ステッピングモーター用モジュール モジュール
ハードウェアバージョン V1.3
ハードウェアマニュアル
TMCM-1140
1軸ステッピングコントローラー/ドライバー
2A / 24V sensOstep™ エンコーダ
USB、RS485、CAN
TMCM-1140 単軸ステッピング モーター コントローラー/ドライバー モジュール
ユニークな機能:
クールステップ™
特徴
TMCM-1140 は、最先端の機能セットを備えた 2 相バイポーラ ステッピング モーター用の単軸コントローラー/ドライバー モジュールです。 高度に統合されており、取り扱いが便利で、多くの分散アプリケーションで使用できます。 このモジュールは、NEMA 17 (フランジ サイズ 42mm) ステッピング モーターの背面に取り付けることができ、最大 2 A RMS および 24 V DC 電源電圧までのコイル電流に対応するように設計されています。tage. TRINAMIC の CoolStep™ テクノロジーによる高いエネルギー効率により、電力消費コストが抑えられます。 TMCL™ ファームウェアでは、スタンドアロン操作とダイレクト モードの両方が可能です。
主な特徴
- モーションコントローラー
- モーションプロfile リアルタイムでの計算
- モーターパラメータ（位置、速度、加速度など）のオンザフライ変更
- システム全体の制御とシリアル通信プロトコル処理のための高性能マイクロコントローラー
バイポーラステッピングモータードライバー
- フルステップあたり最大 256 マイクロステップ
- 高効率動作、低消費電力
- ダイナミック電流制御
- 統合された保護
- ストール検出のためのstallGuard2機能
- 消費電力と熱放散を削減するcoolStep機能
エンコーダ
sensOstep 磁気エンコーダ (1024 回転あたり XNUMX 増分) 例: あらゆる動作条件下での脱調検出および位置決め監視用
インターフェース
- RS485 2線式通信インターフェース
- CAN2.0B通信インターフェース
- USB フルスピード (12Mbit/s) デバイス インターフェイス
- 4 つの多目的入力:
– 3x 汎用デジタル入力 - (代替機能: STOP_L / STOP_R / HOME スイッチ入力または A/B/N エンコーダ入力)
– 1x 専用アナログ入力 - 2つの汎用出力
– 1x オープンドレイン 1A 最大
– 1x +5V 電源出力 (ソフトウェアでオン/オフ切り替え可能)
ソフトウェア
- TMCL: スタンドアロン動作またはリモート制御動作、最大 2048 の TMCL コマンド用のプログラム メモリ (不揮発性)、および無料で利用できる PC ベースのアプリケーション開発ソフトウェア TMCL-IDE。
電気的および機械的データ
- 供給量tage: 公称 +24 V DC (9 ～ 28 V DC)
- モーター電流: 最大 2 A RMS / 2.8 A ピーク (プログラム可能)
別冊のTMCLファームウェアマニュアルも参照してください。
TRINAMICS のユニークな機能 – TMCL で使いやすい
ストールガード 2™ ストールガード 2 は、コイルの逆起電力を使用した高精度のセンサーレス負荷測定です。 これは、モーターを失速させる負荷よりも低い負荷での失速検出やその他の用途に使用できます。 ストールガード 2 の測定値は、広範囲の負荷、速度、電流設定にわたって直線的に変化します。 モーター負荷が最大になると、値はゼロまたはゼロに近くなります。 これは、モーターにとって最もエネルギー効率の高い動作点です。
クールステップ™ CoolStep は、stallGuard2 による負荷測定に基づいて、必要な電流を負荷に適応させる負荷適応型の自動電流スケーリングです。 エネルギー消費量を最大 75% 削減できます。 CoolStep を使用すると、特に負荷が変動するモーターや高デューティ サイクルで動作するモーターの場合、大幅なエネルギー節約が可能になります。 ステッピング モーター アプリケーションは 30% ～ 50% のトルク リザーブで動作する必要があるため、必要に応じて CoolStep が自動的にトルク リザーブを有効にするため、定負荷アプリケーションでも大幅なエネルギー節約が可能になります。 消費電力を削減すると、システムの温度が下がり、モーターの寿命が延び、コストの削減が可能になります。 
注文コード
| 注文コード | 説明 | サイズ（mm3) |
| TMCM-1140-オプション | 統合された sensOstep エンコーダと CoolStep 機能を備えた単軸バイポーラ ステッピング モーター コントローラー/ドライバー エレクトロニクス | 37 x 37 x 11.5 |
表2.1 注文記号
利用可能なオプションは次のとおりです。
| ファームウェアオプション | 説明 | 注文コード例amp上： |
| -TMCL | TMCLファームウェアで事前プログラムされたモジュール | TMCM-1140-TMCL |
| -開けられる | CANopenファームウェアで事前プログラムされたモジュール | TMCM-1140-CANopenの利用 |
表 2.2 ファームウェアのオプション
このモジュールにはケーブル織機セットが用意されています。
| 注文コード | 説明 |
| TMCM-1140-ケーブル | TMCM-1140用ケーブル織機： • 電源および通信コネクタ用ケーブル 1 本 (長さ 200mm) – 多目的入出力コネクタ用ケーブル 1 本 (長さ 200mm) – モーターコネクタ用ケーブル 1 本 (長さ 200mm) – 1x USB タイプ A コネクタ - ミニ USB タイプ B コネクタ ケーブル (長さ 1.5 メートル) |
表 2.3 ケーブル織機の注文記号
TMCM-1140 は NEMA17 ステッピング モーターでも使用できることに注意してください。 これらの製品の詳細については、PD-1140 のドキュメントを参照してください。
機械的および電気的インターフェース
