Instrukcja obsługi kompaktowego cyfrowego kontrolera serwomechanizmu THORLABS DSC1

Przeznaczenie: DSC1 to kompaktowy cyfrowy serwomechanizm przeznaczony do ogólnego użytku laboratoryjnego w badaniach i przemyśle. DSC1 mierzy objętośćtage, oblicza sygnał sprzężenia zwrotnego zgodnie z wybranym przez użytkownika algorytmem sterowania i wyprowadza objętośćtage. Produkt może być używany wyłącznie zgodnie z instrukcjami opisanymi w niniejszej instrukcji. Każde inne użycie spowoduje unieważnienie gwarancji. Każda próba przeprogramowania, rozmontowania kodów binarnych lub innej zmiany instrukcji fabrycznej maszyny w DSC1 bez zgody Thorlabs spowoduje unieważnienie gwarancji. Thorlabs zaleca używanie DSC1 z fotodetektorami i siłownikami Thorlabs. Exampsiłowniki piezoelektryczne firmy Thorlabs, które dobrze nadają się do stosowania z DSC1, to ampradiatory, sterowniki diod laserowych, regulatory chłodnic termoelektrycznych (TEC) i modulatory elektrooptyczne.

Wyjaśnienie ostrzeżeń dotyczących bezpieczeństwa

NOTATKA Wskazuje informacje uważane za ważne, ale niezwiązane z zagrożeniami, takimi jak możliwe uszkodzenie produktu.
Oznaczenia CE/UKCA na produkcie stanowią deklarację producenta, że produkt spełnia zasadnicze wymagania odpowiednich europejskich przepisów dotyczących zdrowia, bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
Symbol kontenera na śmieci umieszczony na produkcie, akcesoriach lub opakowaniu oznacza, że urządzenia nie wolno traktować jak niesortowanych odpadów komunalnych, lecz należy je składować oddzielnie.

Opis
Cyfrowy serwomechanizm DSC1 firmy Thorlabs to instrument do sterowania sprzężeniem zwrotnym systemów elektrooptycznych. Urządzenie mierzy objętość wejściowątage, określa odpowiednią objętość sprzężenia zwrotnegotage za pomocą jednego z kilku algorytmów sterowania i stosuje tę informację zwrotną do objętości wyjściowejtagkanał e. Użytkownicy mogą wybrać konfigurację działania urządzenia za pomocą zintegrowanego wyświetlacza dotykowego, graficznego interfejsu użytkownika (GUI) zdalnego komputera stacjonarnego lub zestawu do tworzenia oprogramowania (SDK) zdalnego komputera. Kontroler serwoamples objtagDane o rozdzielczości 16 bitów przesyłane są przez koncentryczny port wejściowy SMB z częstotliwością 1 MHz.

Aby zapewnić dokładniejszą objętośćtagPomiary, obwody arytmetyczne w urządzeniu uśredniają wyniki co dwa sekundyamples dla efektywnego sampczęstotliwość 500 kHz. Zdigitalizowane dane są przetwarzane przez mikroprocesor z dużą prędkością przy użyciu technik przetwarzania sygnału cyfrowego (DSP). Użytkownik może wybierać między algorytmami sterowania SERVO i PEAK. Alternatywnie użytkownik może przetestować odpowiedź systemu na DC voltage aby określić punkt nastawy serwa za pomocą RAMP tryb pracy, który wyprowadza falę piłokształtną synchroniczną z wejściem. Kanał wejściowy ma typową szerokość pasma 120 kHz. Kanał wyjściowy ma typową szerokość pasma 100 kHz. Opóźnienie fazowe -180 stopni między objętością wejścia a wyjściatagFunkcja przesyłu tego serwomechanizmu wynosi typowo 60 kHz.

Dane techniczne

Specyfikacje

Specyfikacje operacyjne
Przepustowość systemu	DC do 100 kHz
Wejście do wyjścia - częstotliwość 180 stopni	>58 kHz (typowo 60 kHz)
Nominalne wejście Sampdłuższa rozdzielczość	16 bitów
Nominalna rozdzielczość wyjściowa	12 bitów
Maksymalna objętość wejściowatage	±4 V
Maksymalna moc wyjściowatage^b	±4 V
Maksymalny prąd wejściowy	100mA
Średni poziom hałasu	-120 dB V²/Hz
Maksymalny poziom hałasu	-105 dB V²/Hz
Szum wejściowy RMS^c	0.3 mV
Wejście SampLing Częstotliwość	1MHz
Częstotliwość aktualizacji PID^d	500kHz
Zakres częstotliwości modulacji blokady szczytowej	100 Hz – 100 kHz w krokach co 100 Hz
Zakończenie wejścia	1 MΩ
Impedancja wyjściowa^b	220 omy

a. Jest to częstotliwość, przy której sygnał wyjściowy osiąga przesunięcie fazowe -180 stopni względem sygnału wejściowego.

b. Wyjście jest przeznaczone do podłączenia do urządzeń o wysokim Z (>100 kΩ). Podłączenie urządzeń o niższym zakończeniu wejściowym, Rdev, zmniejszy objętość wyjściowątagZakres Rdev/(Rdev + 220 Ω) (np. urządzenie z zakończeniem 1 kΩ da 82% znamionowej objętości wyjściowej)tage zakres).
c. Pasmo integracji wynosi 100 Hz – 250 kHz.

d. Filtr dolnoprzepustowy redukuje artefakty digitalizacji w objętości sterowania wyjściowegotage, co daje szerokość pasma wyjściowego 100 kHz.

Wymagania elektryczne
Objętość dostawtage	4.75 – 5.25 V prądu stałego
Prąd zasilania	750 mA (Max)
Zakres temperatur^a	od 0 °C do 70 °C

Zakres temperatur, w którym urządzenie może pracować Optymalna praca ma miejsce, gdy temperatura jest zbliżona do temperatury pokojowej.

Wymagania systemowe
System operacyjny	Wymagany system Windows 10® (zalecany) lub 11, 64-bitowy
Pamięć (RAM)	Minimum 4 GB, zalecane 8 GB
Sprzechowywanie	300 MB (min.) dostępnej przestrzeni dyskowej
Interfejs	USB 2.0
Minimalna rozdzielczość ekranu	1200 x 800 pikseli

Rysunki mechaniczne

Uproszczona Deklaracja Zgodności
Pełny tekst deklaracji zgodności UE jest dostępny pod następującym adresem internetowym: https://Thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=16794

Oznaczenie FCC

Notatka: To urządzenie zostało przetestowane i uznane za zgodne z limitami dla urządzeń cyfrowych klasy A, zgodnie z częścią 15 przepisów FCC. Limity te mają na celu zapewnienie rozsądnej ochrony przed szkodliwymi zakłóceniami, gdy urządzenie jest używane w środowisku komercyjnym. To urządzenie generuje, wykorzystuje i może emitować energię o częstotliwości radiowej i, jeśli nie zostanie zainstalowane i używane zgodnie z instrukcją obsługi, może powodować szkodliwe zakłócenia w komunikacji radiowej. Używanie tego urządzenia w obszarze mieszkalnym prawdopodobnie spowoduje szkodliwe zakłócenia, w takim przypadku użytkownik będzie zobowiązany do usunięcia zakłóceń na własny koszt.

