, etc.) por riba do voltage (ver figura a continuación).
OUT_0 non debe estar conectado a ningún voltage por riba da oferta voltage do módulo debido ao diodo de roda libre interno.
Co firmware TMCL, OUT_0 pódese activar (OUT_0 baixo) mediante o comando SIO 0, 2, 1 e desactivarse de novo (OUT_0 flotante) mediante o comando SIO 0, 2, 0 (esta tamén é a configuración predeterminada de fábrica desta saída). No caso dunha saída flotante
non se desexa na aplicación unha resistencia externa para, por exemplo, subministrar voltage pódese engadir.
Pola contra, OUT_1 é capaz de suministrar + 5 V (con 100 mA máx.) a unha carga externa. Un MOSFET de canle P integrado permite activar/desactivar esta fonte de +5V no software (ver figura a continuación). Esta saída pode usarse para proporcionar
+5V a un circuíto codificador externo. Teña en conta que a subministración de +5V debe activarse explícitamente no software.
Co firmware TMCL, OUT_1 pódese conectar (suministrar +5V ao circuíto externo) usando o comando SIO 1, 2, 1 e desactivarse (a saída baixa a través da resistencia de pull-down de 10k) usando o comando SIO 1, 2, 0 (este tamén é o configuración predeterminada de fábrica desta saída).
3.3.3 Conector do motor
Como conector de motor, está dispoñible un conector CVIlux CI4P0104VK1-LF de 0 pines e paso de 2 mm. O conector do motor úsase para conectar os catro fíos do motor das dúas bobinas do motor paso a paso bipolar á electrónica.
 |
Pin | Etiqueta | Dirección | Descrición |
| 1 | OB2 | Saída | Pin 2 da bobina do motor B | |
| 2 | OB1 | Saída | Pin 1 da bobina do motor B | |
| 3 | OA2 | Saída | Pin 2 da bobina do motor A | |
| 4 | OA1 | Saída | Pin 1 da bobina do motor A |
Táboa 3.5 Conector do motor
| Example para conectar os motores paso a paso QSH4218 NEMA 17/42 mm: | |||||
| TMCM-1140 | Motor QS4218 | ||||
| Pin conector do motor | Cor do cable | Bobina | Descrición | ||
| 1 | Vermello | B | Bobina do motor B pin 1 | ||
| 2 | Azul | B- | Bobina do motor B pin 2 |
| 3 | Verde | A- | Bobina do motor A pin 2 |
| 4 | Negro | A | Bobina do motor A pin 1 |
3.3.4 Conector mini-USB
Un conector mini-USB de 5 pinos está dispoñible a bordo para a comunicación en serie (como alternativa á interface CAN e RS485). Este módulo admite conexións USB 2.0 Full-Speed (12 Mbit/s).
A interface CAN desactivarase en canto se conecte USB debido ao uso compartido interno de recursos de hardware.
 |
Pin | Etiqueta | Dirección | Descrición |
| 1 | V-BUS | Poder
(entrada de subministración) |
+5V subministración do host | |
| 2 | D- | Bidireccional | Datos USB: | |
| 3 | D+ | Bidireccional | Datos USB + | |
| 4 | ID | Potencia (GND) | Conectado ao sinal e a terra do sistema | |
| 5 | GND | Potencia (GND) | Conectado ao sinal e a terra do sistema |
Táboa 3.6 Conector para USB
Para o control remoto e a comunicación cun sistema host, o TMCM-1140 proporciona unha interface USB 2.0 de velocidade total (12 Mbit/s) (conector mini-USB). Tan pronto como se conecte un USB-Host, o módulo aceptará comandos vía USB.
MODO DE OPERACIÓN ALIMENTADO POR BUS USB
O TMCM-1140 admite tanto o funcionamento alimentado por USB (cando se subministra unha alimentación externa a través do conector de fonte de alimentación) como o funcionamento alimentado por bus USB (sen fonte de alimentación externa a través do conector de fonte de alimentación).