3.1 寸法と取り付け穴
コントローラー/ドライバーボードの寸法は約 37mm です。 37 mm ステッピング モーターの背面に取り付けるための 11.5 mm x 42 mm x 8 mm。 嵌合コネクタを使用しない場合のコンポーネントの最大高さ (PCB レベル上の高さ) は、PCB レベルより上で約 2 mm、PCB レベルより下で約 3 mm です。 NEMA17 ステッピング モーターに取り付けるための MXNUMX ネジ用の取り付け穴が XNUMX つあります。 
3.2 ボード実装に関する考慮事項
TMCM-1140 には、金属メッキの取り付け穴が XNUMX つあります。 両方の取り付け穴はシステムおよび信号グランド (電源グランドと同じ) に接続されています。
特に敏感な/ノイズの多い環境で信号の歪みと HF 信号の放射を最小限に抑える (EMC 適合性を向上させる) には、システム内で確実にアース接続を確保することが重要です。 これをサポートするには、電源グランド接続に加えて、ボードの両方の取り付け穴をシステム電源グランドに接続することをお勧めします。
ただし、これは常にオプションであるとは限りません。たとえば、金属製のシステム シャーシ / TMCM-1140 取り付けプレートがすでにアースに接続されており、電源アース (XNUMX 次側) と主電源アース (XNUMX 次側) の間の直接接続が望ましくない場合などです。オプションではありません。 この場合、プラスチック（ナイロン製など）のスペーサー/ディスタンスボルトとネジを使用する必要があります。
3.3 TMCM-1140のコネクタ
TMCM-1140 のコントローラー/ドライバー ボードには、モーター コイルを電子機器に接続するために使用されるモーター コネクタを含む 485 つのコネクタが用意されています。 電源および通信コネクタは、電源、CAN インターフェイス、RS8 インターフェイスに使用されます。 XNUMX ピンの多目的 I/O コネクタは、XNUMX つの多目的入力と XNUMX つの汎用出力を提供します。 さらに、USBインターフェース用のコネクタもあります。 
| ラベル | コネクタタイプ | 嵌合コネクタの種類 |
|
電源および通信コネクタ |
CI0106P1VK0-LF |
コネクタハウジング CVIlux: CI01065000-A 連絡先 CVIlux: CI01T011PE0-A or コネクタハウジング JST：PHR-6 コンタクト JST：SPH-002T-P0.5S ワイヤー：0.22mm2 |
| 多目的I/Oコネクタ | CI0108P1VK0-LF CVIlux CI01シリーズ、8ピン、2mmピッチ |
コネクタ ハウジング CVIlux: CI01085000-A コンタクト CVIlux: CI01T011PE0-A or コネクタハウジング JST：PHR-8 コンタクト JST：SPH-002T-P0.5S ワイヤー：0.22mm2 |
| モータコネクタ | CI0104P1VK0-LF
CVIlux CI01シリーズ、4ピン、2mmピッチ |
コネクタ ハウジング CVIlux: CI01045000-A コンタクト CVIlux: CI01T011PE0-A or コネクタハウジング JST：PHR-4 コンタクト JST：SPH-002T-P0.5S ワイヤー：0.22mm2 |
| ミニUSBコネクタ | モレックス500075-1517 ミニ USB タイプ B 垂直レセプタクル |
任意の標準ミニ USB プラグ |
表3.1 コネクタと相手コネクタ、コンタクトおよび適用電線
3.3.1 電源および通信コネクタ
6ピン CVIlux CI0106P1VK0-LF 2mmピッチ単列コネクタは、電源、RS485、およびCANシリアル通信に使用されます。 3.3.1.1 章の追加の電源情報に注意してください。
注記： USB が接続されている場合、ハードウェア リソースの内部共有のため、CAN インターフェイスは非アクティブになります。
 |
ピン | ラベル | 方向 | 説明 |
| 1 | グランド | 電源（GND） | システムおよび信号グランド | |
| 2 | 電圧 | 電源） | VDD (+9V…+28V) | |
| 3 | RS485+ | 双方向の | RS485インターフェース、差分。 信号（非反転） | |
| 4 | RS485- | 双方向の | RS485インターフェース、差分。 信号（反転） | |
| 5 | CAN_H | 双方向の | CANインターフェース、差分。 信号（非反転） | |
| 6 | 私はできる | 双方向の | CANインターフェース、差分。 信号（反転） |
表3.2 電源用コネクタとインターフェース
3.3.1.1 電源
適切に動作させるには、電源のコンセプトと設計に注意する必要があります。 スペースの制限により、TMCM-1140 には約 40µF/35V の電源フィルタ コンデンサが含まれています。 これらは、高い信頼性と長寿命を求めて選ばれたセラミックコンデンサです。 モジュールには、過電圧用の28V抑制ダイオードが含まれていますtage保護。
注意！
 |
外部電源コンデンサを追加してください。
TMCM-470 の隣の電源ラインに大きなサイズの電解コンデンサ (例: 少なくとも 35µF/1140V) を接続することをお勧めします。 |
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動作中にモーターを接続したり取り外したりしないでください。 モーターケーブルとモーターの誘導率により体積が増加する可能性がありますtag通電中にモーターが切断/接続されるとスパイクが発生します。 これらのボリュームtagスパイクはボリュームを超える可能性がありますtagドライバ MOSFET の限界に達し、永久に損傷する可能性があります。 したがって、モーターの接続/取り外しを行う前に、必ず電源を切断してください。 |
|
