Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số nhỏ gọn THORLABS DSC1

Thông số kỹ thuật:

• Tên sản phẩm: Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số nhỏ gọn DSC1
• Sử dụng được khuyến nghị: Với bộ phát hiện quang và bộ truyền động của Thorlabs
• Bộ truyền động tương thích: Piezo ampbộ điều khiển diode laser, bộ điều khiển TEC, bộ điều biến quang điện
• Tuân thủ: Dấu CE/UKCA

Hướng dẫn sử dụng sản phẩm

Giới thiệu

Mục đích sử dụng: DSC1 là bộ điều khiển servo kỹ thuật số nhỏ gọn được thiết kế để sử dụng trong phòng thí nghiệm nói chung trong nghiên cứu và công nghiệp. DSC1 đo thể tíchtage, tính toán tín hiệu phản hồi theo thuật toán điều khiển do người dùng lựa chọn và đưa ra một voltage. Sản phẩm chỉ có thể được sử dụng theo hướng dẫn được mô tả trong sách hướng dẫn này. Bất kỳ cách sử dụng nào khác sẽ làm mất hiệu lực bảo hành. Bất kỳ nỗ lực nào nhằm lập trình lại, tháo rời mã nhị phân hoặc thay đổi hướng dẫn sử dụng máy của nhà máy trong DSC1 mà không có sự đồng ý của Thorlabs đều sẽ làm mất hiệu lực bảo hành. Thorlabs khuyến nghị sử dụng DSC1 với bộ phát hiện quang và bộ truyền động của Thorlabs. Ví dụampCác bộ truyền động Thorlabs phù hợp để sử dụng với DSC1 là piezo của Thorlabs ampbộ điều khiển diode laser, bộ điều khiển bộ làm mát nhiệt điện (TEC) và bộ điều biến quang điện.

Giải thích các Cảnh báo An toàn

GHI CHÚ Cho biết thông tin được coi là quan trọng nhưng không liên quan đến mối nguy hiểm, chẳng hạn như hư hỏng có thể xảy ra đối với sản phẩm.
Dấu CE/UKCA trên sản phẩm là tuyên bố của nhà sản xuất rằng sản phẩm tuân thủ các yêu cầu thiết yếu của luật pháp bảo vệ môi trường, an toàn và sức khỏe có liên quan của Châu Âu.
Biểu tượng thùng rác có bánh xe trên sản phẩm, phụ kiện hoặc bao bì cho biết thiết bị này không được xử lý như rác thải đô thị chưa phân loại mà phải được thu gom riêng.

Sự miêu tả
Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số DSC1 của Thorlabs là một công cụ để điều khiển phản hồi của các hệ thống quang điện. Thiết bị đo khối lượng đầu vàotage, xác định một phản hồi thích hợp voltage thông qua một trong một số thuật toán điều khiển và áp dụng phản hồi này vào một khối lượng đầu ratagkênh e. Người dùng có thể chọn cấu hình hoạt động của thiết bị thông qua màn hình cảm ứng tích hợp, giao diện người dùng đồ họa (GUI) của máy tính để bàn từ xa hoặc bộ công cụ phát triển phần mềm (SDK) của máy tính từ xa. Bộ điều khiển servoamptập lestagDữ liệu điện tử có độ phân giải 16 bit thông qua cổng đầu vào SMB đồng trục ở tần số 1 MHz.

Để cung cấp vol chính xác hơntage phép đo, mạch số học bên trong thiết bị trung bình cứ sau hai giâyamples cho một s hiệu quảamptốc độ 500 kHz. Dữ liệu số hóa được xử lý bằng bộ vi xử lý ở tốc độ cao bằng các kỹ thuật xử lý tín hiệu số (DSP). Người dùng có thể chọn giữa các thuật toán điều khiển SERVO và PEAK. Ngoài ra, người dùng có thể kiểm tra phản ứng của hệ thống đối với DC voltage để xác định điểm đặt servo với RAMP chế độ hoạt động, đưa ra sóng răng cưa đồng bộ với đầu vào. Kênh đầu vào có băng thông điển hình là 120 kHz. Kênh đầu ra có băng thông điển hình là 100 kHz. Độ trễ pha -180 độ của vol đầu vào-đầu ratagHàm truyền của bộ điều khiển servo này thường là 60 kHz.