A lóxica do núcleo dixital a bordo alimentarase mediante USB no caso de que non se conecte ningunha outra fonte (operación alimentada por bus USB). O núcleo lóxico dixital inclúe o propio microcontrolador e tamén a EEPROM. Implementouse o modo de operación alimentado por bus USB para permitir a configuración, axustes de parámetros, lecturas, actualizacións de firmware, etc. simplemente conectando un cable USB entre o módulo e o PC host. Non é necesario ningún cableado adicional nin dispositivos externos (por exemplo, fonte de alimentación).
Teña en conta que o módulo pode extraer corrente da subministración de bus USB + 5 V mesmo en operación con alimentación USB, dependendo do vol.tago nivel desta oferta.
Neste modo non son posibles movementos motores. Polo tanto, conecte sempre unha fonte de alimentación ao conector de alimentación e comunicación para os movementos do motor.
Corrente do controlador do motor
O controlador do motor paso a paso a bordo funciona controlado por corrente. A corrente do controlador pódese programar no software para correntes da bobina do motor de ata 2 A RMS con 32 pasos de escala efectivos no hardware (CS na táboa seguinte).
Explicación das diferentes columnas da seguinte táboa:
Configuración da corrente do motor no software (TMCL)
Estes son os valores do parámetro 6 (corrente de funcionamento do motor) e 7 (corrente de espera do motor) do eixe TMCL. Utilízanse para axustar a corrente de execución/espera mediante os seguintes comandos TMCL:
SAP 6, 0, // establece a corrente de execución
SAP 7, 0, // establece a corrente de espera (valor de lectura con GAP en lugar de SAP. Consulta o manual de firmware TMCM-1140 separado para obter máis información)
Intensidade do motor IRMS [A] Intensidade do motor resultante baseada na configuración da corrente do motor
| Motor configuración actual software (TMCL) | Paso de escala actual (CS) | Corrente do 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 |
Ademais dos axustes da táboa, a corrente do motor pódese desconectar completamente (en roda libre) usando o parámetro do eixe 204 (consulte o manual do firmware TMCM-1140).
Restablecer os valores predeterminados de fábrica
É posible restablecer o TMCM-1140 á configuración predeterminada de fábrica sen establecer unha ligazón de comunicación. Isto pode ser útil no caso de que os parámetros de comunicación da interface preferida se establezan en valores descoñecidos ou se perdasen accidentalmente. Para este procedemento, hai que acurtar dúas almofadas na parte inferior da tarxeta.
Realice os seguintes pasos:
- A fonte de alimentación desconectada e o cable USB desconectado
- Dúas almofadas curtas como se indica na Figura 5.1
- Placa de encendido (a alimentación a través de USB é suficiente para este fin)
- Agarda ata que os LED vermellos e verdes incorporados comecen a parpadear rapidamente (isto pode levar un tempo)
- Placa de apagado (desconectar o cable USB)
- Elimina o curto entre as almofadas
- Despois de conectar a fonte de alimentación/conectar o cable USB, todos os axustes permanentes restauráronse aos valores predeterminados de fábrica
LEDs integrados
A placa ofrece dous LEDs para indicar o estado da placa. A función de ambos os LED depende da versión do firmware. Co firmware TMCL estándar, o LED verde debería estar parpadeando lentamente durante o funcionamento e o LED vermello
debería estar apagado.
Cando non hai ningún firmware válido programado na placa ou durante a actualización do firmware, os LED vermellos e verdes están permanentemente acendidos.
COMPORTAMENTO DOS LEDS CON FIRMWARE TMCL ESTÁNDAR
| Estado | Etiqueta | Descrición |
| Latido do corazón | Corre | Este LED verde parpadea lentamente durante o funcionamento. |
| Erro | Erro | Este LED vermello acendese se se produce un erro. |
Valoracións operativas
As clasificacións operativas mostran os intervalos previstos ou característicos e deben utilizarse como valores de deseño.