電源ボリュームを維持するtag上限の 28V を下回ります。 そうしないと、ドライバーの電子機器が重大な損傷を受ける可能性があります。 特に、選択したオペレーティングボリュームがtage は上限に近いため、安定化電源を強くお勧めします。 第 7 章「動作値」も参照してください。 |
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逆極性保護はありません。 モジュールは逆電源電圧をショートさせます。tagドライバートランジスタの内部ダイオードによるものです。 |
3.3.1.2 RS485
リモート制御およびホスト システムとの通信のために、TMCM-1140 は 485 線式 RSXNUMX バス インターフェイスを提供します。
適切に動作させるには、RS485 ネットワークを設定するときに次の項目を考慮する必要があります。
- バスの構造:
ネットワーク トポロジは、可能な限りバス構造に従う必要があります。 つまり、各ノードとバス自体の間の接続は可能な限り短くする必要があります。 基本的にはバスの長さに比べて短いほうが良いでしょう。
- バスターミナル:
特に、長いバスやバスに接続された複数のノード、および/または高速通信の場合、バスは両端で適切に終端される必要があります。 TMCM-1140 には終端抵抗が組み込まれていません。 したがって、バスの両端に 120 オームの終端抵抗を外部に追加する必要があります。 - ノードの数:
RS485 電気インターフェイス規格 (EIA-485) では、最大 32 個のノードを 1140 つのバスに接続できます。 TMCM-1.2 ユニットで使用されるバス トランシーバー (ハードウェア V65: SN3082HVD1.3ED、ハードウェア V65 以降: SN1781HVD255D) はバス負荷が大幅に軽減され、TMCL ファームウェアを使用して最大 485 台のユニットを単一の RSXNUMX バスに接続できます。 。 注意: 通常、XNUMX つのバスに接続されているノードの最大数とサポートされている最大通信速度を同時に実現しても、信頼性の高い通信を実現することは期待できません。 代わりに、バスケーブルの長さ、通信速度、ノード数の間で妥協点を見つける必要があります。 - 通信速度:
TMCM-485 ハードウェア V1140 でサポートされる最大 RS1.2 通信速度は 115200 bit/s で、ハードウェア V1 以降は 1.3Mbit/s です。 工場出荷時のデフォルトは 9600 ビット/秒です。 ハードウェアの上限を下回るその他の可能な通信速度については、別の TMCM-1140 TMCL ファームウェア マニュアルを参照してください。 - 浮遊バスラインはありません:
バス ライン上のホスト/マスターもスレーブのいずれもデータを送信していないとき (すべてのバス ノードが受信モードに切り替わっているとき)、バス ラインをフローティングにすることは避けてください。 フローティングバスラインは通信エラーを引き起こす可能性があります。 バス上の有効な信号を保証するために、両方のバス ラインを明確に定義された論理レベルに接続する抵抗ネットワークを使用することをお勧めします。
実際には、推奨できるオプションが XNUMX つあります。
バスの片側のみに抵抗 (バイアス) ネットワークを追加します (両端には 120R の終端抵抗が残ります)。
または、バスの両端に抵抗 (バイアス) ネットワークを追加します (Profibus™ 終端など)。
PC で利用可能な特定の RS485 インターフェイス コンバータには、これらの追加の抵抗がすでに含まれています (例: バスの一端にバイアス ネットワークを備えた USB-2485)。
3.3.1.3 CAN
リモート制御およびホスト システムとの通信のために、TMCM-1140 は CAN バス インターフェイスを提供します。 USB が接続されている場合、CAN インターフェイスは利用できないことに注意してください。 適切に動作させるには、CAN ネットワークを設定するときに次の項目を考慮する必要があります。
- バスの構造:
ネットワーク トポロジは、可能な限りバス構造に従う必要があります。 つまり、各ノードとバス自体の間の接続は可能な限り短くする必要があります。 基本的にはバスの長さに比べて短いほうが良いでしょう。
- バスターミナル:
特に、長いバスやバスに接続された複数のノード、および/または高速通信の場合、バスは両端で適切に終端される必要があります。 TMCM-1140 には終端抵抗が組み込まれていません。 したがって、バスの両端に 120 オームの終端抵抗を外部に追加する必要があります。 -
ノードの数:
TMCM-1140 ユニット (TJA1050T) で使用されるバス トランシーバーは、最適な条件下で少なくとも 110 ノードをサポートします。 実際に達成可能な CAN バスあたりのノード数は、バスの長さ (バスが長い > ノードが少ない) と通信速度 (速度が高い -> ノードが少ない) に大きく依存します。
3.3.2 多目的 I/O コネクタ
8 ピン CVIlux CI0108P1VK0-LF 2mm ピッチ単列コネクタは、すべての多目的入力および出力に使用できます。
 |
ピン | ラベル | 方向 | 説明 |
| 1 | グランド | 電源（GND） | システムおよび信号グランド | |
| 2 | 電圧 | 電源） | VDD、電源および通信コネクタの VDD ピンに接続 | |
| 3 | アウト_0 | 出力 | オープンドレイン出力 (最大 1A) VDD へのフリーホイーリング ダイオードを内蔵 | |
| 4 | アウト_1 | 出力 | +5V電源出力（最大100mA） ソフトウェアでオン/オフ切り替え可能 | |
|
5 |
0で |
入力 |
専用アナログ入力、インプットボリュームtag範囲: 0..+10V 解像度: 12ビット(0..4095) |
|
|
6 |
IN_1、STOP_L、ENC_A | 入力 | 汎用デジタル入力（+24V対応） | |
| 代替機能 1: 左ストップスイッチ入力 | ||||
