TRINAMIC PD-1160 UNIEKE EIGENSCHAPPEN Stappenmotor met controllerdriver

Productinformatie

• Productnaam: PANdrive stappenmotor met controller/driver
• Hardwareversie: V1.1
• Fabrikant: TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
• Webwebsite: www.trinamico.com

Unieke kenmerken

• Stappenmotor met controller/driver
• 0.55 – 3.1 Nm koppel
• 48V sensOstepTM-encoder
• USB-, RS485- en CAN-interfaces
• Stap/Dir-interface

Bestelcodes

PD-1160

Mechanische en elektrische interfacing

PD57-1160 Afmetingen
Afmetingen voor PD57-1160 zijn beschikbaar in de hardwarehandleiding.

PD60-1160 Afmetingen
Afmetingen voor PD60-1160 zijn beschikbaar in de hardwarehandleiding.

Truien

RS485-busafsluiting

Instructies voor RS485-busafsluiting zijn beschikbaar in de hardwarehandleiding.

CAN-busbeëindiging
Instructies voor CAN-busafsluiting zijn beschikbaar in de hardwarehandleiding.

Bochten
PD57-1160 Koppelcurven
Koppelcurven voor PD57-1160 zijn beschikbaar in de hardwarehandleiding.

PD60-1160 Koppelcurven
Koppelcurven voor PD60-1160 zijn beschikbaar in de hardwarehandleiding.

Functionele beschrijving
Een gedetailleerde functionele beschrijving is beschikbaar in de hardwarehandleiding.

Operationele beschrijving:
Een operationele beschrijving voor de PD-1160 is beschikbaar in de hardwarehandleiding.

Levensondersteunend beleid
Informatie over het levensondersteuningsbeleid is beschikbaar in de hardwarehandleiding.

Revisiegeschiedenis
De revisiegeschiedenis voor de PD-1160 is beschikbaar in de hardwarehandleiding.

PD-1160

Stappenmotor met controller/driver 0.55 – 3.1 Nm / 48 V sensOstep™ Encoder USB, RS485 en CAN Step/Dir Interface

Functies

De PANdrive™ PD-1160 is een volledige mechatronische oplossing met de modernste functies. Het is sterk geïntegreerd en biedt een gemakkelijke bediening. De PD-1160 bevat een stappenmotor, controller/driver-elektronica en TRINAMICs sensOstep™-encoder. Het kan in veel gedecentraliseerde toepassingen worden gebruikt en is ontworpen voor max. 0.55…3.1 Nm. houdkoppel en 24 of 48 V DC nominaal voedingsvoltage. Dankzij de hoge energie-efficiëntie van TRINAMIC's coolStep-technologie worden de stroomkosten laag gehouden. De TMCL™-firmware maakt standalone gebruik en directe modus mogelijk.

BELANGRIJKSTE KENMERKEN

Bewegingscontroller

• Beweging profile berekening in realtime
• On-the-fly wijziging van motorparameters (bijv. positie, snelheid, versnelling)
• Hoogwaardige microcontroller voor algehele systeemcontrole en afhandeling van seriële communicatieprotocollen

Bipolaire stappenmotor driver

• Tot 256 microstappen per volledige stap
• Zeer efficiënte werking, laag vermogensverlies
• Dynamische stroomregeling
• Geïntegreerde bescherming
• stallGuard2-functie voor stalldetectie
• coolStep-functie voor minder stroomverbruik en warmteafvoer

Codeerder

• sensOstep magnetische encoder (1024 stappen per rotatie) bijv. voor detectie van stapverlies onder alle bedrijfsomstandigheden en positioneringsbewaking
• Interface voor aansluiting van externe incrementele a/b/n-encoder

Interfaces

• RS485-interface
• CAN (2.0B tot 1Mbit/s) interface
• USB-interface met volledige snelheid (12 Mbit/s).
• Step/Direction-interface (optisch geïsoleerd)
• 3 ingangen voor stopschakelaars en thuisschakelaar (+24V-compatibel) met programmeerbare pull-up
• 2 ingangen voor algemeen gebruik (+24V-compatibel) en 2 uitgangen voor algemeen gebruik (open collector)
• Incrementele a/b/n-encoderinterface (direct ondersteunde TTL- en open-collectorsignalen)

Veiligheidsvoorzieningen

• Shutdown-ingang - driver wordt uitgeschakeld in hardware zolang deze pin open blijft of kortgesloten is naar aarde
• Afzonderlijke levering voltage-ingangen voor driver en digitale logica - drivervoeding voltage kan extern worden uitgeschakeld terwijl voeding voor digitale logica en dus digitale logica actief blijft

Software

• TMCL: standalone werking of bediening op afstand, programmageheugen (niet-vluchtig) voor maximaal 2048 TMCL-opdrachten, en pc-gebaseerde applicatie-ontwikkelingssoftware TMCL-IDE gratis beschikbaar.
• Klaar voor CANopen

Elektrische en mechanische gegevens

• Levering voltage: gemeenschappelijk aanbod voltages +12 V DC / +24 V DC / +48 V DC ondersteund (+9 V… +51 V DC)
• Motorstroom: tot 2.8 A RMS (programmeerbaar)
• Maximaal 0.55…3.1 Nm. houdkoppel (afhankelijk van motor)
• Met NEMA23 (motorflensmaat 57 mm) of NEMA24 (motorflensmaat 60 mm) stappenmotor

Raadpleeg ook de afzonderlijke TMCL-firmwarehandleiding.