Ostrzeżenia dotyczące bezpieczeństwa: Oznaczenia CE/UKCA potwierdzają zgodność z europejskimi przepisami dotyczącymi zdrowia, bezpieczeństwa i ochrony środowiska.

Działanie

Podstawy: Zapoznaj się z podstawowymi funkcjami DSC1.

Pętle uziemienia i DSC1: Aby uniknąć zakłóceń, należy zapewnić odpowiednie uziemienie.

Zasilanie DSC1: Podłącz źródło zasilania zgodnie z podanymi wytycznymi.

Ekran dotykowy

Uruchamianie interfejsu dotykowego
Po podłączeniu do zasilania i krótkim, krótszym niż sekunda, nagrzaniu, DSC1 podświetli zintegrowany ekran dotykowy, który zacznie reagować na polecenia.

Obsługa ekranu dotykowego w trybie SERVO
Tryb SERVO wykorzystuje regulator PID.

Rysunek 2. Wyświetlacz ekranu dotykowego w trybie pracy serwo z włączonym regulatorem PID w trybie sterowania PI.

Wartość liczbowa PV (zmienna procesowa) pokazuje objętość prądu przemiennego RMStage sygnału wejściowego w woltach.
OV (objętość wyjściowa)tage) wartość liczbowa pokazuje średnią objętość wyjściowątage z DSC1.
Sterowanie S (punktem nastawy) ustala punkt nastawy pętli serwomechanizmu w woltach. 4 V to wartość maksymalna, a -4 V to wartość minimalna.
Sterowanie O (offset) ustawia przesunięcie prądu stałego pętli serwomechanizmu w woltach. Maksymalne dopuszczalne napięcie to 4 V, a minimalne – 4 V.
Sterowanie P (proporcjonalne) ustawia współczynnik wzmocnienia proporcjonalnego. Może to być wartość dodatnia lub ujemna z przedziału od 10-5 do 10,000 XNUMX, zapisana w notacji inżynierskiej.
Sterowanie I (integral) ustawia współczynnik wzmocnienia całkowego. Może to być wartość dodatnia lub ujemna z przedziału od 10-5 do 10,000 XNUMX, zapisana w notacji inżynierskiej.
Sterowanie D (pochodna) ustawia współczynnik wzmocnienia pochodnej. Może to być wartość dodatnia lub ujemna z przedziału od 10-5 do 10,000 XNUMX, zapisana w notacji inżynierskiej.
Przełącznik STOP-RUN wyłącza i włącza pętlę serwa.
Przyciski P, I i D włączają (podświetlone) i wyłączają (ciemnoniebieskie) poszczególne wzmocnienia.tage w pętli serwomechanizmu PID.
Menu rozwijane SERVO umożliwia użytkownikowi wybór trybu pracy.
Ślad turkusowy pokazuje aktualny punkt nastawy. Każdy punkt jest oddalony o 2 µs na osi X.
Złoty ślad pokazuje aktualnie zmierzoną wartość PV. Każdy punkt jest oddalony o 2 µs na osi X.

Obsługa ekranu dotykowego w RAMP Tryb
RAMP tryb generuje falę piłokształtną z możliwością konfiguracji przez użytkownika ampszerokość i przesunięcie.

Wartość liczbowa PV (zmienna procesowa) pokazuje objętość prądu przemiennego RMStage sygnału wejściowego w woltach.
OV (objętość wyjściowa)tage) wartość liczbowa pokazuje średnią objętość wyjściowątage stosowane przez urządzenie.
Sterowanie O (offset) ustawia przesunięcie DC ramp wyjście w woltach. 4 V to wartość maksymalna, a -4 V to wartość minimalna dopuszczalna.

A (amp(ustawienia sterowania lititude) ampwysokość ramp wyjście w woltach. 4 V to wartość maksymalna, a -4 V to wartość minimalna dopuszczalna.
Przełącznik STOP-RUN odpowiednio wyłącza i włącza pętlę serwa.
RAMP menu rozwijane umożliwia użytkownikowi wybór trybu pracy.

Złoty ślad pokazuje reakcję rośliny zsynchronizowaną z objętością skanu wyjściowegotage. Każdy punkt jest oddalony od siebie o 195 µs na osi X.

Obsługa ekranu dotykowego w trybie PEAK
Tryb PEAK implementuje kontroler poszukiwania ekstremum z konfigurowalną przez użytkownika częstotliwością modulacji, amplititude i stała całkowania. Należy zauważyć, że modulacja i demodulacja są zawsze aktywne, gdy urządzenie jest w trybie PEAK; przełącznik run-stop aktywuje i dezaktywuje wzmocnienie całkowania w pętli sterowania ditheringiem.

Wartość liczbowa PV (zmienna procesowa) pokazuje objętość prądu przemiennego RMStage sygnału wejściowego w woltach.
OV (objętość wyjściowa)tage) wartość liczbowa pokazuje średnią objętość wyjściowątage stosowane przez urządzenie.
Wartość liczbowa M (mnożnik częstotliwości modulacji) pokazuje wielokrotność 100 Hz częstotliwości modulacji. Na przykładample, jeśli M = 1, jak pokazano, częstotliwość modulacji wynosi 100 Hz. Maksymalna częstotliwość modulacji wynosi 100 kHz, przy wartości M wynoszącej 1000. Zasadniczo zaleca się wyższe częstotliwości modulacji, pod warunkiem, że siłownik sterujący reaguje na tę częstotliwość.

A (amp(ustawienia sterowania lititude) ampsiła modulacji w woltach, podawana w notacji inżynierskiej. Maksymalna wartość 4 V jest dopuszczalna, a minimalna –4 V.
Sterowanie K (peak lock integral coefficient) ustawia stałą całkowania regulatora, z jednostkami V/s, zapisanymi w notacji inżynierskiej. Jeśli użytkownik nie jest pewien, jak skonfigurować tę wartość, zazwyczaj zaleca się rozpoczęcie od wartości około 1.
Przełącznik STOP-RUN odpowiednio wyłącza i włącza pętlę serwa.

Menu rozwijane PEAK umożliwia użytkownikowi wybór trybu pracy.
Złoty ślad pokazuje reakcję rośliny zsynchronizowaną z objętością skanu wyjściowegotage. Każdy punkt jest oddalony od siebie o 195 µs na osi X.