| 代替機能 2: 外部インクリメンタル エンコーダ チャネル A 入力 | ||||
|
7 |
IN_2、STOP_R、ENC_B |
入力 |
汎用デジタル入力（+24V対応） | |
| 代替機能 1: 右ストップスイッチ入力 | ||||
| 代替機能 2: 外部インクリメンタル エンコーダ チャネル B 入力 | ||||
| 8 | IN_3、ホーム、ENC_N | 入力 | 汎用デジタル入力（+24V対応） | |
| 代替機能 1: ホームスイッチ入力 | ||||
| 代替機能 2: 外部インクリメンタル エンコーダ インデックス / ゼロ チャネル入力 |
表3.3 多目的I/Oコネクタ
注記：
- すべての入力には抵抗ベースのボリュームがありますtag保護ダイオードを備えた入力分圧器。 これらの抵抗は、未接続の場合でも有効な GND レベルを保証します。
- すべてのデジタル入力 (IN_1、IN_2、IN_3) に対して、+2V への 2k5 プルアップ抵抗をアクティブにすることができます (最近のすべての TMCL ファームウェア バージョンのデフォルト設定)。 これらの入力のデフォルト (未接続) 論理レベルは 1 になり、GND への外部スイッチを接続できます。 これは、これらの入力が STOP_L / STOP_R および HOME スイッチ入力 (代替機能 1) として使用される場合、またはオープンコレクタ出力を備えた外部インクリメンタル A/B/N エンコーダのエンコーダ入力として使用される場合に特に興味深い可能性があります (プルアップは必要ありません)。プッシュプル出力を備えたエンコーダの場合）。
3.3.2.1 デジタル入力 IN_1、IN_2、IN_3
TMCM-1140 の 1 ピン コネクタは、2 つの多目的デジタル入力 IN_3、IN_24、IN_XNUMX を提供します。 XNUMX つの入力はすべて最大 +XNUMXV (公称) の入力信号を受け入れ、同じ入力回路を提供します。tag抵抗分割器、制限
過電圧および過小電圧に対するダイオードtage およびプログラム可能な 2k2 プルアップ抵抗。
プルアップは、ソフトウェアで XNUMX つの入力すべてに対して同時にオンまたはオフに切り替えることができます。
TMCL ファームウェアでは、コマンド SIO 0、0、0 はプルアップをオフにし、コマンド SIO 0、0、1 はプルアップをオンにします (詳細については、別の TMCL ファームウェア マニュアル、コマンド SIO を参照してください)。 
XNUMX つのデジタル入力には、ソフトウェアの構成に応じて代替機能があります。 次の機能が利用可能です。
| ラベル （パイン） | デフォルト機能 | 代替機能 1 | 代替機能 2 |
| IN_1 (6) | 汎用デジタル入力 TMCL: GIO 1, 0 // 入力 IN_1 のデジタル値を取得 |
STOP_L – 左停止スイッチ入力、プロセッサーおよび TMC429 REF 入力に接続 (ハードウェアの左停止機能をサポート)
TMCL: GAP 11, 0 // STOP_L 入力のデジタル値を取得 |
ENC_A – 外部インクリメンタル エンコーダ入力チャネル A、プロセッサ エンコーダ カウンタ入力に接続 |
| IN_2 (7) | 汎用デジタル入力 TMCL: GIO 2, 0 // 入力 IN_2 のデジタル値を取得 |
STOP_R – 右ストップ スイッチ入力、プロセッサおよび TMC429 REF 入力に接続 (ハードウェアで右ストップ スイッチ機能をサポート) TMCL: GAP 10, 0 // STOP_R 入力のデジタル値を取得 |
ENC_B – 外部インクリメンタル エンコーダ入力チャネル B、プロセッサ エンコーダ カウンタ入力に接続 |
| IN_3 (8) | 汎用デジタル入力 TMCL: GIO 3, 0 // 入力 IN_3 のデジタル値を取得 |
HOME – ホームスイッチ入力、プロセッサーに接続 TMCL: GAP 9, 0 // HOME入力のデジタル値を取得 |
ENC_N – 外部インクリメンタル エンコーダ入力インデックス / ゼロ チャネル、プロセッサ割り込み入力に接続 |
表3.4 多目的入力/代替機能
– XNUMX つのデジタル入力はすべてオンボードプロセッサに接続されており、汎用デジタル入力として使用できます (デフォルト)。
– IN_1 および IN_2 を STOP_L および STOP_R 入力として使用するには、この機能をソフトウェアで明示的に有効にする必要があります (工場出荷時のデフォルト: スイッチはオフ)。 TMCL ファームウェアでは、SAP 12、0、0 (STOP_R / 右リミット スイッチ) および SAP 13、0、0 (STOP_L / 左リミット スイッチ) を使用してストップ スイッチ機能を有効にすることができます。 名前がすでに示しているように、左側のリミット スイッチ (STOP_L) のステータスはモーターの左回転中に重要であり、右側のリミット スイッチのステータスはモーターの右回転 (正の方向) 中にのみ重要です。 上の表にリストされている GAP コマンドを使用して、いつでも入力値を読み出すことができます。 詳細については、別の TMCL ファームウェア マニュアルを参照してください。
– 外部エンコーダ: 外部インクリメンタル A/B/N エンコーダを TMCM-1140 に接続し、内部 sensOstep™ エンコーダに加えて、またはその代替として使用できます。 TMCL を使用すると、この 216 番目のエンコーダのエンコーダ カウンタ値は、TMCL コマンド GAP 0, 1 を介して読み出すことができます (詳細については、別の TMCL ファームウェア マニュアルを参照してください)。 エンコーダ カウンタの工場出荷時のデフォルト スケーリングは 1:4 です。つまり、エンコーダが 1 回転した後、エンコーダ カウンタはエンコーダ ティック数 (エンコーダ ライン x 2) だけ増減します。 外部エンコーダを使用する場合は、エンコーダのチャネル A を IN_3 に、チャネル B を IN_1 に、N またはゼロのチャネルを IN_5 (オプション) に、エンコーダのグランドをモジュールの電源グランド (例: 多目的 I/O コネクタのピン 1) に接続し、+5V を接続します。エンコーダの入力を OUT_1 に供給します (すべて多目的 I/O コネクタ上)。 エンコーダに +1V を供給するには、まず SIO 2、1、3.3.2.3 を使用して出力 OUT_XNUMX をアクティブにする必要があることに注意してください (XNUMX 章も参照)。