TRINAMICS UNIEKE FUNCTIES – GEMAKKELIJK TE GEBRUIKEN MET TMCL

stallGuard2™ stallGuard2 is een zeer nauwkeurige sensorloze belastingsmeting met behulp van de back-EMF op de spoelen. Het kan worden gebruikt voor blokkeerdetectie en voor andere toepassingen bij belastingen die lager zijn dan die waarbij de motor afslaat. De meetwaarde van de stallGuard2 verandert lineair over een breed scala aan belastings-, snelheids- en stroominstellingen. Bij maximale motorbelasting gaat de waarde naar nul of bijna nul. Dit is het meest energiezuinige werkingspunt voor de motor.

coolStep™ coolStep is een belastingsadaptieve automatische stroomschaling op basis van de belastingsmeting via stallGuard2 die de vereiste stroom aanpast aan de belasting. Het energieverbruik kan met maar liefst 75% worden verminderd. coolStep maakt aanzienlijke energiebesparingen mogelijk, vooral voor motoren die wisselende belastingen ondergaan of met een hoge inschakelduur werken. Omdat een stappenmotortoepassing moet werken met een koppelreserve van 30% tot 50%, levert zelfs een toepassing met constante belasting aanzienlijke energiebesparingen op, omdat coolStep automatisch koppelreserve inschakelt wanneer dat nodig is. Door het stroomverbruik te verminderen, blijft het systeem koeler, wordt de levensduur van de motor verlengd en kunnen de kosten worden verlaagd.

Bestelcodes

De PD-1160 is momenteel verkrijgbaar met twee verschillende stappenmotorseries (NEMA23 / 57 mm flensmaat of NEMA24 / 60 mm flensmaat):

Met NEMA 23 / 57 mm flensmotor:
De lengte van de PANdrives wordt opgegeven zonder de lengte van de as. Voeg voor de totale lengte van het product 24 mm toe.

Tabel 2.1 Bestelcodes (PD57-1160)

Bestelcode	Beschrijving	Grootte (mm3)
PD57-1-1160	PANdrive met 0.55 Nm max./houdkoppel	60 x 60 x 58
PD57-2-1160	PANdrive met 1.01 Nm max./houdkoppel	60 x 60 x 68

Met NEMA 24 / 60 mm flensmotor:
De lengte van de PANdrives wordt opgegeven zonder de lengte van de as. Voeg voor de totale lengte van het product 24 mm toe.

Tabel 2.2 Bestelcodes (PD60-1160)

Bestelcode	Beschrijving	Grootte (mm3)
PD60-3-1160	PANdrive met 2.10 Nm max./houdkoppel	60 x 60 x 82
PD60-4-1160	PANdrive met 3.10 Nm max./houdkoppel	60 x 60 x 103

Voor deze module is een kabelboomset beschikbaar:

Tabel 2.3 Bestelcodes voor kabelbomen

Bestelcode	Beschrijving
PD-1160-KABEL	Kabelboom voor PD-1160: – 1x kabelboom voor stroomconnector (lengte 200 mm) – 1x kabelboom voor communicatieconnector (lengte 200 mm) – 1x kabelboom voor multifunctionele I/O-connector (lengte 200 mm) – 1x kabelboom voor S/D-connector (lengte 200 mm) – 1x kabelboom voor encoderconnector (lengte 200 mm) – 1x USB type A connector naar mini-USB type B connectorkabel (lengte 1.5 m)

Mechanische en elektrische interfacing

PD57-1160 en PD60-1160 Afmetingen

1. PD57-1160 Afmetingen
   De PD57-1160 omvat de TMCM-1160 stappenmotorcontroller/drivermodule, de magnetische encoder op basis van sensOstep-technologie en een NEMA23 bipolaire stappenmotor. Momenteel is er keuze tussen twee NEMA 23/57 mm bipolaire stappenmotoren met verschillende lengtes en verschillende houdmomenten.
2. PD60-1160 Afmetingen
   Momenteel is er keuze tussen twee NEMA 24/60 mm bipolaire stappenmotoren met verschillende lengtes en verschillende houdmomenten.

Connectoren van PD-1160
De PD-1160 biedt zeven connectoren, waaronder de motorconnector die wordt gebruikt voor het bevestigen van de motorspoelen aan de elektronica. Naast de voedingsconnector zijn er twee connectoren voor seriële communicatie (mini-USB-connector en 5-pins connector voor RS485 en CAN) en drie connectoren voor stap/richting, multifunctionele input/output-signalen en voor een externe encoder.

De multifunctionele connector biedt twee algemene uitgangen, twee algemene ingangen, twee ingangen voor stopschakelaars en één voor een extra thuisschakelaar.
De voedingsconnector biedt afzonderlijke ingangen voor driver en voor logische voeding plus hardware-uitschakelingang. Als u de uitschakelingang open laat of aan aarde koppelt, wordt de motorbesturing uitgeschakeldtage in hardware. Voor gebruik moet deze ingang worden gekoppeld aan het leveringsvolumetage.

Tabel 3.1 Connectoren en bijpassende connectoren, contacten en toepasselijke draad

Label	Verbindingstype	Type bijpassende connector
Stroomconnector	JST B4B-EH-A (JST EH-serie, 4-pins, 2.5 mm pitch)	Connectorbehuizing: JST EHR-4 Contacten: JST SEH-001T-P0.6 Draad: 0.33 mm2, AWG 22
Seriële communicatie Verbindingsstuk	JST B5B-PH-KS (JST PH-serie, 5-pins, 2 mm pitch)	Connectorbehuizing: JST PHR-5 Contacten: JST SPH-002T-P0.5S Draad: 0.22 mm2, AWG 24
Multifunctionele I/O-connector	JST B8B-PH-KS (JST PH-serie, 8-pins, 2 mm pitch)	Connectorbehuizing: JST PHR-8 Contacten: JST SPH-002T-P0.5S Draad: 0.22 mm2, AWG 24
Stap/richting connector	JST B4B-PH-KS (JST EH-serie, 4-pins, 2 mm pitch)	Connectorbehuizing: JST PHR-4 Contacten: JST SPH-002T-P0.5S Draad: 0.22 mm2, AWG 24
Encoder-connector	JST B5B-PH-KS (JST EH-serie, 5-pins, 2 mm pitch)	Connectorbehuizing: JST PHR-5 Contacten: JST SPH-002T-P0.5S Draad: 0.22 mm2, AWG 24
Motor Connector	JST B4B-EH-A (JST PH-serie, 4-pins, 2.5 mm pitch)	Connectorbehuizing: JST EHR-4 Contacten: JST SEH-001T-P0.6 Draad: 0.33 mm2, AWG 22
Mini-USB Verbindingsstuk	Molex500075-1517 Mini USB Type B verticale aansluiting	Elke standaard mini-USB-stekker