Oprogramowanie
Oprogramowanie cyfrowego kontrolera serwo jest zaprojektowane tak, aby umożliwić zarówno sterowanie podstawową funkcjonalnością za pomocą interfejsu komputerowego, jak i zapewnić rozszerzony zestaw narzędzi analitycznych do korzystania z kontrolera. Na przykładample, GUI zawiera wykres, który może wyświetlać objętość wejściowątage w dziedzinie częstotliwości. Dodatkowo dane można eksportować jako .csv file. Oprogramowanie to pozwala na używanie urządzenia w serwie, szczycie lub ramp tryby z kontrolą nad wszystkimi parametrami i ustawieniami. Odpowiedź systemu może być viewed jako objętość wejściowatage, sygnał błędu lub oba, w reprezentacji domeny czasu lub częstotliwości. Więcej informacji można znaleźć w podręczniku.

Uruchamianie oprogramowania
Po uruchomieniu oprogramowania kliknij „Połącz”, aby wyświetlić listę dostępnych urządzeń DSC. Można sterować wieloma urządzeniami DSC jednocześnie.

Rysunek 5
Ekran startowy oprogramowania klienta DSCX.

Rysunek 6 Okno wyboru urządzenia. Kliknij OK, aby połączyć się z wybranym urządzeniem.

Karta oprogramowania serwo
Karta Servo umożliwia użytkownikowi obsługę urządzenia w trybie serwo z dodatkowymi elementami sterującymi i wyświetlaczami wykraczającymi poza te, które zapewnia wbudowany interfejs użytkownika z ekranem dotykowym na samym urządzeniu. Na tej karcie dostępne są reprezentacje domeny czasu lub częstotliwości zmiennej procesowej. Odpowiedź systemu może być viewed jako zmienna procesu, sygnał błędu lub oba. Sygnał błędu to różnica między zmienną procesu a wartością zadaną. Za pomocą technik analizy sterowania można przewidzieć odpowiedź impulsową, odpowiedź częstotliwościową i odpowiedź fazową urządzenia, pod warunkiem przyjęcia pewnych założeń dotyczących zachowania systemu i współczynników wzmocnienia. Dane te są wyświetlane na karcie sterowania serwomechanizmem, dzięki czemu użytkownicy mogą prewencyjnie skonfigurować swój system przed rozpoczęciem eksperymentów sterowania.

Rysunek 7 Interfejs oprogramowania w Ramp tryb z wyświetlaczem w dziedzinie częstotliwości.

Włącz linie siatki X: zaznaczenie tego pola powoduje włączenie linii siatki X.

Włącz siatkę Y: zaznaczenie tego pola powoduje włączenie siatki Y.
Przycisk Uruchom/Wstrzymaj: Naciśnięcie tego przycisku rozpoczyna/zatrzymuje aktualizację informacji graficznych na wyświetlaczu.
Przełączanie między częstotliwością a czasem: Przełącza między wykresami w dziedzinie częstotliwości i w dziedzinie czasu.

Przełączanie PSD/ASD: Przełącza między gęstością widmową mocy a ampgęstość widmowa osi pionowych.
Uśrednianie skanów: Przełączanie tego przełącznika włącza lub wyłącza uśrednianie w dziedzinie częstotliwości.
Średnia liczba skanów: Ta kontrola numeryczna określa liczbę skanów, które mają zostać uśrednione. Minimalna liczba to 1 skan, a maksymalna to 100 skanów. Strzałki w górę i w dół na klawiaturze zwiększają i zmniejszają liczbę skanów w średniej. Podobnie przyciski w górę i w dół obok kontroli zwiększają i zmniejszają liczbę skanów w średniej.

Załaduj: Naciśnięcie tego przycisku w panelu Widmo referencyjne umożliwia użytkownikowi wybranie widma referencyjnego zapisanego na komputerze klienta.
Zapisz: Naciśnięcie tego przycisku w panelu Widma odniesienia umożliwia użytkownikowi zapisanie aktualnie wyświetlanych danych częstotliwości na komputerze. Po kliknięciu tego przycisku zostanie wyświetlony komunikat o zapisie file dialog pozwoli użytkownikowi wybrać lokalizację przechowywania i wprowadzić file nazwę dla swoich danych. Dane są zapisywane jako wartość rozdzielona przecinkami (CSV).
Pokaż odniesienie: Zaznaczenie tego pola umożliwia wyświetlanie ostatnio wybranego widma odniesienia.

Automatyczne skalowanie osi Y: zaznaczenie tego pola umożliwia automatyczne ustawienie limitów wyświetlania osi Y.
Automatyczne skalowanie osi X: zaznaczenie tego pola umożliwia automatyczne ustawienie limitów wyświetlania osi X.
Logarytmiczna oś X: zaznaczenie tego pola przełącza wyświetlanie osi X pomiędzy logarytmicznym i liniowym.

Uruchom PID: Włączenie tego przełącznika włącza pętlę serwa w urządzeniu.
O Numeryczne: Ta wartość ustawia objętość przesunięciatage w woltach.
SP Numeric: Ta wartość ustawia wartość zadaną objętościtage w woltach.

Kp Numeryczne: Ta wartość ustawia wzmocnienie proporcjonalne.
Ki Numeric: Ta wartość ustawia wzmocnienie całkowe w 1/s.
Kd Numeryczne: Ta wartość ustala wzmocnienie pochodnej w s.

Przyciski P, I, D: Gdy te przyciski są podświetlone, włączają odpowiednio wzmocnienie proporcjonalne, całkowe i różniczkowe.
Przełącznik Uruchom/Zatrzymaj: Przełączanie tego przełącznika włącza lub wyłącza sterowanie.

Użytkownik może również użyć myszy, aby zmienić zakres wyświetlanych informacji:

Kółko myszy umożliwia przybliżanie i oddalanie wykresu w kierunku aktualnej pozycji wskaźnika myszy.
SHIFT + Click zmienia wskaźnik myszy na znak plus. Następnie lewy przycisk myszy powiększy położenie wskaźnika myszy o współczynnik 3. Użytkownik może również przeciągnąć i wybrać obszar wykresu, aby powiększyć go.
ALT + Click zmienia wskaźnik myszy na znak minus. Następnie lewy przycisk myszy oddala obraz od położenia wskaźnika myszy o współczynnik 3.

Gesty rozsunięcia i szczypania na podkładce pod myszkę lub ekranie dotykowym powodują odpowiednio powiększanie i pomniejszanie wykresu.
Po przewijaniu kliknij lewym przyciskiem myszy, aby móc przesuwać obraz poprzez przeciąganie myszą.
Kliknięcie prawym przyciskiem myszy na wykresie spowoduje przywrócenie domyślnej pozycji wykresu.

Ramp Karta Oprogramowanie
Ramp Karta zapewnia funkcjonalność porównywalną do ramp zakładka na wbudowanym wyświetlaczu dotykowym. Przełączenie na tę zakładkę umieszcza podłączone urządzenie w ramp tryb.

Rysunek 8
Interfejs oprogramowania w Ramp tryb.

Oprócz elementów sterujących dostępnych w trybie Servo, Ramp tryb dodaje:

Amplititude Numeric: Ta wartość ustawia skanowanie amplitraż w woltach.
Przesunięcie numeryczne: Ta wartość ustawia przesunięcie skanowania w woltach.