3.3.2.2 アナログ入力 IN_0
TMCM-1140 の 0 ピン コネクタは、0 つの専用アナログ入力 IN_10 を提供します。 この専用アナログ入力は、約 0 mA のフルスケール入力範囲を提供します。 10.56 ～ +12 V (公称 0..+4095 V)、マイクロコントローラの内部アナログ - デジタル コンバータの分解能は XNUMX ビット (XNUMX ～ XNUMX)。
入力はより高いボリュームから保護されていますtagボリュームを使用すると最大 +24 Vtag抵抗分圧器と制限ダイオードを電圧に対して接続するtag0 V (GND) 未満および +3.3 V DC 以上です (下図を参照)。 
TMCL ファームウェアでは、この入力のアナログ値はコマンド GIO 0, 1 を使用して読み取ることができます。このコマンドは、12 ～ 0 の 4095 ビット アナログ - デジタル コンバーターの生の値を返します。デジタル値を読み取ることも可能です。 TMCL コマンド GIO 0, 0 を使用してこの入力を調整します。トリップ ポイント (0 と 1 の間) は約 5 mA になります。 +XNUMXV入力ボリュームtage (アナログ入力範囲の半分)。
3.3.2.3 出力 OUT_0、OUT_1
TMCM-1140 の 0 ピン コネクタは、1 つの汎用出力 OUT_0 および OUT_1 を提供します。 OUT_XNUMX は、最大 XNUMXA のスイッチング (シンク) が可能なオープンドレイン出力です。 N チャネル MOSFET トランジスタの出力は、電圧変動に対する保護のためフリーホイール ダイオードに接続されています。tag特に電源電圧を超える誘導負荷（リレーなど）からのスパイクtage (下図を参照)。
OUT_0 はどのボリュームにも接続しないでくださいtag供給量を超えるtag内部フリーホイーリング ダイオードによるモジュールの e。
TMCL ファームウェアでは、コマンド SIO 0、0、0 を使用して OUT_2 をオン (OUT_1 を Low にプル) し、コマンド SIO 0、0、2 を使用して再びオフ (OUT_0 フローティング) に切り替えることができます (これは、この出力の工場出荷時のデフォルト設定でもあります)。 フローティング出力の場合
アプリケーションでは、vol を供給するための外部抵抗は望ましくありません。tage を追加することもできます。
対照的に、OUT_1 は外部負荷に +5V (最大 100mA を供給) を供給できます。 統合された P チャネル MOSFET により、ソフトウェアでこの +5V 電源のオン/オフを切り替えることができます (下図を参照)。 この出力は、次の情報を提供するために使用される可能性があります。
+5V を外部エンコーダ回路に接続します。 +5V 電源はソフトウェアで明示的にアクティブにする必要があることに注意してください。
TMCL ファームウェアを使用すると、コマンド SIO 1、5、1 を使用して OUT_2 をオン (外部回路に +1V を供給) に切り替えることができ、コマンド SIO 10、1、2 を使用してオフ (出力を 0k プルダウン抵抗を介して Low にプル) することができます (これは、この出力の工場出荷時のデフォルト設定でもあります)。
3.3.3 モーターコネクタ
モーターコネクタとして、4ピン CVIlux CI0104P1VK0-LF 2mmピッチ単列コネクタが利用可能です。 モーター コネクタは、バイポーラ ステッピング モーターの XNUMX つのモーター コイルの XNUMX 本のモーター ワイヤを電子機器に接続するために使用されます。
 |
ピン | ラベル | 方向 | 説明 |
| 1 | OB2 | 出力 | モーターコイルBのピン2 | |
| 2 | OB1 | 出力 | モーターコイルBのピン1 | |
| 3 | OA2 | 出力 | モーターコイルAのピン2 | |
| 4 | OA1 | 出力 | モーターコイルAのピン1 |
表3.5 モーターコネクタ
| ExampQSH4218 NEMA 17 / 42mm ステッピング モーターを接続するためのファイル: | |||||
| TMCM-1140 | QS4218モーター | ||||
| モーターコネクタピン | ケーブルの色 | コイル | 説明 | ||
| 1 | 赤 | B | モーターコイルBピン1 | ||
| 2 | 青 | B- | モーターコイルBピン2 |
| 3 | 緑 | A- | モーターコイルAピン2 |
| 4 | 黒 | A | モーターコイルAピン1 |
3.3.4 ミニ USB コネクタ
シリアル通信用に 5 ピン ミニ USB コネクタがオンボードで利用可能です (CAN および RS485 インターフェイスの代替として)。 このモジュールは、USB 2.0 フルスピード (12Mbit/s) 接続をサポートします。
CAN インターフェイスは、ハードウェア リソースの内部共有により、USB が接続されるとすぐに非アクティブになります。
 |
ピン | ラベル | 方向 | 説明 |
| 1 | Vバス | 力
(供給入力) |
ホストからの +5V 電源 | |
| 2 | D- | 双方向の | USBデータ– | |
| 3 | D+ | 双方向の | USBデータ+ | |
| 4 | ID | 電源（GND） | 信号およびシステムグランドに接続 | |