Stroomconnector
Deze PANdrive biedt aparte voedingsingangen voor digitale logica (pin 2) en driver/voedingentage (pin 1). Beide voedingsingangen gebruiken gemeenschappelijke aardeverbindingen (pin 4). Op deze manier stroomvoorziening voor de bestuurdertage kan worden uitgeschakeld met behoud van positie- en statusinformatie wanneer de digitale logische voeding actief blijft. Vanwege de interne diode moet de digitale logische voeding gelijk of hoger zijn dan de driver/power stage levering. Anders is de diode tussen driver/power stagDe voeding en digitale logische voeding kunnen de afzonderlijke voedingen kortsluiten.

+ALLEEN BESTUURDERSVOORZIENING
Als er alleen stroom wordt geleverd aan het vermogensgedeelte (pen 1), zal een interne diode de stroom verdelen over het logische gedeelte. Dus als aparte voedingen niet nodig zijn, is het mogelijk om alleen pin 1 en 4 te gebruiken om de module van stroom te voorzien. Als dat het geval is, kunnen pin 2 (logische voeding) en pin 3 (/SHUTDOWN-ingang) met elkaar worden verbonden omtage.

DE DRIVER INSCHAKELEN STAGE
Verbind /SHUTDOWN input met +UDriver of +ULogic om de driver te activerentage. Als u deze ingang open laat of aansluit op aarde, wordt de driver uitgeschakeldtage.

Een 4-pins JST EH-serie B4B-EH-connector wordt gebruikt als stroomconnector aan boord.

Tabel 3.2 Connector voor voeding

	Pin	Label	Beschrijving
	1	+VBestuurder	Module + stuurprogramma'stage voedingsingang
	2	+VLogica	(Optioneel) afzonderlijke digitale logische voedingsingang
	3	/AFSLUITEN	Uitschakeling ingang. Verbind deze ingang met +VBestuurder of +VLogica om te stuurprogramma's activerentage. Laat deze ingang open of verbind hem met aarde
			zal driver s uitschakelentage
	4	GND	Moduleaarde (voeding en signaalaarde)

Stroomvoorziening
Voor een goede werking moet er rekening worden gehouden met het concept en het ontwerp van de stroomvoorziening. Vanwege ruimtebeperkingen bevat de TMCM-1160-module ongeveer 20 μF / 100 V voedingsfiltercondensatoren. Dit zijn keramische condensatoren die zijn geselecteerd vanwege hun hoge betrouwbaarheid en lange levensduur.

TIPS VOOR VOEDINGSKABELS

• Houd de voedingskabels zo kort mogelijk.
• Gebruik grote diameters voor voedingskabels.

VOORZICHTIGHEID!

Voeg externe voedingscondensatoren toe! Het wordt aanbevolen om een ​​elektrolytische condensator van aanzienlijke omvang (bijv. 2200 µF / 63 V) aan te sluiten op de voedingslijnen naast de PD-1160, vooral als de afstand tot de voeding groot is (dwz meer dan 2-3 m)!   F Vuistregel voor grootte van elektrolytische condensator: c = 1000 × IMOT A Naast vermogensstabilisatie (buffer) en filtering zal deze toegevoegde condensator ook eventuele voltagDe pieken die anders zouden kunnen optreden door een combinatie van voedingsdraden met een hoge inductantie en de keramische condensatoren. Bovendien zal het de slew-rate van de voeding beperkentage bij de module. De lage ESR van filtercondensatoren met alleen keramiek kan stabiliteitsproblemen veroorzaken bij sommige schakelende voedingen.

De motor niet aansluiten of loskoppelen tijdens bedrijf! Motorkabel en motorinductiviteit kunnen leiden tot voltage pieken wanneer de motor wordt losgekoppeld / aangesloten terwijl deze onder spanning staat. Deze voltage spikes kunnen voltage limieten van de driver-MOSFET's

	en kunnen deze permanent beschadigen. Schakel daarom altijd de voeding uit voordat u de motor aansluit/loskoppelt.
	Houd de voeding voltage onder de bovengrens van 51V! Anders wordt de aandrijfelektronica ernstig beschadigd! Vooral wanneer het geselecteerde bedrijfsvolumetage dichtbij de bovengrens ligt, wordt een gereguleerde voeding ten zeerste aanbevolen. Zie ook hoofdstuk Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.Fehler! Verweisquelle kon niet worden gefinancierd. (bedrijfswaarden).
	Er is geen beveiliging tegen omgekeerde polariteit! De module zal elk omgekeerd voedingsvolume kortsluitentage vanwege interne diodes van de stuurtransistors.

Seriële communicatieconnector
De module ondersteunt RS485- en CAN-communicatie via deze connector.

CAN-interface wordt gedeactiveerd als USB is aangesloten vanwege intern delen van hardwarebronnen.