En ningún caso se superarán os valores máximos!
| Símbolo | Parámetro | Min | Típ | Máx | Unidade |
| VDD | Alimentación voltage para operación | 9 | 12… 24 | 28 | V |
| ICOIL_pico | Corrente da bobina do motor para onda sinusoidal pico (chopper regulado, regulable mediante software) | 0 | 2.8 | A | |
| ICOIL_RMS | corrente continua do motor (RMS) | 0 | 2.0 | A | |
| IDD | Corrente de alimentación | << ICOIL | 1.4 * ICoil | A | |
| TENV | Temperatura ambiente na corrente nominal (non se precisa arrefriamento forzado) | -30 | +50 | °C | |
| TENV_1A | Temperatura ambiente en 1 A RMS corrente do motor / metade máx. corrente (non se precisa arrefriamento forzado) | -30 | +70 | °C |
Táboa 7.1 Valoracións xerais de funcionamento do módulo
VALORACIÓNS OPERATIVAS DE E/S MULTIUSOS
| Símbolo | Parámetro | Min | Típ | Máx | Unidade |
| VOUT_0 | Voltage na saída de drenaxe aberta OUT_0 | 0 | + VDD | V | |
| IOUT_0 | Corrente de sumidoiro de saída da saída de drenaxe aberta OUT_0 | 1 | A | ||
| VOUT_1 | Voltage na saída OUT_1 (cando está activada) | +5 | V | ||
| IOUT_1 | Corrente da fonte de saída para OUT_1 | 100 | mA | ||
| VIN_1/2/3 | Vol. De entradatage para IN_1, IN_2, IN_3 (entradas dixitais) | 0 | + VDD | V | |
| VIN_L 1/2/3 | Vol. baixo niveltage para IN_1, IN_2 e IN_3 | 0 | 1.1 | V | |
| VIN_H 1/2/3 | Alto nivel voltage para IN_1, IN_2 e IN_3 | 3.4 | + VDD | V | |
| VIN_0 | Rango de medición para a entrada analóxica IN_0 | 0 | +10*) | V |
Táboa 7.2 Clasificacións operativas das E/S multiusos
*) aprox. 0…+10.56 V na entrada analóxica IN_0 tradúcese a 0..4095 (ADC de 12 bits, valores brutos). Por riba de aprox.
+10.56 V a entrada analóxica saturarase pero, sen danar (ata VDD).
CLASIFICACIÓNS OPERATIVAS DA INTERFAZ RS485
| Símbolo | Parámetro | Min | Típ | Máx | Unidade |
| NRS485 | Número de nodos conectados a unha única rede RS485 | 256 | |||
| fRS485 | Taxa de bits máxima admitida na conexión RS485 | 9600 | 115200*) | bps |
Táboa 7.3: Clasificacións operativas da interface RS485
*) revisión de hardware V1.2: máx. 115200 bit/s, revisión de hardware V1.3: máx. 1 Mbit/s
VALORACIÓNS OPERATIVAS DA INTERFAZ CAN
| Símbolo | Parámetro | Min | Típ | Máx | Unidade |
| NCAN | Número de nodos conectados a unha única rede RS485 | > 110 | |||
| fCAN | Taxa de bits máxima admitida na conexión CAN | 1000 | 1000 | kbit/s |
Táboa 7.4 Clasificacións operativas da interface CAN
Descrición funcional
O TMCM-1140 é un módulo controlador/controlador altamente integrado que se pode controlar mediante varias interfaces serie. O tráfico de comunicacións mantense baixo desde todas as operacións críticas (por exemplo, ramp cálculos) realízanse a bordo. A oferta nominal voltage da unidade é de 24 V CC. O módulo está deseñado tanto para o funcionamento autónomo como para o modo directo. É posible o control remoto completo do dispositivo con comentarios. O firmware do módulo pódese actualizar a través de calquera das interfaces serie.