| 5 | グランド | 電源（GND） | 信号およびシステムグランドに接続 |
表3.6 USB用コネクタ
リモート制御およびホスト システムとの通信のために、TMCM-1140 は USB 2.0 フルスピード (12Mbit/s) インターフェイス (ミニ USB コネクタ) を提供します。 USB ホストが接続されるとすぐに、モジュールは USB 経由でコマンドを受け入れます。
USBバスパワー動作モード
TMCM-1140は、USBセルフパワー動作（電源コネクタ経由で外部電源供給時）とUSBバスパワー動作（電源コネクタ経由の外部電源供給なし）の両方に対応しています。
他の電源が接続されていない場合、オンボードのデジタル コア ロジックは USB 経由で電力供給されます (USB バス電力動作)。 デジタル コア ロジックには、マイクロコントローラー自体と EEPROM が含まれます。 USBバスパワー動作モードを実装しており、モジュールとホストPCをUSBケーブルで接続するだけで、コンフィグレーション、パラメータ設定、読み出し、ファームウェアアップデートなどが可能です。 追加のケーブル配線や外部デバイス (電源など) は必要ありません。
USB セルフパワー動作であっても、ボリュームによってはモジュールが USB +5V バス電源から電流を引き出す可能性があることに注意してください。tagこの電源のレベル。
このモードではモーターの動作はできません。 したがって、モーターを動かすためには、常に電源を電源および通信コネクタに接続してください。
モータードライバー電流
オンボードのステッピング モーター ドライバーは電流制御で動作します。 ドライバ電流は、ハードウェアで 2 の有効スケーリング ステップを使用して、最大 32A RMS までのモータ コイル電流に合わせてソフトウェアでプログラムできます (下表の CS)。
以下の表のさまざまな列の説明:
ソフトウェアによるモーター電流設定（TMCL）
これらは、TMCL 軸パラメータ 6 (モータ運転電流) と 7 (モータ待機電流) の値です。 これらは、次の TMCL コマンドを使用して実行/スタンバイ電流を設定するために使用されます。
SAP6、0、 // 動作電流を設定します
SAP 7、0、 // スタンバイ電流を設定します (SAP ではなく GAP による読み出し値。詳細については、別の TMCM-1140 ファームウェア マニュアルを参照してください)
モーター電流 IRMS [A] モーター電流設定に基づくモーター電流の結果
| モーター 現在の設定 ソフトウェア（TMCL） | 現在のスケーリングステップ （CS） | モーター電流 Iコイルピーク [あ] | モーター 電流ICOIL_RMS [あ] |
| 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 |
表の設定に加えて、軸パラメータ 204 を使用してモータ電流を完全にオフ (フリーホイール) することもできます (TMCM-1140 ファームウェア マニュアルを参照)。
工場出荷時のデフォルトにリセット
通信リンクを確立せずに、TMCM-1140 を工場出荷時のデフォルト設定にリセットすることができます。 これは、優先インターフェイスの通信パラメータが不明な値に設定されているか、誤って紛失した場合に役立つ可能性があります。この手順では、ボードの下側の XNUMX つのパッドを短くする必要があります。
次の手順を実行してください。
- 電源がオフでUSBケーブルが接続されていない
- 図 5.1 でマークされているように、XNUMX つのパッドを短くします。
- 電源投入ボード (この目的には USB 経由の電源で十分です)
- オンボードの赤と緑の LED が高速で点滅し始めるまで待ちます (これにはしばらく時間がかかる場合があります)。
- ボードの電源を切る（USBケーブルを外す）
- パッド間のショートを取り除く
- 電源を入れてUSBケーブルを接続すると、すべての永続的な設定が工場出荷時のデフォルトに復元されます。
オンボードLED
ボードには、ボードのステータスを示すために XNUMX つの LED があります。 両方の LED の機能はファームウェアのバージョンによって異なります。 標準の TMCL ファームウェアでは、動作中に緑色の LED がゆっくり点滅し、赤色の LED がゆっくり点滅します。
オフになるはずです。
有効なファームウェアがボードにプログラムされていない場合、またはファームウェアのアップデート中に、赤と緑の LED が常時点灯します。
標準 TMCL ファームウェアでの LED の動作
| 状態 | ラベル | 説明 |
| ハートビート | 走る | 動作中は、この緑色の LED がゆっくり点滅します。 |
| エラー | エラー | エラーが発生すると、この赤色の LED が点灯します。 |
運用評価
動作定格は、意図された特性範囲を示すものであり、設計値として使用する必要があります。
いかなる場合も最大値を超えてはなりません。
| シンボル | パラメータ | 分 | タイプ | マックス | ユニット |
| 電圧 | 電源voltag操作用 | 9 | 12…24 | 28 | V |
| ICOIL_peak | 正弦波の場合のモーターコイル電流 ピーク (チョッパー制御、ソフトウェアで調整可能) | 0 | 2.8 | A | |
| ICOIL_RMS | 連続モーター電流 (RMS) | 0 | 2.0 | A | |
| IDD | 電源電流 | << アイコイル | 1.4 * 私COIL | A | |
| テンヴェ | 定格電流時の環境温度（強制冷却不要） | -30 | +50 | °C | |
| TENV_1A | 環境温度 1A RMS モーター電流 / 最大半分電流（強制冷却は必要ありません） | -30 | +70 | °C |
表 7.1 モジュールの一般動作定格
多目的 I/OS の動作評価
| シンボル | パラメータ | 分 | タイプ | マックス | ユニット |