Een 2-pins JST B5B-PH-K-connector met een pitch van 5 mm wordt gebruikt voor seriële communicatie.

Tabel 3.3 Connector voor seriële communicatie

	Pin	Label	Beschrijving
	1	KAN_H	CAN-bus signaal (dominant hoog)
	2	KAN IK	CAN-bussignaal (dominant laag)
	3	GND	Moduleaarde (systeem- en signaalaarde)
	4	RS485+	RS485-bussignaal (niet geïnverteerd)
	5	RS485-	RS485-bussignaal (geïnverteerd)

RS485
Voor bediening op afstand en communicatie met een hostsysteem biedt de PD-1160 een tweedraads RS485-businterface.
Voor een goede werking moet met de volgende zaken rekening worden gehouden bij het opzetten van een RS485-netwerk:

1. BUSSTRUCTUUR:
   De netwerktopologie moet een busstructuur zo nauw mogelijk volgen. Dat wil zeggen: de verbinding tussen
   elk knooppunt en de bus zelf moeten zo kort mogelijk zijn. Kortom, het zou kort moeten zijn in vergelijking met de
   lengte van de bus.
2. BUS BEËINDIGING:
   Vooral bij langere bussen en/of meerdere knooppunten die op de bus zijn aangesloten en/of hoge communicatiesnelheden moet de bus aan beide uiteinden op de juiste manier worden afgesloten. De PD-1160 biedt ingebouwde afsluitweerstanden die kunnen worden geactiveerd met behulp van een jumper. Bij units die niet op één uiteinde van de bus zijn aangesloten, moet de jumper worden verwijderd!
3. AANTAL KNOPEN:
   Dankzij de elektrische interfacestandaard RS485 (EIA-485) kunnen maximaal 32 knooppunten op één bus worden aangesloten.
   De bustransceiver die op de PD-1160-units (SN65HVD485ED) wordt gebruikt, heeft de helft van de standaard busbelasting en maakt het mogelijk om maximaal 1 units op één enkele RS2-bus aan te sluiten.
4. GEEN DRIJVENDE BUSLIJNEN:
   Vermijd zwevende buslijnen terwijl noch de host/master, noch een van de slaves langs de buslijn gegevens verzendt (alle busknooppunten zijn overgeschakeld naar ontvangstmodus). Zwevende buslijnen kunnen tot communicatiefouten leiden. Om geldige signalen op de bus te garanderen, wordt aanbevolen om een ​​weerstandsnetwerk te gebruiken dat beide buslijnen verbindt met goed gedefinieerde logische niveaus. In tegenstelling tot de afsluitweerstanden is dit netwerk normaal gesproken maar één keer per bus nodig. Bepaalde RS485-interfaceconverters die beschikbaar zijn voor pc's, bevatten deze extra weerstanden al (bijv. USB-2-485).

KAN
Voor bediening op afstand en communicatie met een hostsysteem biedt de PD-1160 een CAN-businterface. Houd er rekening mee dat de CAN-interface niet beschikbaar is als USB is aangesloten. Voor een goede werking moet bij het opzetten van een CAN-netwerk met de volgende zaken rekening worden gehouden:

1. BUSSTRUCTUUR:
   De netwerktopologie moet zo dicht mogelijk een busstructuur volgen. Dat wil zeggen, de verbinding tussen elk knooppunt en de bus zelf moet zo kort mogelijk zijn. In principe moet het kort zijn in vergelijking met de lengte van de bus.
2. BUS BEËINDIGING:
   Vooral bij langere bussen en/of meerdere knooppunten die op de bus zijn aangesloten en/of hoge communicatiesnelheden moet de bus aan beide uiteinden op de juiste manier worden afgesloten. De PD-1160 biedt ingebouwde afsluitweerstanden die kunnen worden geactiveerd met behulp van een jumper (zie hoofdstuk 7). Bij units die niet op één uiteinde van de bus zijn aangesloten, moet de jumper worden verwijderd!
3. AANTAL KNOPEN:
   De bustransceiver die op de PD-1160-eenheden (TJA1050T of vergelijkbaar) wordt gebruikt, ondersteunt onder optimale omstandigheden minimaal 110 knooppunten. Het praktisch haalbare aantal knooppunten per CAN-bus is sterk afhankelijk van de buslengte (langere bus -> minder knooppunten) en de communicatiesnelheid (hogere snelheid -> minder knooppunten).

Multifunctionele I/O-connector
Een 2-pins JST B8B-PH-K-connector met een pitch van 8 mm wordt gebruikt voor het aansluiten van algemene ingangen, thuis- en stopschakelaars en uitgangen op de unit:

Tabel 3.4 Multifunctionele I/O-connector

	Pin	Label	Beschrijving
	1	UIT_0	Uitgang voor algemeen gebruik, open drain (max. 1A) Geïntegreerde vrijloopdiode aangesloten op +VLogica
	2	UIT_1	Uitgang voor algemeen gebruik, open afvoer (max. 1A) Geïntegreerde vrijloopdiode aangesloten op +VLogica
	3	IN 0	Ingang voor algemeen gebruik (analoog en digitaal), +24V-compatibel Resolutie bij gebruik als analoge ingang: 12bit (0..4095)
	4	IN 1	Ingang voor algemeen gebruik (analoog en digitaal), +24V-compatibel Resolutie bij gebruik als analoge ingang: 12bit (0..4095)
	5	STOP_L	Ingang linkerstopschakelaar (digitale ingang), compatibel met +24V, programmeerbaar interne pull-up tot +5V
	6	STOP_R	Ingang rechter stopschakelaar (digitale ingang), +24V compatibel, programmeerbaar interne pull-up tot +5V
	7	THUIS	Home-schakelaaringang (digitale ingang), +24V compatibel, programmeerbaar interne pull-up tot +5V
	8	GND	Moduleaarde (systeem- en signaalaarde)

Opmerking:
Alle ingangen hebben op weerstand gebaseerde voltage verdelers met beschermingsdiodes. Deze weerstanden zorgen ook voor een geldig GND-niveau als ze niet zijn aangesloten.
Voor referentieschakelaaringangen (STOP_L, STOP_R, HOME) kan een 1k pull-up-weerstand naar +5V worden geactiveerd (afzonderlijk voor elke ingang). Dan hebben deze ingangen een standaard (niet-aangesloten) logisch niveau van “1” en kan een externe schakelaar op GND worden aangesloten.