Na Figura 8.1 móstranse as partes principais do TMCM-1140:
– o microprocesador, que executa o sistema operativo TMCL (conectado á memoria TMCL),
– o controlador de movemento, que calcula ramps e velocidade profiles internamente por hardware,
- o controlador de enerxía con stallGuard2 e a súa función coolStep de eficiencia enerxética,
– o controlador MOSFET stage, e
– o codificador sensOstep con resolucións de 10 bits (1024 pasos) por revolución. 
O TMCM-1140 inclúe o entorno de desenvolvemento de software baseado en PC TMCL-IDE para o Trinamic Motion Control Language (TMCM). O uso de comandos de alto nivel TMCL predefinidos, como mover a posición, garante un desenvolvemento rápido e rápido de aplicacións de control de movemento.
Consulte o manual do firmware TMCM-1140 para obter máis información sobre os comandos TMCL.
TMCM-1140 Descrición operacional
9.1 Cálculo: velocidade e aceleración fronte á frecuencia de micropaso e paso completo
Os valores dos parámetros enviados ao TMC429 non teñen valores típicos do motor como rotacións por segundo como velocidade. Pero estes valores pódense calcular a partir dos parámetros TMC429 como se mostra nesta sección.
PARÁMETROS DO TMC429
| Sinal | Descrición | Rango |
| fCLK | frecuencia de reloxo | 16 MHz |
| velocidade | – | 0… 2047 |
| a_máx | máxima aceleración | 0… 2047 |
| pulso_div | divisor para a velocidade. Canto maior sexa o valor, menor será o valor predeterminado da velocidade máxima = 0 | 0… 13 |
|
ramp_div |
divisor para a aceleración. Canto maior sexa o valor, menor será a máxima aceleración
valor predeterminado = 0 |
0… 13 |
| Usrs | resolución de micropasos (microspasos por paso completo = 2usrs) | 0… 8 |
Táboa 9.1 Parámetros de velocidade do TMC429
FRECUENCIA DE MICROSTEP
Calcúlase a frecuencia de micropaso do motor paso a paso 
FRECUENCIA DE PASO COMPLETO
Para calcular a frecuencia de paso completo a partir da frecuencia de micropaso, a frecuencia de micropaso debe dividirse polo número de micropasos por paso completo.
O cambio da frecuencia do pulso por unidade de tempo (cambio de frecuencia do pulso por segundo - a aceleración a) vén dado por
Isto resulta nunha aceleración en pasos completos de:
EXAMPLE
| Sinal | valor |
| f_CLK | 16 MHz |
| velocidade | 1000 |
| a_máx | 1000 |
| pulso_div | 1 |
| ramp_div | 1 |
| usrs | 6 |
CÁLCULO DO NÚMERO DE ROTACIONS
Un motor paso a paso ten, por exemplo, 72 fluters por rotación.
Política de Soporte Vital
TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG non autoriza nin garante ningún dos seus produtos para o seu uso en sistemas de soporte vital, sen o consentimento específico por escrito de TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG.
Os sistemas de soporte vital son equipos destinados a manter ou manter a vida, e cuxa falla de funcionamento, cando se usan correctamente de acordo coas instrucións proporcionadas, pode esperarse razoablemente que causen danos persoais ou a morte.
© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2013 – 2015
A información proporcionada nesta folla de datos crese que é precisa e fiable. Non obstante, non se asume ningunha responsabilidade polas consecuencias do seu uso nin por calquera infracción de patentes ou outros dereitos de terceiros, que poidan derivarse do seu uso.
As especificacións están suxeitas a cambios sen previo aviso.
Todas as marcas comerciais utilizadas son propiedade dos seus respectivos propietarios.