| VOUT_0 | 巻tage オープンドレイン出力 OUT_0 | 0 | + VDD | V | |
| IOUT_0 | オープンドレイン出力OUT_0の出力シンク電流 | 1 | A | ||
| VOUT_1 | 巻tage 出力 OUT_1 (スイッチオン時) | +5 | V | ||
| IOUT_1 | OUT_1の出力ソース電流 | 100 | mA | ||
| VIN_1/2/3 | 入力ボリュームtage: IN_1、IN_2、IN_3 (デジタル入力) | 0 | + VDD | V | |
| VIN_L 1/2/3 | 低レベルのボリュームtagIN_1、IN_2、IN_3 の場合は e | 0 | 1.1 | V | |
| VIN_H 1/2/3 | ハイレベルボリュームtagIN_1、IN_2、IN_3 の場合は e | 3.4 | + VDD | V | |
| VIN_0 | アナログ入力 IN_0 の測定レンジ | 0 | +10*) | V |
表7.2 多目的I/Oの動作定格
*) 約アナログ入力 IN_0 の 10.56 ～ +0V は 0 ～ 4095 (12 ビット ADC、生の値) に変換されます。 およそ以上
+10.56V ではアナログ入力は飽和しますが、損傷はしません (VDD まで)。
RS485 インターフェースの動作評価
| シンボル | パラメータ | 分 | タイプ | マックス | ユニット |
| NRS485 | 単一の RS485 ネットワークに接続されているノードの数 | 256 | |||
| fRS485 | RS485接続でサポートされる最大ビットレート | 9600 | 115200 1000000*) | ビット/秒 |
表 7.3: RS485 インターフェースの動作定格
*) ハードウェア リビジョン V1.2: 最大。 115200 ビット/秒、ハードウェア リビジョン V1.3: 最大 1 ビット/秒XNUMXMビット/秒
CAN インターフェースの動作評価
| シンボル | パラメータ | 分 | タイプ | マックス | ユニット |
| カナダ | 単一の RS485 ネットワークに接続されているノードの数 | > 110 | |||
| fCAN | CAN接続でサポートされる最大ビットレート | 1000 | 1000 | kbit / sの |
表 7.4 CAN インターフェースの動作定格
機能説明
TMCM-1140 は、高度に統合されたコントローラ/ドライバ モジュールで、複数のシリアル インターフェイスを介して制御できます。 常に重要な操作 (例: ramp 計算）はボード上で実行されます。 公称供給量tagユニットの電源はDC24Vです。 このモジュールは、スタンドアロン動作とダイレクト モードの両方向けに設計されています。 フィードバックによるデバイスの完全なリモート制御が可能です。 モジュールのファームウェアは、任意のシリアル インターフェイス経由で更新できます。
図 8.1 に、TMCM-1140 の主要部品を示します。
– TMCL オペレーティング システムを実行するマイクロプロセッサ (TMCL メモリに接続されている)、
– rを計算するモーションコントローラーampsとスピードプロfile内部ではハードウェアによって、
–stallGuard2 とそのエネルギー効率の高い CoolStep 機能を備えたパワードライバー、
– MOSFETドライバーtage、および
– 10 回転あたり 1024 ビット (XNUMX ステップ) の分解能を持つ sensOstep エンコーダー。 
TMCM-1140 には、Trinamic Motion Control Language (TMCM) 用の PC ベースのソフトウェア開発環境 TMCL-IDE が付属しています。 move などの事前定義された TMCL 高レベル コマンドを使用して、モーション コントロール アプリケーションの迅速な開発が保証されます。
TMCL コマンドの詳細については、TMCM-1140 ファームウェア マニュアルを参照してください。
TMCM-1140 動作説明
9.1 計算: 速度と加速度とマイクロステップおよびフルステップ周波数の関係
TMC429 に送信されるパラメータの値には、速度としての 429 秒あたりの回転数などの一般的なモーター値が含まれていません。 ただし、これらの値は、このセクションで示すように TMCXNUMX パラメーターから計算できます。
TMC429のパラメータ
| 信号 | 説明 | 範囲 |
| fCLK | クロック周波数 | 16 MHz |
| 速度 | – | 0…2047 |
| a_max | 最大加速度 | 0…2047 |
| パルスディビジョン | 速度の分周器。 値が大きいほど、最大速度は小さくなります。デフォルト値 = 0 | 0…13 |
|
ramp_div |
加速のためのディバイダー。 値が大きいほど最大加速度は小さくなります
デフォルト値 = 0 |
0…13 |
| ユーザー | マイクロステップ解像度 (フルステップあたりのマイクロステップ = 2)ユーザー) | 0…8 |
表 9.1 TMC429 の速度パラメータ
マイクロステップ周波数
ステッピング モーターのマイクロステップ周波数は次のように計算されます。 
フルステップ周波数
マイクロステップ周波数からフルステップ周波数を計算するには、マイクロステップ周波数をフルステップあたりのマイクロステップ数で割る必要があります。
単位時間あたりの脈拍数の変化 (XNUMX 秒あたりの脈拍周波数の変化 – 加速度 a) は次の式で与えられます。
これにより、次のフルステップで加速します。
EXAMPLE
| 信号 | 価値 |
| f_CLK | 16 MHz |
| 速度 | 1000 |
| a_max | 1000 |
| パルスディビジョン | 1 |
| ramp_div | 1 |
| ユーザー | 6 |
回転数の計算
ステッピング モーターには、たとえば 72 回転あたり XNUMX のフラスターがあります。