1. Digitale ingangen STOP_L, STOP_R en HOME
   De acht-pins connector van de PD-1160 biedt drie digitale referentieschakelaaringangen STOP_L, STOP_R en HOME.
   Alle drie ingangen accepteren ingangssignalen tot +24 V. Ze zijn beschermd tegen deze hogere voltages met behulp van voltage weerstandsdelers samen met begrenzende diodes tegen voltages onder 0 V (GND) en boven +3.3 V DC.
   Alle drie de digitale ingangen zijn verbonden met de ingebouwde processor en kunnen worden gebruikt als digitale ingangen voor algemeen gebruik!
2. Ingangen voor algemeen gebruik IN_0 en IN_1
   De acht-pins connector van de PD-1160 biedt twee ingangen voor algemene doeleinden die kunnen worden gebruikt als digitale of analoge ingangen.
   ALGEMENE INGANGEN ALS ANALOGE INGANGEN
   Als analoge ingang bieden ze een volledig ingangsbereik van 0…+10 V met een resolutie van de interne analoog-digitaalomzetter van de microcontroller van 12bit (0…4095). De ingang is beveiligd tegen hogere voltages tot +24 V met voltage weerstandsdelers samen met begrenzende diodes tegen voltages onder 0 V (GND) en boven +3.3 V DC.
3. Uitgangen OUT_0, OUT_1
   De acht-pins connector van de PD-1160 biedt twee algemene uitgangen OUT_0 en OUT_1. Deze twee uitgangen zijn open-drain-uitgangen en kunnen elk tot 1 A afnemen. De uitgangen van de N-kanaal MOSFET-transistoren zijn elk verbonden met vrijloopdiodes ter bescherming tegen voltage pieken vooral door inductieve belastingen (relais etc.) boven voedingsvolumetage.
   • Als vrijloopdioden zijn aangesloten op VDD-voeding voltage:
     Geen van de twee uitgangen mag op een voltage boven voorraad voltage van de module.
   • Het wordt aanbevolen om +Vlogic van de voedingsconnector aan te sluiten op de voedingsuitgang als de uitgangen OUT_0/1 worden gebruikt om inductieve belastingen te schakelen (bijv. relais enz.).

Stap/richting connector
Een 2-pins JST B4B-PH-K-connector met een pitch van 4 mm wordt gebruikt voor stap- en richtingsingangssignalen. Dit is een optie als de on-board controller wordt gebruikt voor de configuratie van de chauffeurstage, alleen. De Step/Direction-ingang is optisch geïsoleerd en maakt directe controle van de driver mogelijktage.
Sluit geen signaal aan op deze ingang als de on-board motion controller wordt gebruikt! Anders kunnen hier aangesloten stap- of richtingssignalen interfereren met signalen die aan boord worden gegenereerd.

Tabel 3.4 Connector voor stap-/richtingsignalen

	Pin	Label	Beschrijving
	1	COM	Gemeenschappelijke voeding voor de opto-coupler ingangen (+5V… +24V)
	2	INSCHAKELEN	Signaalinvoer inschakelen (functie is afhankelijk van firmware)
	3	STAP	Stapsignaalingang (aangesloten op stapingang van TMC262 driver IC)
	4	RICHTING	Richting signaal (aangesloten op richtingsingang van TMC262 driver IC)

Stap / richting / ingangen inschakelen
De ingangen Step, Direction en Enable zijn elektrisch (optisch) geïsoleerd van de voeding en alle andere signalen van de module. Deze ingangen hebben één gemeenschappelijke referentie-ingang COMMON.
De COMMON-ingang moet worden aangesloten op een positieve voeding voltage tussen +5 V en +24 V. Stap-/richtings-/vrijgavesignalen kunnen worden aangestuurd door open-collector-/open-drain-uitgangen of door push-pull-uitgangen.
In het geval van push-pull-uitgangen is de COMMON-voeding voltage moet gelijk zijn aan / vergelijkbaar zijn met het hoge signaal voltage niveau van de push-pull drivers.

Encoder-connector
Via deze connector ondersteunt de module een externe incrementele a/b/n-encoder. De externe encoder kan naast of als alternatief voor de interne / ingebouwde sensOstep-encoder worden gebruikt.
Een 2-pins JST B5B-PH-K-connector met een pitch van 5 mm wordt gebruikt om een ​​externe encoder rechtstreeks aan te sluiten op TTL (+5 V push-pull) of open-collectorsignalen:

Tabel 3.5 Connector voor een externe incrementele encoder

	Pin	Label	Beschrijving
	1	GND	Moduleaarde (systeem- en signaalaarde)
	2	+5V	+5V voedingsuitgang voor extern encodercircuit (max. 100 mA)
	3	ENC_A	Encoder een kanaalingang (interne pull-up)
	4	ENC_B	Encoder b kanaalingang (interne pull-up)
	5	ENC_N	Optionele encoder n / index kanaalingang (interne pull-up)

Encoder-ingangen
De PD-1160 biedt een speciale encoderingang voor incrementele a/b-encoders met optioneel n/index-kanaal.
Encoders met +5 V push-pull (TTL) signalen of open-collectorsignalen (on-board pull-ups) kunnen rechtstreeks worden aangesloten.
Deze connector biedt een +5 V-voedingsuitgang voor de voeding van het encodercircuit. Er kan maximaal 100 mA uit deze uitgang worden gehaald.
Het aansluiten van een externe encoder is een optie. Een externe encoder kan naast of als alternatief voor de interne sensOstep-encoder worden gebruikt.