Dữ liệu kỹ thuật

Thông số kỹ thuật

Thông số kỹ thuật hoạt động
Băng thông hệ thống	DC đến 100 kHz
Đầu vào đến đầu ra -180 độ Tần số	>58 kHz (Tần số điển hình là 60 kHz)
Đầu vào danh nghĩa SampĐộ phân giải linh hoạt	16 bit
Độ phân giải đầu ra danh nghĩa	12 bit
Khối lượng đầu vào tối đatage	±4V
Khối lượng đầu ra tối đatageb	±4V
Dòng điện đầu vào tối đa	100mA
Tiếng ồn trung bình	-120 dB V2/Hz
Tiếng ồn sàn đỉnh	-105 dB V2/Hz
Tiếng ồn RMS đầu vàoc	0.3 mV
Đầu vào Samptần số ling	1MHz
Tần suất cập nhật PIDd	500 kHz
Dải tần số điều chế khóa đỉnh	100 Hz – 100 kHz trong các bước 100 Hz
Đầu vào chấm dứt	1MΩ
Trở kháng đầu rab	220Ω

• a. Đây là tần số mà đầu ra đạt độ lệch pha -180 độ so với đầu vào.
• b. Đầu ra được thiết kế để kết nối với các thiết bị có Z cao (>100 kΩ). Kết nối các thiết bị có đầu vào thấp hơn, Rdev, sẽ làm giảm vol đầu ratage phạm vi theo Rdev/(Rdev + 220 Ω) (ví dụ, một thiết bị có đầu cuối 1 kΩ sẽ cung cấp 82% vol đầu ra danh nghĩatage phạm vi).
• c. Băng thông tích hợp là 100 Hz – 250 kHz.
• d. Bộ lọc thông thấp làm giảm các hiện tượng số hóa trong khối lượng điều khiển đầu ratage, tạo ra băng thông đầu ra là 100 kHz.

Yêu cầu về điện
Cung cấp Voltage	4.75 – 5.25 V một chiều
Cung cấp hiện tại	750 mA (Tối đa)
Phạm vi nhiệt độa	0 °C đến 70 °C

• Phạm vi nhiệt độ mà thiết bị có thể hoạt động mà không có Hoạt động tối ưu xảy ra khi ở gần nhiệt độ phòng.

Yêu cầu hệ thống
Hệ điều hành	Windows 10® (Khuyến nghị) hoặc 11, Yêu cầu 64 Bit
Bộ nhớ (RAM)	Tối thiểu 4 GB, Khuyến nghị 8 GB
Storage	300 MB (Tối thiểu) dung lượng đĩa trống
Giao diện	USB 2.0
Độ phân giải màn hình tối thiểu	1200 x 800 điểm ảnh

Bản vẽ cơ khí 

Tuyên bố đơn giản về sự phù hợp
Toàn văn tuyên bố về sự phù hợp của EU có sẵn tại địa chỉ internet sau: https://Thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=16794

Chỉ định của FCC 

Ghi chú: Thiết bị này đã được thử nghiệm và thấy tuân thủ các giới hạn đối với thiết bị kỹ thuật số Loại A, theo phần 15 của Quy định FCC. Các giới hạn này được thiết kế để cung cấp khả năng bảo vệ hợp lý chống lại nhiễu có hại khi thiết bị được vận hành trong môi trường thương mại. Thiết bị này tạo ra, sử dụng và có thể phát ra năng lượng tần số vô tuyến và nếu không được lắp đặt và sử dụng theo hướng dẫn sử dụng, có thể gây nhiễu có hại cho liên lạc vô tuyến. Việc vận hành thiết bị này trong khu dân cư có khả năng gây nhiễu có hại, trong trường hợp đó, người dùng sẽ phải tự chi trả để khắc phục nhiễu.

Cảnh báo an toàn: Dấu CE/UKCA cho biết sự tuân thủ luật pháp về sức khỏe, an toàn và bảo vệ môi trường của Châu Âu.