ライフサポートポリシー
TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG は、TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG の書面による特別な同意がない限り、生命維持システムでの使用を認可または保証しません。
生命維持システムは、生命を維持または維持することを目的とした機器であり、提供された指示に従って適切に使用された場合、その機能が失敗した場合、人身傷害または死亡につながることが合理的に予想されます。
© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2013 – 2015
このデータシートに記載されている情報は正確で信頼できるものであると考えられます。 ただし、その使用の結果、またはその使用から生じる可能性のある第三者の特許またはその他の権利の侵害については責任を負いません。
仕様は予告なく変更されることがあります。
使用されているすべての商標は、それぞれの所有者の財産です。
改訂履歴
11.1 文書の改訂
| バージョン | 日付 | 著者 | 説明 |
| 0.90 | 2011年22月XNUMX日 | GE | 初期バージョン |
| 0.91 | 2012年02月XNUMX日 | GE | TMCM-1140_V11 PCB バージョン用に更新されました |
| 1.00 | 2012年12月XNUMX日 | SD | 以下に関する新しい章を含む最初の完全版: – 工場出荷時のデフォルトにリセットし、 – LED |
| 1.01 | 2012年30月XNUMX日 | SD | 入力の内部回路を修正。 |
| 1.02 | 2013年26月XNUMX日 | SD | 変更された入力の名前: AIN_0 0で 0で 1で 1で 2で 2で 3で 変更された出力の名前: アウト_1 = アウト_0 アウト_0 = アウト_1 |
| 1.03 | 2013年23月XNUMX日 | SD | – コネクタのタイプが更新されました。 – 第 3.3.1.1 章を更新。 |
| 1.04 | 2015年05月XNUMX日 | GE | – 新しいハードウェア バージョン V13 が追加されました – モータードライバーの電流設定を追加（第 4 章） – いくつかの追加 |
表 11.1 ドキュメントの改訂
11.2 ハードウェアのリビジョン
| バージョン | 日付 | 説明 |
| TMCM-1040_V10*) | 2011年08月XNUMX日 | 初期バージョン |
| TMCM-1140_V11*) | 2011年19月XNUMX日 | – 多目的I/O回路の最適化 – クロックの生成と分配が変更されました (16MHz 発振器) |
| TMCM-1140_V12**) | 2012年12月XNUMX日 | – さらなるコスト最適化（以下を含む） 最大10ビットの異なるセンサーIC。 解決 |
| TMCM-1140_V13**) | 2013年22月XNUMX日 | – ステッピング モーター ドライバー MOSFET: ドライバーの MOSFETtag交換されました。 新しい MOSFET は、以前の/現在使用されている MOSFET よりも熱放散が少なくなります。 それを除けば、ドライバの出力電流や出力波形などの性能と設定は基本的に同じです。 – 汎用出力 OUT_0 / OUT_1: これらの出力のオン / オフの切り替えに使用される MOSFET が交換されました。 新しい MOSFET は、以前の/現在使用されている MOSFET よりも熱放散が少なくなります。 それを除けば、機能と評価は本質的に同じです。 – RS485 トランシーバー: RS485 トランシーバーは、より優れた障害保護 (最大 65V 障害保護) を提供し、より高速な通信速度 (最大 1781Mbit/s) をサポートする SN70HVD1 トランシーバーに置き換えられました。 – 進行中 (近日公開予定): PCB の両面のコンフォーマル コーティング。 湿気やほこり/切り粉に対する保護が向上します (例: モーター搭載バージョンの PD42-x-1140: 表面上の小さな金属部品) |
| バージョン | 日付 | 説明 |
| PCB がエンコーダの磁石に吸着されると、保護されていないデバイスが誤動作する可能性があります)。 |
表11.2 ハードウェアリビジョン
*): V10、V11: プロトタイプのみ。
**) V12: シリーズ製品バージョン。 MOSFETのEOL（生産終了）に伴い、V13シリーズの製品版に置き換えられます。 参照してください
「PCN_1014_08_29_TMCM-1140.pdf」 Web-サイトも
参考文献
| [TMCM-1140 TMCL] | TMCM-1140 TMCL ファームウェアマニュアル |
| [TMC262] | TMC262 データシート |
| [TMC429] | TMC429 データシート |
| [TMCL-IDE] | TMCL-IDE ユーザーマニュアル |
TRINAMIC モーション コントロール GmbH & Co. KG
ハンブルク、ドイツ
www.trinamic.com
参照 www.trinamic.com.
www.trinamic.com
ダウンロード元 アロー.com.
ドキュメント / リソース
 |
TRINAMIC TMCM-1140 単軸ステッピング モーター コントローラー/ドライバー モジュール [pdf] ユーザーマニュアル V1.3、TMCM-1140、単軸ステッピング モーター コントローラー ドライバー モジュール、TMCM-1140 単軸ステッピング モーター コントローラー ドライバー モジュール、軸ステッピング モーター コントローラー ドライバー モジュール、ステッピング モーター コントローラー ドライバー モジュール、モーター コントローラー ドライバー モジュール、コントローラー ドライバー モジュール、ドライバー モジュール、モジュール |