Motor Connector
Beide motorspoelwikkelingen (bipolaire stappenmotor) zijn aangesloten op de motorconnector.

Figuur 3.4 Motorconnector

	Pin	Label	Beschrijving
	1	OA1	Motorspoel A
	2	OA2	Motorspoel A
	3	OB1	Motorspoel B
	4	OB2	Motorspoel B

VOORZICHTIGHEID!

Houd de elektronica vrij van (metaal)deeltjes!
De geïntegreerde sensOstep™-encoder gebruikt een magneet aan het uiteinde van de motoras om de positie te bewaken. De magneet trekt op natuurlijke wijze vooral kleine metaaldeeltjes aan. Deze deeltjes kunnen aan de bovenzijde van de printplaat worden vastgehouden en, erger nog, beginnen te bewegen in overeenstemming met het roterende magnetische veld zodra de motor begint te bewegen. Dit kan leiden tot kortsluiting van elektronische contacten/draden op het bord en totaal grillig gedrag van de module! Gebruik indien nodig perslucht om de module te reinigen.

Mini-USB-connector
Een 5-pins standaard mini-USB-connector is aan boord beschikbaar. Deze module ondersteunt USB 2.0 full-speed (12Mbit/s) verbindingen.

Let op:

• Ingebouwde digitale kernlogica (voornamelijk processor en EEPROM) wordt gevoed via USB als er geen andere voeding is aangesloten. De USB-verbinding kan worden gebruikt om parameters in te stellen / TMCL-programma's te downloaden of firmware-updates uit te voeren terwijl de voeding van de module (en de rest van de machine) is uitgeschakeld of niet is aangesloten.
• CAN-interface wordt gedeactiveerd zodra USB is aangesloten vanwege intern delen van hardwarebronnen.

Tabel 3.6 Mini-USB-connector

	Pin	Label	Beschrijving
	1	VBUS	+5V voeding van host
	2	D-	Gegevens -
	3	D+	Gegevens +
	4	ID	Niet verbonden
	5	GND	Moduleaarde (systeem- en signaalaarde)

Voor bediening op afstand en communicatie met een hostsysteem biedt de PD-1160 een USB 2.0 full-speed (12Mbit/s) interface (mini-USB-connector). Zodra een USB-Host is aangesloten, accepteert de module opdrachten via USB.

USB BUS AANGEDREVEN BEDRIJFSMODUS
De PD-1160 ondersteunt zowel werking via USB met eigen voeding (wanneer externe voeding wordt geleverd via de voedingsconnector) als via USB-busvoeding (geen externe voeding via voedingsconnector).
Ingebouwde digitale kernlogica wordt gevoed via USB als er geen andere voeding is aangesloten (USB-busvoeding). De digitale kernlogica omvat de microcontroller zelf en ook de EEPROM. De door de USB-bus gevoede bedrijfsmodus is geïmplementeerd om configuratie, parameterinstellingen, uitlezingen, firmware-updates, enz. mogelijk te maken door gewoon een USB-kabel aan te sluiten tussen de module en de host-pc. Er zijn geen extra bekabeling of externe apparaten (bijv. voeding) nodig.
Houd er rekening mee dat de module, afhankelijk van het voltage niveau van dit aanbod.

Motorbewegingen zijn in deze bedrijfsmodus niet mogelijk. Sluit daarom de voedingsconnector aan en schakel over naar de zelfaangedreven USB-bedrijfsmodus.

Truien

De meeste instellingen van het bord worden gedaan via de software. Desalniettemin zijn er twee jumpers beschikbaar voor configuratie.

1. RS485-busafsluiting
   Het bord bevat een weerstand van 120 Ohm voor een correcte busafsluiting van de RS485-interface. Als deze jumper gesloten is, wordt de weerstand tussen de twee differentiële buslijnen RS485+ en RS485- geplaatst.
2. CAN-busbeëindiging
   Het bord bevat een weerstand van 120 Ohm voor een goede busafsluiting van de CAN-interface. Als deze jumper gesloten is, wordt de weerstand tussen de twee differentiële buslijnen CAN_H en CAN_L geplaatst.

Resetten naar fabrieksinstellingen

Het is mogelijk om de PD-1160 terug te zetten naar de fabrieksinstellingen zonder een communicatieverbinding tot stand te brengen. Dit kan handig zijn als de communicatieparameters van de voorkeursinterface op onbekende waarden zijn ingesteld of per ongeluk verloren zijn gegaan.

Voor deze procedure moeten twee pads aan de onderkant van de printplaat worden ingekort (zie figuur 5.1).

VOER DE VOLGENDE STAPPEN UIT:

1. Voeding uitgeschakeld en USB-kabel losgekoppeld
2. Sluit twee elektroden kort zoals aangegeven in figuur 5.1
3. Power up board (stroom via USB is hiervoor voldoende)
4. Wacht tot de rode en groene LED's aan boord snel beginnen te knipperen (dit kan even duren)
5. Uitschakelkaart (USB-kabel loskoppelen)
6. Verwijder de kortsluiting tussen de pads
7. Na het inschakelen van de voeding/het aansluiten van de USB-kabel zijn alle permanente instellingen teruggezet naar de fabrieksinstellingen

LED's aan boord

Het bord biedt twee LED's om de status van het bord aan te geven. De functie van beide LED's is afhankelijk van de firmwareversie. Bij standaard TMCL-firmware moet de groene LED tijdens bedrijf knipperen en moet de rode LED uit zijn.
Als er geen geldige firmware in het bord is geprogrammeerd of tijdens een firmware-update, branden de rode en groene LED's permanent.