Uruchom / Zatrzymaj Ramp Przełącznik: Przełączanie tego przełącznika włącza i wyłącza ramp.

Karta oprogramowania szczytowego
Karta Peak Control zapewnia tę samą funkcjonalność, co tryb PEAK w interfejsie użytkownika wbudowanego, z dodatkową widocznością charakteru sygnału powrotnego z systemu. Przejście na tę kartę przełącza podłączone urządzenie w tryb działania PEAK.

Rysunek 9 Interfejs oprogramowania w trybie szczytowym z wyświetlaniem w dziedzinie czasu.

Oprócz elementów sterujących dostępnych w trybie Servo, tryb Peak dodaje:

Amplititude numeryczna: Ta wartość ustawia modulację amplitraż w woltach.

K numeryczny: Jest to współczynnik całki blokady szczytowej; wartość ta ustala stałą wzmocnienia całki w V/s.
Przesunięcie numeryczne: Ta wartość ustawia przesunięcie w woltach.
Częstotliwość numeryczna: Ustawia mnożnik częstotliwości modulacji w przyrostach co 100 Hz. Minimalna dopuszczalna wartość to 100 Hz, a maksymalna to 100 kHz.

Przełącznik Run/Stop Peak: Przełączanie tego przełącznika włącza i wyłącza wzmocnienie całkowe. Należy pamiętać, że zawsze, gdy urządzenie jest w trybie PEAK, modulacja wyjściowa i demodulacja sygnału błędu są aktywne.

Zapisane dane
Dane są zapisywane w formacie Comma Separated Value (CSV). Krótki nagłówek zachowuje istotne dane z zapisywanych danych. Jeśli format tego pliku CSV zostanie zmieniony, oprogramowanie może nie być w stanie odzyskać widma odniesienia. Dlatego zaleca się użytkownikowi zapisanie swoich danych w oddzielnym arkuszu kalkulacyjnym file czy zamierzają przeprowadzić jakąkolwiek niezależną analizę.

Rysunek 10 Dane w formacie .csv wyeksportowane z DSC1.

Teoria działania

Sterowanie serwo PID
Układ PID jest często wykorzystywany jako regulator pętli sprzężenia zwrotnego i jest bardzo powszechny w układach serwo. Celem układu serwo jest utrzymanie układu na ustalonej wartości (punktu zadanego) przez dłuższy czas. Układ PID aktywnie utrzymuje układ na punkcie zadanym, generując sygnał błędu, który jest różnicą między punktem zadanym a wartością bieżącą i modulując wyjściową objętośćtage, aby utrzymać punkt nastawy. Litery tworzące akronim PID odpowiadają Proporcjonalnemu (P), Całkującemu (I) i Pochodnemu (D), które reprezentują trzy ustawienia sterowania obwodu PID.

Wyraz proporcjonalny zależy od bieżącego błędu, wyraz całkowy zależy od akumulacji błędu przeszłego, a wyraz pochodny jest przewidywaniem przyszłego błędu. Każdy z tych wyrazów jest wprowadzany do sumy ważonej, która koryguje wyjściowy voltage obwodu, u(t). To wyjście jest podawane do urządzenia sterującego, jego pomiar jest podawany z powrotem do pętli PID, a proces może aktywnie stabilizować wyjście obwodu, aby osiągnąć i utrzymać wartość zadaną. Poniższy schemat blokowy ilustruje działanie obwodu PID. Jedno lub więcej elementów sterujących może być wykorzystane w dowolnym obwodzie serwo, w zależności od tego, co jest potrzebne do ustabilizowania systemu (tj. P, I, PI, PD lub PID).

Należy pamiętać, że obwód PID nie gwarantuje optymalnej kontroli. Nieprawidłowe ustawienie regulatorów PID może spowodować znaczne oscylacje obwodu i doprowadzić do niestabilności kontroli. Użytkownik musi odpowiednio dostosować parametry PID, aby zapewnić odpowiednią wydajność.

Teoria PID

Teoria PID dla ciągłego regulatora serwomechanizmu: Zrozumieć teorię PID w celu optymalnego sterowania serwomechanizmem.
Wyjście układu sterowania PID, u(t), jest podane jako

Gdzie:

?? jest wzmocnieniem proporcjonalnym, bezwymiarowym
?? to wzmocnienie całkowe w 1/sekundę
?? to zysk pochodnej w sekundach

?(?) to sygnał błędu w woltach
?(?) jest wyjściem sterującym w woltach

Stąd możemy zdefiniować jednostki sterujące matematycznie i omówić każdą z nich nieco bardziej szczegółowo. Sterowanie proporcjonalne jest proporcjonalne do sygnału błędu; jako takie jest bezpośrednią odpowiedzią na sygnał błędu generowany przez obwód:
? = ???(?)
Większe wzmocnienie proporcjonalne powoduje większe zmiany w odpowiedzi na błąd, a tym samym wpływa na szybkość, z jaką sterownik może reagować na zmiany w systemie. Podczas gdy wysokie wzmocnienie proporcjonalne może powodować szybką reakcję układu, zbyt wysoka wartość może powodować oscylacje wokół wartości SP. Zbyt niska wartość i układ nie może skutecznie reagować na zmiany w systemie. Sterowanie całkowe idzie o krok dalej niż wzmocnienie proporcjonalne, ponieważ jest proporcjonalne nie tylko do wielkości sygnału błędu, ale także do czasu trwania skumulowanego błędu.

Sterowanie całkowe jest wysoce skuteczne w zwiększaniu czasu reakcji układu, a także w eliminowaniu błędu stanu ustalonego związanego ze sterowaniem czysto proporcjonalnym. W istocie sterowanie całkowe sumuje każdy wcześniej nieskorygowany błąd, a następnie mnoży ten błąd przez Ki, aby wytworzyć odpowiedź całkową. Tak więc nawet dla małego błędu trwałego można uzyskać dużą zagregowaną odpowiedź całkową. Jednak ze względu na szybką odpowiedź sterowania całkowego, wysokie wartości wzmocnienia mogą powodować znaczne przekroczenie wartości SP i prowadzić do oscylacji i niestabilności. Zbyt niskie wartości wzmocnienia powodują znacznie wolniejszą reakcję układu na zmiany w układzie. Sterowanie różniczkowe próbuje zmniejszyć przekroczenie i potencjał dzwonienia ze sterowania proporcjonalnego i całkowego. Określa, jak szybko układ zmienia się w czasie (poprzez analizę pochodnej sygnału błędu) i mnoży ją przez Kd, aby wytworzyć odpowiedź różniczkową.