Historial de revisións
11.1 Revisión de documentos
| Versión | Data | Autor | Descrición |
| 0.90 | 2011-DEC-22 | GE | Versión inicial |
| 0.91 | 2012-MAIO-02 | GE | Actualizado para a versión de PCB TMCM-1140_V11 |
| 1.00 | 2012-XU-12 | SD | Primeira versión completa que inclúe novos capítulos sobre: – restablecer os valores predeterminados de fábrica e – LEDs |
| 1.01 | 2012-XUL-30 | SD | Circuíto interno de entradas corrixido. |
| 1.02 | 2013-MAR-26 | SD | Os nomes das entradas cambiaron: AIN_0 IN_0 IN_0 IN_1 IN_1 IN_2 IN_2 IN_3 Os nomes das saídas cambiaron: OUT_1 = OUT_0 OUT_0 = OUT_1 |
| 1.03 | 2013-XUL-23 | SD | – Tipos de conectores actualizados. – Capítulo 3.3.1.1 actualizado. |
| 1.04 | 2015-XAN-05 | GE | – Engadiuse a nova versión de hardware V13 - Engadiuse a configuración actual do controlador do motor (capítulo 4) – Varias incorporacións |
Táboa 11.1 Revisión do documento
11.2 Revisión de hardware
| Versión | Data | Descrición |
| TMCM-1040_V10*) | 2011-MAR-08 | Versión inicial |
| TMCM-1140_V11*) | 2011-XUL-19 | – Optimización de circuítos de E/S multiusos - Cambiouse a xeración e distribución do reloxo (oscilador de 16 MHz) |
| TMCM-1140_V12**) | 2012-ABRIL-12 | – Optimización adicional de custos incl. IC de sensor diferente con 10 bits máx. resolución |
| TMCM-1140_V13**) | 2013-AGOSTO-22 | – MOSFET controlador de motor paso a paso: Os MOSFET do controlador stage foron substituídos. Os novos MOSFET ofrecen menos disipación de calor que os anteriores/utilizados actualmente. Ademais, o rendemento e a configuración, incluíndo a corrente de saída do controlador e a forma de onda de saída, son esencialmente os mesmos. – Saídas de propósito xeral OUT_0 / OUT_1: substituíronse os MOSFET utilizados para activar/desactivar estas saídas. Os novos MOSFET ofrecen menos disipación de calor que os anteriores/utilizados actualmente. Ademais, a funcionalidade e as clasificacións son esencialmente as mesmas. – Transceptor RS485: o transceptor RS485 foi substituído polo transceptor SN65HVD1781 que ofrece unha mellor protección contra fallos (ata 70 V de protección contra fallos) e admite velocidades de comunicación máis altas (ata 1 Mbit/s). – En curso (próximamente): revestimento conformado de ambos os lados do PCB. Proporciona unha protección mellorada contra a humidade e o po / virutas (por exemplo, no caso das versións montadas no motor PD42-x-1140: pequenas pezas metálicas no |
| Versión | Data | Descrición |
| A PCB atraída polo imán do codificador pode provocar un mal funcionamento do dispositivo desprotexido). |
Táboa 11.2 Revisión de hardware
*): V10, V11: só prototipos.
**) V12: versión do produto en serie. Substitúese pola versión do produto da serie V13 debido á EOL (fin da vida útil) dos MOSFET. Por favor vexa
"PCN_1014_08_29_TMCM-1140.pdf" no noso Web-sitio tamén
Referencias
| [TMCM-1140 TMCL] | Manual de firmware TMCM-1140 TMCL |
| [TMC262] | Folla de datos TMC262 |
| [TMC429] | Folla de datos TMC429 |
| [TMCL-IDE] | Manual de usuario TMCL-IDE |
TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
Hamburgo, Alemaña
www.trinamic.com
Consulte www.trinamic.com.
www.trinamic.com
Descargado desde Arrow.com.
Documentos/Recursos
 |
TRINAMIC TMCM-1140 Módulo controlador/controlador de motor paso a paso de eje único [pdfManual do usuario V1.3, TMCM-1140, Módulo de controlador de controlador de motor paso a paso de eje único, Módulo de controlador de controlador de motor paso a paso de eixe único TMCM-1140, Módulo de controlador de controlador de motor paso a paso de eixe, Módulo de controlador de controlador de motor paso a paso, Módulo de controlador de controlador de motor, Módulo de controlador de controlador, controlador Módulo, módulo |