GEDRAG VAN LEDS MET STANDAARD TMCL FIRMWARE

Staat	Label	Beschrijving
Hartslag	Loop	Tijdens bedrijf knippert de groene LED.
Fout	Fout	De rode LED licht op als er een fout optreedt.

Operationele beoordelingen

De operationele classificaties tonen de bedoelde of de karakteristieke bereiken en moeten worden gebruikt als ontwerpwaarden.
In geen geval mogen de maximale waarden worden overschreden!

ALGEMENE OPERATIONELE BEOORDELINGEN VAN DE MODULE

Tabel 7.1 Algemene operationele beoordelingen van de module

Symbool	Parameter	Mijn	Typ	Maximaal	Eenheid
+VDriver / +VLogic	Voeding voltage voor bediening	9	12, 24, 48	51	V gelijkstroom *)
IUSB	USB-voedingsstroom bij USB-busvoeding (+5V USB-voeding)		70		mA
ICOIL_piek	Motorspoelstroom voor sinusgolfpiek (chopper geregeld, softwarematig instelbaar)	0		4	A
ICOIL_RMS	Continue motorstroom (RMS)	0		2.8	A
INBEGREPEN	Stroomvoorziening		<< IKOIL	1.4 * IkCOIL	A
TENV	Omgevingstemperatuur bij +48V voeding en nominale stroom (100% inschakelduur, geen geforceerde koeling vereist)			40	°C
TENV	Omgevingstemperatuur bij +24V voeding en nominale stroom (100% inschakelduur, geen geforceerde koeling vereist)			50	°C

Aandacht: vanwege de interne diode tussen VDriver en VLogic moet VLogic altijd gelijk of hoger zijn dan VDriver.

ALGEMENE OPERATIONELE BEOORDELINGEN VAN STAP-/RICHTINGINVOER 

Tabel 7.2 Operationele classificaties van Step/Dir-ingang

Symbool	Parameter	Mijn	Type	Maximaal	Eenheid
VCOMMON	Levering voltage voor gemeenschappelijke voedingsingang voor stap, richting en inschakelen (ingangen hebben negatieve logica)		5… 24	27	V
VSTEP/DIR/ENABLE_O N	Signaal voltage bij stap, richting en invoer inschakelen (actief, optokoppeling aan)	3.5	4.5… 24	30	V
VSTEP/DIR/ENABLE_OF F	Signaal voltage bij stap, richting en invoer inschakelen (inactief, optocoupler uit)	-5.5	0	2	V
VSTEP/DIR/ENABLE_O N	Opto-koppelingsstroom bij inschakelen (intern gereguleerd)		6… 8		mA
fSTAP	Stap frequentie			1 *)	MHz

Maximale frequentie voor +5 V TTL-stapsignalen is met 50% duty cycle.

OPERATIONELE BEOORDELINGEN VAN DE ALGEMENE INPUTS/OUTPUTS

Tabel 7.3 Operationele beoordelingen van de inputs/outputs voor algemeen gebruik

Symbool	Parameter	Mijn	Type	Maximaal	Eenheid
VSTOP_L/R/HOME	Ingangsvolumetage voor STOP_L/R/HOME	0		24	V
VSTOP_L/R/HOME_L	Laag niveau voltage voor STOP_L/R/HOME	0		1.3	V
VSTOPL/R/HOME_H	Voltage voor STOP_L/R/HOME (intern programmeerbare 1k pull-up tot +5V)	3		24	V
VIN_0/1_digitaal	Ingangsvolumetage voor IN_0 en IN_1 indien gebruikt als digitale ingang	0		24	V
VIN_0/1_analoog	Volledig bereik ingangsvolumetage voor IN_0 en IN_1 wanneer gebruikt als analoge ingang	0		10	V
VIN_0/1_L	Laag niveau voltage voor IN_0 en IN_1 bij gebruik als digitale ingang (interne 10k pull-down)	0		1.3 *)	V
VIN_0/1_H	Voltage voor IN_0 en IN_1 indien gebruikt als digitale ingang	3 *)		24	V
VOUT_0/1	Deeltage bij open-collectoruitgang	0		VLOGIC+ 0.5**)	V
IOUT_0/1	Uitgangszinkstroom bij open collectoruitgangen			1	A

• deze voltage is programmeerbaar (interne 12bit ADC)
• beperkt tot modulevoeding voltage + 0.5V vanwege geïntegreerde vrijloopdiode tussen universele uitgang en modulevoeding voltage

Koppelcurven

TRINAMIC biedt de TMCM-1160 aan in combinatie met twee verschillende stappenmotorseries: QSH5718 en QSH6018. De volgende paragrafen laten u de curven van elke PANdrive zien.

Curven van PD57-1160

PD57-1-1160 Koppelcurven

PD57-2-1160 Koppelcurven

Curven van PD60-1160

PD60-3-1160 Koppelcurven

PD60-4-1160 Koppelcurven

Functionele beschrijving

De PD-1160 is een sterk geïntegreerd mechatronisch apparaat dat via verschillende seriële interfaces kan worden bestuurd. Het communicatieverkeer wordt laag gehouden omdat alle tijdkritische handelingen, bijv. ramp berekeningen worden aan boord uitgevoerd. Gemeenschappelijk aanbod voltagDeze zijn +12VDC / +24VDC / +48VDC. De PANdrive is ontworpen voor zowel: directe modus als stand-alone werking. Volledige afstandsbediening van het apparaat met feedback is mogelijk. De firmware van de module kan via elk van de seriële interfaces worden bijgewerkt.