W przeciwieństwie do sterowania proporcjonalnego i całkowego, sterowanie różniczkowe spowalnia reakcję układu. Dzięki temu jest w stanie częściowo skompensować przeregulowanie, a także damp wszelkie oscylacje spowodowane przez sterowanie całkowe i proporcjonalne. Wysokie wartości wzmocnienia powodują, że obwód reaguje bardzo wolno i może być podatny na szumy i oscylacje o wysokiej częstotliwości (gdyż obwód staje się zbyt wolny, aby reagować szybko). Zbyt niskie wartości wzmocnienia powodują, że obwód jest podatny na przekroczenie wartości zadanej. Jednak w niektórych przypadkach należy unikać przekroczenia wartości zadanej o jakąkolwiek znaczącą wartość, dlatego można zastosować wyższe wzmocnienie pochodnej (wraz z niższym wzmocnieniem proporcjonalnym). Poniższy wykres wyjaśnia skutki niezależnego zwiększenia wzmocnienia dowolnego z parametrów.

Parametr Zwiększony	Czas wschodu	Przeregulowanie	Czas rozliczenia	Błąd stanu ustalonego	Stabilność
Kp	Zmniejszenie	Zwiększyć	Drobne	Zmniejszenie	Degradować
Ki	Zmniejszenie	Zwiększyć	Zwiększyć	Znacznie zmniejszyć	Degradować
Kd	Niewielkie zmniejszenie	Niewielkie zmniejszenie	Niewielkie zmniejszenie	Bez efektu	Poprawić (dla małego Kd)

Kontrolery serwomechanizmów o dyskretnym czasie

Format danych
Regulator PID w DSC1 odbiera 16-bitowy przetwornik ADCample, która jest przesuniętą liczbą binarną, która może mieścić się w zakresie od 0 do 65535. 0 jest liniowo odwzorowywane na ujemne wejście 4 V, a 65535 reprezentuje sygnał wejściowy +4 V. Sygnał „błędu”, ?[?], w pętli PID w kroku czasowym ? jest określany jako ?[?] = ? − ?[?] Gdzie ? jest punktem nastawy, a ?[?] jest objętościątagesample w przesuniętej skali binarnej w dyskretnym kroku czasowym, ?.

Prawo sterowania w dziedzinie czasu
Obliczane są trzy człony wzmocnienia i sumowane.
?[?] = ??[?] + ??[?] + ??[?] ?? = ???[?] ?? ≈ ?? ∫ ?[?] ?? = ??(?[?] - ?[? - 1])
Gdzie ??[?], ??[?] i ??[?] to wzmocnienia proporcjonalne, całkowe i różniczkowe obejmujące wyjście sterujące ?[?] w kroku czasowym ?. ??, ?? i ?? to współczynniki wzmocnienia proporcjonalnego, całkowego i różniczkowego.

Przybliżanie całki i pochodnej
DSC1 aproksymuje integrator za pomocą akumulatora.
∫ ?[?] = ?[?] + ∫ ?[? − 1] Rozważenie przedziału całkowania, szerokości kroku czasowego, jest zawarte w współczynniku wzmocnienia całkowego ?? takim, że: ?? = ?′?ℎ
Gdzie ?′? jest nominalnie wprowadzonym współczynnikiem wzmocnienia całkowego, a ℎ jest czasem między s ADCamples. Wykonujemy podobne przybliżenie pochodnej jako różnicę między ?[?] i ?[? − 1], ponownie zakładając, że ?? zawiera również skalowanie 1 / h.

Jak wspomniano wcześniej, należy teraz wziąć pod uwagę, że przybliżenia całkowe i pochodne nie uwzględniają żadnego kroku czasowego (sampinterwał), dalej ℎ. Tradycyjnie mówimy o przybliżeniu pierwszego rzędu, jawnym, do zmiennej ?[?] z = ?(?, ?) na podstawie wyrazów w rozwinięciu szeregu Taylora wynosi ?[?] ≈ ?[? − 1] + ℎ ?(?, ?)
Często nazywa się to schematem całkowania Eulera wstecz lub jawnym numerycznym integratorem pierwszego rzędu. Jeśli rozwiążemy pochodną, ?(?, ?), znajdziemy:

Zwróć uwagę na podobieństwo licznika powyżej do naszego przybliżenia pochodnej w równaniu kontrolnym. Oznacza to, że nasze przybliżenie pochodnej jest bardziej odpowiednio skalowane przez ℎ−1.

Intuicyjnie naśladuje również podstawowe twierdzenie rachunku różniczkowego i całkowego:

Jeżeli teraz powiemy, że ? jest całką sygnału błędu ?, możemy dokonać następujących podstawień.
?[?]=∫?[?] ?(?,?)= ?[?] I z przybliżenia szeregiem Taylora pierwszego rzędu do funkcji ? otrzymujemy: ∫?[?]=∫?[?−1]+ℎ ?(?)
Jeśli po prostu założymy, że ∫?[?]=0 dla ?=0, przybliżenie całki praktycznie sprowadza się do akumulatora.

Dlatego dostosowujemy nasze wcześniejsze wyprowadzenie prawa sterowania do:

Prawo sterowania w dziedzinie częstotliwości
Chociaż równanie wyprowadzone w poprzedniej sekcji informuje o zachowaniu w dziedzinie czasu dyskretnego regulatora PID zaimplementowanego w DSC1, mówi niewiele o odpowiedzi regulatora w dziedzinie częstotliwości. Zamiast tego wprowadzamy dziedzinę ?, która jest analogiczna do dziedziny Laplace'a, ale dla czasu dyskretnego, a nie ciągłego. Podobnie jak transformacja Laplace'a, transformacja Z funkcji jest najczęściej określana przez złożenie tabelarycznych zależności transformacji Z, zamiast bezpośredniego podstawiania definicji transformacji Z (pokazanej poniżej).

Gdzie ?(?) jest wyrażeniem w dziedzinie Z zmiennej czasu dyskretnego ?[?], ? jest promieniem (często traktowanym jako 1) zmiennej niezależnej ?, ? jest pierwiastkiem kwadratowym z -1, a ∅ jest argumentem zespolonym w radianach lub stopniach. W tym przypadku konieczne są tylko dwie tabelaryczne transformacje Z.
?[?] = ?[?] ?[? − 1] = ?[?]?−1
Transformata Z członu proporcjonalnego, ??, jest trywialna. Proszę również przyjąć na chwilę, że przydatne jest dla nas określenie błędu w celu kontrolowania funkcji przejścia, ?(?), a nie po prostu ?(?).

Bardziej interesująca jest transformacja Z członu całkowego ??.
Przypomnij sobie nasz jawny schemat całkowania Eulera z poprzedniej sekcji: ??(?) = ?? ∫ ?[?] = ?? (∫ ?[? − 1] + ℎ ?(?))
∫ ?(?) = ∫ ?(?) ?−1 + ℎ?(?)
∫ ?(?) − ∫ ?(?) ?−1 = ℎ?(?)

Na koniec przyjrzyjmy się zyskowi pochodnemu, ??:

Łącząc każdą z powyższych funkcji przejścia, otrzymujemy:

Za pomocą tego równania możemy obliczyć numerycznie odpowiedź domeny częstotliwości dla kontrolera i wyświetlić ją w postaci wykresu Bodego, takiego jak poniżej.
Funkcje transferu PID, Kp = 1.8, Ki = 1.0, Kd = 1E-4

Zwróć uwagę, w jaki sposób wzmocnienie regulatora PI zbliża się wyłącznie do wzmocnienia proporcjonalnego i wysokich częstotliwości, a w jaki sposób wzmocnienie regulatora PD zbliża się wyłącznie do wzmocnienia proporcjonalnego przy niskich częstotliwościach.