Hoạt động

Cơ bản: Làm quen với các chức năng cơ bản của DSC1.

Vòng tiếp đất và DSC1: Đảm bảo nối đất đúng cách để tránh nhiễu.

Cung cấp năng lượng cho DSC1: Kết nối nguồn điện theo hướng dẫn được cung cấp.

Màn hình cảm ứng 

Khởi chạy Giao diện Màn hình cảm ứng 
Sau khi được kết nối với nguồn điện và khởi động trong thời gian ngắn chưa đến một giây, DSC1 sẽ sáng màn hình cảm ứng tích hợp và màn hình sẽ phản hồi các thao tác đầu vào.

Hoạt động trên màn hình cảm ứng ở chế độ SERVO
Chế độ SERVO triển khai bộ điều khiển PID.

Hình 2 Màn hình cảm ứng ở chế độ vận hành servo với bộ điều khiển PID được bật ở chế độ điều khiển PI. 

• Giá trị số PV (biến quy trình) hiển thị giá trị AC RMS voltage của tín hiệu đầu vào tính bằng vôn.
• OV (đầu ra voltage) giá trị số cho thấy khối lượng đầu ra trung bìnhtage từ DSC1.
• Bộ điều khiển S (điểm đặt) thiết lập điểm đặt của vòng lặp servo theo vôn. 4 V là mức tối đa và -4 V là mức tối thiểu cho phép.
• Bộ điều khiển O (bù trừ) thiết lập bù trừ DC của vòng lặp servo theo vôn. 4 V là giá trị tối đa và -4 V là giá trị tối thiểu cho phép.
• Bộ điều khiển P (tỷ lệ) thiết lập hệ số tăng tỷ lệ. Đây có thể là giá trị dương hoặc âm trong khoảng từ 10-5 đến 10,000, được ký hiệu theo ký hiệu kỹ thuật.
• Bộ điều khiển I (tích phân) thiết lập hệ số khuếch đại tích phân. Đây có thể là giá trị dương hoặc âm giữa 10-5 và 10,000, được ký hiệu theo ký hiệu kỹ thuật.
• Bộ điều khiển D (đạo hàm) thiết lập hệ số tăng đạo hàm. Đây có thể là giá trị dương hoặc âm giữa 10-5 và 10,000, được ký hiệu theo ký hiệu kỹ thuật.
• Công tắc STOP-RUN vô hiệu hóa và kích hoạt vòng lặp servo.
• Các nút P, I và D bật (sáng) và tắt (màu xanh đậm) mỗi lần tăng stage trong vòng lặp servo PID.
• Menu thả xuống SERVO cho phép người dùng chọn chế độ hoạt động.
• Đường mòn màu xanh lam cho thấy điểm đặt hiện tại. Mỗi điểm cách nhau 2 µs trên trục X.
• Đường màu vàng cho thấy PV hiện tại được đo. Mỗi điểm cách nhau 2 µs trên trục X.

Thao tác màn hình cảm ứng trong RAMP Cách thức 
Chữ RAMP chế độ đầu ra sóng răng cưa với người dùng có thể cấu hình ampánh sáng và bù đắp.

• Giá trị số PV (biến quy trình) hiển thị giá trị AC RMS voltage của tín hiệu đầu vào tính bằng vôn.
• OV (đầu ra voltage) giá trị số cho thấy khối lượng đầu ra trung bìnhtagđược áp dụng bởi thiết bị.
• Bộ điều khiển O (bù trừ) thiết lập bù trừ DC của ramp đầu ra tính bằng vôn. 4 V là mức tối đa và -4 V là mức tối thiểu cho phép.
• A (amplitude) kiểm soát thiết lập ampsự cô đơn của ramp đầu ra tính bằng vôn. 4 V là mức tối đa và -4 V là mức tối thiểu cho phép.
• Công tắc STOP-RUN sẽ tắt và bật vòng lặp servo.
• Chữ RAMP menu thả xuống cho phép người dùng chọn chế độ hoạt động.
• Dấu vết vàng cho thấy phản ứng của cây được đồng bộ hóa với khối lượng quét đầu ratage. Mỗi điểm cách nhau 195 µs trên trục X.