In Figuur 9.1 worden de belangrijkste onderdelen van de PD-1160 getoond:

• de microprocessor, die het TMCL-besturingssysteem uitvoert (verbonden met TMCL-geheugen),
• de bewegingscontroller, die r berekentamps en snelheid profiles intern door hardware,
• de krachtpatser met stallGuard2 en zijn energiezuinige coolStep-functie,
• de MOSFET-driver stage,
• de QSH-stappenmotor, en
• de sensOstep encoder met resoluties van 10bit (1024 stappen) per omwenteling.

De PD-1160 wordt geleverd met de pc-gebaseerde softwareontwikkelomgeving TMCL-IDE voor de Trinamic Motion Control Language (TMCL). Door gebruik te maken van vooraf gedefinieerde TMCL-commando's op hoog niveau, zoals verplaatsen naar positie, is een snelle en snelle ontwikkeling van motion control-toepassingen gegarandeerd.
Raadpleeg de PD-1160 Firmwarehandleiding voor meer informatie over TMCL-opdrachten.

PD-1160 Operationele beschrijving

Berekening: Snelheid en versnelling versus microstep- en fullstep-frequentie

De waarden van de parameters die naar de TMC429 worden verzonden, hebben geen typische motorwaarden zoals rotaties per seconde als snelheid. Maar deze waarden kunnen worden berekend uit de TMC429-parameters, zoals weergegeven in deze sectie.

PARAMETERS VAN TMC429

Tabel 10.1 TMC429 snelheidsparameters

Signaal	Beschrijving	Bereik
fCLK	klokfrequentie	16 MHz
snelheid	–	0… 2047
a_max	maximale versnelling	0… 2047
pulse_div	deler voor de snelheid. Hoe hoger de waarde, hoe lager de maximale snelheid standaardwaarde = 0	0… 13
ramp_div	deler voor de versnelling. Hoe hoger de waarde, hoe kleiner de maximale versnelling standaardwaarde = 0	0… 13
usrs	microstep-resolutie (microsteps per fullstep = 2usrs)	0… 8

MICROSTEP FREQUENTIE
De microstapfrequentie van de stappenmotor wordt berekend met

VOLLEDIGE FREQUENTIE
Om de volledige stapfrequentie uit de microstapfrequentie te berekenen, moet de microstapfrequentie worden gedeeld door het aantal microstappen per volledige stap.

De verandering in de polsfrequentie per tijdseenheid (pulsfrequentieverandering per seconde – de versnelling a) wordt gegeven door

Dit resulteert in versnelling in volledige stappen van:

EXAMPLE:

Signaal	waarde
f_CLK	16 MHz
snelheid	1000
a_max	1000
pulse_div	1
ramp_div	1
usr	6

BEREKENING VAN HET AANTAL ROTATIES

Een stappenmotor heeft bijvoorbeeld 72 volledige stappen per omwenteling

Levensondersteunend beleid
TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG geeft geen toestemming of garantie voor haar producten voor gebruik in levensondersteunende systemen, zonder de specifieke schriftelijke toestemming van TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG.
Levensinstandhoudingssystemen zijn apparaten die bedoeld zijn om het leven te ondersteunen of in stand te houden en waarvan het niet functioneren, mits correct gebruikt in overeenstemming met de verstrekte instructies, redelijkerwijs kan leiden tot persoonlijk letsel of de dood.

© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2013
De informatie in dit gegevensblad wordt verondersteld nauwkeurig en betrouwbaar te zijn. Er wordt echter geen verantwoordelijkheid aanvaard voor de gevolgen van het gebruik ervan, noch voor enige inbreuk op octrooien of andere rechten van derden, die kunnen voortvloeien uit het gebruik ervan.
Specificaties kunnen zonder voorafgaande kennisgeving worden gewijzigd.
Alle gebruikte handelsmerken zijn eigendom van hun respectieve eigenaars.

Revisiegeschiedenis

Documentherziening

Tabel 12.1 Documentrevisie

Versie	Datum	Auteur GE – Göran Eggers SD – Sonja Dwersteg	Beschrijving
0.91	2012-MEI-03	GE	Eerste versie
1.00	JUN-2012-12	SD	Eerste volledige versie inclusief de volgende hoofdstukken: – Reset naar fabrieksinstellingen, – LED's
1.01	2012-JUL-30	SD	Invoer voor algemene doeleinden gecorrigeerd.
1.02	2013-JUL-08	SD	Hoofdstuk 3.2.1 bijgewerkt.

Hardware-revisie

Tabel 12.2 Hardware-revisie

Versie	Datum	Beschrijving
TMCM-1160_V10	2011-JUL-20	Eerste versie
TMCM-1160_V11	2012-JAN-24	– Ingangen IN_0 en IN_1 kunnen ook als analoge ingangen worden gebruikt

Referenties

[PD-1160 TMCL] PD-1160 TMCL Firmwarehandleiding
[TMCL-IDE] TMCL-IDE Gebruikershandleiding
[QSH5718] QSH5718 Handleiding
[QSH5718] QSH5718 Handleiding

Zie hiervoor www.trinamico.com.

Gedownload van Pijl. com.

Documenten / Bronnen

TRINAMIC PD-1160 UNIEKE EIGENSCHAPPEN Stappenmotor met controllerdriver [pdf] Gebruikershandleiding PD-1160 UNIEKE EIGENSCHAPPEN Stappenmotor met controller-driver, PD-1160, UNIEKE EIGENSCHAPPEN Stappenmotor met controller-driver, Motor met controller-driver, Controller-driver, driver

Referenties

• Gebruiksaanwijzing