Strojenie PID
Ogólnie rzecz biorąc, wzmocnienia P, I i D będą musiały zostać dostosowane przez użytkownika w celu zoptymalizowania wydajności systemu. Chociaż nie ma statycznego zestawu reguł określających, jakie wartości powinny być dla konkretnego systemu, przestrzeganie ogólnych procedur powinno pomóc w dostrojeniu układu do systemu i otoczenia. Ogólnie rzecz biorąc, prawidłowo dostrojony układ PID zazwyczaj nieznacznie przekroczy wartość SP, a następnie szybkoamp aby osiągnąć wartość SP i utrzymać ją w tym punkcie. Pętla PID może zablokować się na nachyleniu dodatnim lub ujemnym poprzez zmianę znaku wzmocnień P, I i D. W DSC1 znaki są zablokowane razem, więc zmiana jednego z nich zmieni je wszystkie.

Ręczne dostrajanie ustawień wzmocnienia jest najprostszą metodą ustawiania regulatorów PID. Jednak procedura ta jest wykonywana aktywnie (regulator PID podłączony do systemu i włączona pętla PID) i wymaga pewnego doświadczenia, aby osiągnąć dobre wyniki. Aby ręcznie dostroić regulator PID, najpierw ustaw wzmocnienia całkowe i różniczkowe na zero. Zwiększaj wzmocnienie proporcjonalne, aż zauważysz oscylację na wyjściu. Następnie wzmocnienie proporcjonalne powinno być ustawione na mniej więcej połowę tej wartości. Po ustawieniu wzmocnienia proporcjonalnego zwiększaj wzmocnienie całkowe, aż wszelkie przesunięcie zostanie skorygowane w skali czasowej odpowiedniej dla systemu.

Jeśli zwiększysz to wzmocnienie zbyt mocno, zaobserwujesz znaczne przekroczenie wartości SP i niestabilność w obwodzie. Po ustawieniu wzmocnienia całkowego można zwiększyć wzmocnienie pochodnej. Wzmocnienie pochodnej zmniejszy przekroczenie i damp system szybko do wartości zadanej. Jeśli zwiększysz wzmocnienie pochodnej zbyt mocno, zobaczysz duże przeregulowanie (z powodu zbyt wolnej reakcji obwodu). Bawiąc się ustawieniami wzmocnienia, możesz zoptymalizować wydajność swojego obwodu PID, co skutkuje systemem, który szybko reaguje na zmiany i skutecznieamps oscylacji wokół wartości zadanej.

Typ sterowania	Kp	Ki	Kd
P	0.50 ku	–	–
PI	0.45 ku	1.2 Kp/Pu	–
PID	0.60 ku	2 Kp/Pu	KpPu/8

Podczas gdy ręczne strojenie może być bardzo skuteczne w ustawianiu obwodu PID dla konkretnego systemu, wymaga ono pewnego doświadczenia i zrozumienia obwodów PID i odpowiedzi. Metoda Zieglera-Nicholsa do strojenia PID oferuje bardziej ustrukturyzowany przewodnik ustawiania wartości PID. Ponownie, będziesz chciał ustawić wzmocnienie całkowe i różniczkowe na zero. Zwiększaj wzmocnienie proporcjonalne, aż obwód zacznie oscylować. Nazwiemy ten poziom wzmocnienia Ku. Oscylacje będą miały okres Pu. Wzmocnienia dla różnych obwodów sterujących są podane na powyższym wykresie. Należy zauważyć, że podczas korzystania z metody strojenia Zieglera-Nicholsa z DSC1, człon całkowy określony z tabeli należy pomnożyć przez 2⋅10-6, aby znormalizować do sample rate. Podobnie współczynnik pochodnej należy podzielić przez 2⋅10-6, aby znormalizować do sampstawka.

Rampwchodzenie
Użytkownicy często muszą określić punkt pracy dużego sygnału lub użyteczny punkt nastawczy dla systemu. Aby określić punkt pracy dużego sygnału (zwany dalej przesunięciem DC) lub optymalny punkt nastawczy serwa, powszechną techniką jest po prostu wielokrotne stymulowanie systemu liniowo rosnącą objętościątagsygnał. Wzór ten jest powszechnie nazywany falą piłokształtną, ze względu na podobieństwo do zębów piły.

Tryb blokady szczytowej
Tryb blokady szczytowej implementuje algorytm blokowania dither, znany również jako kontroler poszukiwania ekstremum. W tym trybie pracy wartość kontrolna jest nakładana na wyjście fali sinusoidalnej. Zmierzona objętość wejściowatage jest najpierw cyfrowo filtrowany przez górnoprzepustowy filtr (HPF), aby usunąć wszelkie przesunięcia DC. Następnie sygnał sprzężony AC jest demodulowany przez pomnożenie każdej zmierzonej objętościtage przez wartość modulacji fali sinusoidalnej wychodzącej. Ta operacja mnożenia tworzy zdemodulowany sygnał z dwoma głównymi składnikami: falą sinusoidalną przy sumie dwóch częstotliwości i sygnałem przy różnicy dwóch częstotliwości.

Drugi filtr cyfrowy, tym razem filtr dolnoprzepustowy (LPF), tłumi sygnał sumy dwóch częstotliwości i przesyła sygnał niskiej częstotliwości różnicy dwóch częstotliwości. Zawartość sygnału o tej samej częstotliwości co modulacja pojawia się jako sygnał DC po demodulacji. Ostatnim krokiem w algorytmie blokady szczytowej jest zintegrowanie sygnału LPF. Wyjście integratora, połączone z wychodzącą modulacją, steruje objętością wyjściowątage. Akumulacja demodulowanej energii sygnału o niskiej częstotliwości w integratorze powoduje przesunięcie objętości sterowaniatage wyjścia coraz wyżej i wyżej, aż znak wyjścia LPF odwróci się, a wyjście integratora zacznie się zmniejszać. W miarę jak wartość sterująca zbliża się do szczytu odpowiedzi systemu, wynik modulacji sygnału wejściowego do sterownika serwo staje się coraz mniejszy, ponieważ nachylenie fali sinusoidalnej wynosi zero w swoim szczycie. To z kolei oznacza, że istnieje niższa wartość wyjściowa z dolnoprzepustowego, zdemodulowanego sygnału, a zatem mniej do gromadzenia się w integratorze.

Rysunek 12 Schemat blokowy regulatora z blokadą szczytową. Sygnał wejściowy z instalacji reagującej na szczyt jest digitalizowany, a następnie filtrowany przez filtr górnoprzepustowy. Sygnał wyjściowy HPF jest demodulowany za pomocą lokalnego oscylatora cyfrowego. Wyjście demodulatora jest filtrowane przez filtr dolnoprzepustowy, a następnie integrowane. Wyjście integratora jest dodawane do sygnału modulacji i wysyłane do instalacji reagującej na szczyt. Blokada szczytowa to dobry algorytm sterowania, który należy wybrać, gdy system, którym użytkownik chce sterować, nie ma monotonicznej odpowiedzi wokół optymalnego punktu sterowania.amples tego typu systemów to nośniki optyczne o rezonansowej długości fali, takie jak komórka parowa lub filtr odrzucający pasmo RF (filtr wycinający). Główną cechą schematu sterowania blokowaniem szczytów jest tendencja algorytmu do kierowania systemem w stronę przejścia przez zero sygnału błędu, który pokrywa się ze szczytem w mierzonym sygnale, tak jakby sygnał błędu był pochodną mierzonego sygnału. Należy zauważyć, że szczyt może być dodatni lub ujemny. Aby rozpocząć pracę w trybie blokowania szczytów dla DSC1, można wykonać następującą procedurę.

Upewnij się, że szczyt (lub dolina) sygnału, do którego chcesz się zablokować, znajduje się w zakresie głośności sterowaniatage zakres siłownika i że pozycja szczytowa jest stosunkowo stabilna w czasie. Pomocne jest użycie RAMP tryb wizualizacji sygnału na podstawie objętości sterowaniatagZakres zainteresowań.
Zwróć uwagę na objętość kontrolnątagPozycja szczytu (lub doliny).
Oszacuj, jak szeroki jest szczyt (lub dolina) w objętości kontrolnejtage w połowie wysokości szczytu. Ta szerokość, w woltach, jest powszechnie określana jako Full-Width Half-Max lub FWHM. Powinna mieć co najmniej 0.1 V szerokości, aby uzyskać dobre wyniki.
Ustaw modulację amplit (A) do 1% do 10% objętości FWHMtage.
Ustaw przesunięcie objtage jak najbliżej pozycji szczytu (lub doliny), na której chcesz zablokować.
Ustaw częstotliwość modulacji na żądaną częstotliwość. Na ekranie dotykowym odbywa się to za pomocą parametru M, modulation frequency. Częstotliwość modulacji wynosi 100 Hz razy M. Najlepszy wybór częstotliwości modulacji zależy od zastosowania. Thorlabs zaleca wartości około 1 kHz dla siłowników mechanicznych. Wyższe częstotliwości mogą być używane dla siłowników elektrooptycznych.
Ustaw współczynnik całki blokady szczytowej (K) na 0.1 razy A. K może być dodatnie lub ujemne. Generalnie dodatnie K blokuje się na szczycie sygnału wejściowego, podczas gdy ujemne K blokuje się na dolinie sygnału wejściowego. Jednak jeśli siłownik lub system blokowany ma opóźnienie fazowe większe niż 90 stopni przy częstotliwości ditheringu, znak K zostanie odwrócony i dodatnie K zablokuje się na dolinie, a ujemne K zablokuje się na szczycie.
Naciśnij przycisk Uruchom i sprawdź, czy objętość sterowaniatagwyjście zmienia się od oryginalnej wartości offsetu (O) i nie ucieka do ekstremum. Alternatywnie, monitoruj zmienną procesu za pomocą oscyloskopu, aby sprawdzić, czy DSC1 blokuje się do pożądanego szczytu lub doliny.

Rysunek 13 Exampdane z rampw celu zmniejszenia przesunięcia wyjściowegotage z ciągłą falą sinusoidalną, nałożoną na szczytową odpowiedź elektrowni. Należy zauważyć, że sygnał błędu przejścia przez zero pokrywa się ze szczytem sygnału odpowiedzi elektrowni.

Konserwacja i czyszczenie
Regularnie czyść i konserwuj DSC1, aby zapewnić optymalną wydajność. DSC1 nie wymaga regularnej konserwacji. Jeśli ekran dotykowy urządzenia ulegnie zabrudzeniu, Thorlabs zaleca delikatne czyszczenie ekranu dotykowego miękką, niepozostawiającą włókien ściereczką nasączoną rozcieńczonym alkoholem izopropylowym.

Rozwiązywanie problemów i naprawa

Jeśli pojawią się problemy, zapoznaj się z sekcją rozwiązywania problemów, aby uzyskać wskazówki dotyczące rozwiązywania typowych problemów. Poniższa tabela opisuje typowe problemy z DSC1 i zalecanymi przez Thorlabs środkami zaradczymi.

Wydanie	Wyjaśnienie	Zaradzić
Urządzenie nie włącza się po podłączeniu do zasilania przez USB typu C.	Urządzenie wymaga prądu o natężeniu 750 mA z zasilacza 5 V i mocy 3.75 W. Może to przekraczać możliwości niektórych złączy USB-A w laptopach i komputerach stacjonarnych.	Użyj zasilaczy Thorlabs DS5 lub CPS1. Alternatywnie użyj zasilacza USB Type-C, takiego jak ten, który jest zwykle używany do ładowania telefonu lub laptopa, który ma moc wyjściową co najmniej 750 mA przy 5 V.
Urządzenie nie włącza się po podłączeniu portu danych do komputera.	DSC1 pobiera energię tylko ze złącza zasilania USB typu C. Złącze USB typu Mini-B służy wyłącznie do przesyłania danych.	Podłącz port USB typu C do zasilacza o wydajności co najmniej 750 mA przy napięciu 5 V, np. Thorlabs DS5 lub CPS1.

Sprzedaż
Podczas wycofywania urządzenia DSC1 należy postępować zgodnie z prawidłowymi wytycznymi dotyczącymi utylizacji.
Thorlabs weryfikuje naszą zgodność z dyrektywą WEEE (Waste Electrical and Electronic Equipment) Wspólnoty Europejskiej i odpowiednimi przepisami krajowymi. W związku z tym wszyscy użytkownicy końcowi w WE mogą zwrócić sprzęt elektryczny i elektroniczny kategorii „końca życia” z Załącznika I sprzedany po 13 sierpnia 2005 r. do Thorlabs bez ponoszenia opłat za utylizację. Kwalifikujące się jednostki są oznaczone przekreślonym logo „kosza na kółkach” (patrz po prawej), zostały sprzedane i są obecnie własnością firmy lub instytutu w WE i nie są rozmontowane ani zanieczyszczone. Skontaktuj się z Thorlabs, aby uzyskać więcej informacji. Przetwarzanie odpadów jest Twoją własną odpowiedzialnością. Jednostki „końca życia” muszą zostać zwrócone do Thorlabs lub przekazane firmie specjalizującej się w odzyskiwaniu odpadów. Nie wyrzucaj jednostki do kosza na śmieci ani na publiczne wysypisko śmieci. Użytkownik jest odpowiedzialny za usunięcie wszystkich prywatnych danych przechowywanych na urządzeniu przed jego utylizacją.

Często zadawane pytania:

P: Co powinienem zrobić, jeśli DSC1 się nie włącza?
A: Sprawdź podłączenie źródła zasilania i upewnij się, że spełnia określone wymagania. Jeśli problem będzie się powtarzał, skontaktuj się z działem obsługi klienta, aby uzyskać pomoc.

Bezpieczeństwo

OGŁOSZENIE
To urządzenie powinno być trzymane z dala od środowisk, w których prawdopodobne jest rozlanie cieczy lub skraplanie się wilgoci. Nie jest wodoodporny. Aby uniknąć uszkodzenia instrumentu, nie wystawiaj go na działanie aerozoli, cieczy ani rozpuszczalników.

Instalacja

Informacje o gwarancji
To precyzyjne urządzenie nadaje się do użytku tylko wtedy, gdy zostanie zwrócone i odpowiednio zapakowane w kompletne oryginalne opakowanie, w tym kompletną przesyłkę oraz kartonową wkładkę zawierającą dołączone urządzenia. W razie potrzeby poproś o opakowanie zastępcze. Zleć serwisowanie wykwalifikowanemu personelowi.

Zawarte komponenty

Kompaktowy serwomechanizm cyfrowy DSC1 dostarczany jest z następującymi komponentami:

Cyfrowy sterownik serwomechanizmu DSC1
Karta szybkiego startu
Kabel USB-AB-72 USB 2.0 typu A do Mini-B, długość 72 cali (1.83 m)
Kabel zasilający USB typu A do USB typu C, długość 1 m (39 cali)
Kabel koncentryczny PAA248 SMB do BNC, 48″ (1.22 m) długości (2 szt.)

Instalacja i konfiguracja

Podstawy
Użytkownicy mogą skonfigurować urządzenie za pomocą komputera, korzystając z interfejsu USB lub za pomocą zintegrowanego ekranu dotykowego. W obu przypadkach zasilanie musi być dostarczane przez 5-woltowe połączenie USB-C. Podczas korzystania z graficznego interfejsu użytkownika pulpitu, kontroler serwo musi być podłączony za pomocą kabla USB 2.0 (w zestawie) z portu danych urządzenia do komputera z zainstalowanym oprogramowaniem Digital Servo Controller.

Pętle uziemienia i DSC1
DSC1 zawiera wewnętrzne obwody, aby ograniczyć prawdopodobieństwo wystąpienia pętli uziemienia. Thorlabs sugeruje użycie transformatorowego zasilacza regulowanego DS5 lub zewnętrznego akumulatora CPS1. W przypadku zasilaczy DS5 lub CPS1, uziemienie sygnału w DSC1 unosi się względem uziemienia gniazdka ściennego. Jedyne połączenia z urządzeniem, które są wspólne dla tego uziemienia sygnału, to pin uziemienia sygnału złącza zasilania USB-C i zewnętrzna ścieżka powrotna na wyjściowym kablu koncentrycznym SMB. Połączenie danych USB jest izolowane. Sygnał wejściowy ma rezystor przerywający pętlę uziemienia między ścieżką powrotną sygnału a uziemieniem sygnału w instrumencie, co zwykle zapobiega zakłóceniom pętli uziemienia. Co ważne, nie ma dwóch bezpośrednich ścieżek do uziemienia sygnału urządzenia, co minimalizuje występowanie pętli uziemienia.

Aby jeszcze bardziej ograniczyć ryzyko zakłóceń pętli uziemienia, Thorlabs sugeruje następujące najlepsze praktyki:

Zadbaj o to, aby wszystkie kable zasilające i sygnałowe prowadzące do urządzenia były krótkie.
W przypadku DSC1 należy stosować albo zasilanie bateryjne (CPS5), albo transformatorowe (DS1). Zapewnia to swobodny sygnał uziemienia urządzenia.
Nie należy łączyć ze sobą ścieżek powrotu sygnału innych urządzeń.
- Zwykły byłyample jest typowym oscyloskopem stołowym; najczęściej zewnętrzne powłoki złączy wejściowych BNC są bezpośrednio podłączone do uziemienia. Wiele zacisków uziemiających podłączonych do tego samego węzła uziemienia w eksperymencie może spowodować pętlę uziemienia.

Chociaż mało prawdopodobne jest, aby DSC1 sam w sobie powodował pętlę uziemienia, inne urządzenia w laboratorium użytkownika mogą nie mieć izolacji pętli uziemienia i w związku z tym mogą być źródłem pętli uziemienia.

Zasilanie DSC1
Cyfrowy serwomechanizm DSC1 wymaga zasilania 5 V przez USB-C przy prądzie szczytowym do 0.75 A i 0.55 A podczas typowej pracy. Thorlabs oferuje dwa kompatybilne zasilacze: CPS1 i DS5. W zastosowaniach, w których wrażliwość na hałas jest mniej ograniczona lub w których wymagany jest czas pracy dłuższy niż 8 godzin, zalecany jest regulowany zasilacz DS5. Zasilacz akumulatorowy CPS1 jest zalecany, gdy wymagana jest optymalna wydajność hałasu. Przy w pełni naładowanym i w dobrym stanie CPS1 może działać przez 1 godzin lub dłużej bez ładowania.

Kontakty Thorlabs na całym świecie

Aby uzyskać dalszą pomoc lub zapytania, zapoznaj się z kontaktami Thorlabs na całym świecie. Aby uzyskać pomoc techniczną lub zapytania dotyczące sprzedaży, odwiedź naszą stronę www.thorlabs.com/kontakt dla naszych najbardziej aktualnych informacji kontaktowych.

Siedziba firmy
Thorlabs spółka z ograniczoną odpowiedzialnością
Aleja Sparty 43
Newton, New Jersey 07860
Stany Zjednoczone
sprzedaz@thorlabs.com
techsupport@thorlabs.com

Importer z UE
Thorlabs GmbH
Münchner Weg 1
D-85232 Bergkirchen
Niemcy
sales.de@thorlabs.com
europe@thorlabs.com

Producent produktu
Thorlabs spółka z ograniczoną odpowiedzialnością
Aleja Sparty 43
Newton, New Jersey 07860 Stany Zjednoczone
sprzedaz@thorlabs.com
techsupport@thorlabs.com

Importer z Wielkiej Brytanii
Thorlabs Sp.
Park biznesowy 204 Lancaster Way
Eli CB6 3NX
Zjednoczone Królestwo
sprzedaz.pl@thorlabs.com
techsupport.pl@thorlabs.com
www.thorlabs.com

Dokumenty / Zasoby

Kompaktowy cyfrowy sterownik serwo THORLABS DSC1 [plik PDF] Instrukcja użytkownika
DSC1, DSC1 Kompaktowy Cyfrowy Kontroler Serwo, DSC1, Kompaktowy Cyfrowy Kontroler Serwo, Cyfrowy Kontroler Serwo, Kontroler Serwo

Odniesienia

Instrukcja obsługi

Kompaktowy cyfrowy sterownik serwo THORLABS DSC1

Instrukcje użytkowania produktu

Wstęp