Hoạt động trên màn hình cảm ứng ở chế độ PEAK
Chế độ PEAK thực hiện bộ điều khiển tìm kiếm cực đại với tần số điều chế có thể cấu hình của người dùng, ampđộ lớn và hằng số tích phân. Lưu ý rằng điều chế và giải điều chế luôn hoạt động khi thiết bị ở chế độ PEAK; nút chuyển đổi chạy-dừng kích hoạt và hủy kích hoạt độ lợi tích phân trong vòng điều khiển dither.

• Giá trị số PV (biến quy trình) hiển thị giá trị AC RMS voltage của tín hiệu đầu vào tính bằng vôn.
• OV (đầu ra voltage) giá trị số cho thấy khối lượng đầu ra trung bìnhtagđược áp dụng bởi thiết bị.
• Giá trị số M (hệ số nhân tần số điều chế) hiển thị bội số của 100 Hz của tần số điều chế. Ví dụample, nếu M = 1 như minh họa, tần số điều chế là 100 Hz. Tần số điều chế tối đa là 100 kHz, với giá trị M là 1000. Nhìn chung, nên sử dụng tần số điều chế cao hơn, miễn là bộ truyền động điều khiển phản ứng ở tần số đó.
• A (amplitude) kiểm soát thiết lập ampbiên độ điều chế tính bằng vôn, được ký hiệu theo ký hiệu kỹ thuật. 4 V là giá trị tối đa và -4 V là giá trị tối thiểu cho phép.
• Bộ điều khiển K (hệ số tích phân khóa đỉnh) thiết lập hằng số tích phân của bộ điều khiển, với đơn vị V/s, được ký hiệu theo ký hiệu kỹ thuật. Nếu người dùng không chắc chắn về cách cấu hình giá trị này, thường nên bắt đầu bằng giá trị khoảng 1.
• Công tắc STOP-RUN sẽ tắt và bật vòng lặp servo.
• Menu thả xuống PEAK cho phép người dùng chọn chế độ hoạt động.
• Dấu vết vàng cho thấy phản ứng của cây được đồng bộ hóa với khối lượng quét đầu ratage. Mỗi điểm cách nhau 195 µs trên trục X.

Phần mềm
Phần mềm điều khiển servo kỹ thuật số được thiết kế để cho phép kiểm soát chức năng cơ bản thông qua giao diện máy tính và cung cấp một bộ công cụ phân tích mở rộng để sử dụng bộ điều khiển. Ví dụample, GUI bao gồm một sơ đồ có thể hiển thị khối lượng đầu vàotage trong miền tần số. Ngoài ra, dữ liệu có thể được xuất dưới dạng .csv file. Phần mềm này cho phép sử dụng thiết bị trong servo, đỉnh hoặc ramp chế độ có thể kiểm soát tất cả các thông số và cài đặt. Phản ứng của hệ thống có thể là viewed như là đầu vào voltage, tín hiệu lỗi hoặc cả hai, trong biểu diễn miền thời gian hoặc miền tần số. Vui lòng xem hướng dẫn để biết thêm thông tin.

Khởi chạy phần mềm
Sau khi khởi chạy phần mềm, hãy nhấp vào “Kết nối” để liệt kê các thiết bị DSC khả dụng. Nhiều thiết bị DSC có thể được điều khiển cùng một lúc.

Hình 5
Màn hình khởi chạy phần mềm DSCX Client.

Hình 6 Cửa sổ chọn thiết bị. Nhấp vào OK để kết nối với thiết bị đã chọn.

Tab Phần mềm Servo
Tab Servo cho phép người dùng vận hành thiết bị ở chế độ servo với các điều khiển và màn hình bổ sung ngoài những điều khiển và màn hình được cung cấp bởi giao diện người dùng màn hình cảm ứng nhúng trên chính thiết bị. Trên tab này, có thể sử dụng các biểu diễn miền thời gian hoặc miền tần số của biến quy trình. Phản hồi của hệ thống có thể là viewed là biến quy trình, tín hiệu lỗi hoặc cả hai. Tín hiệu lỗi là sự khác biệt giữa biến quy trình và điểm đặt. Sử dụng các kỹ thuật phân tích điều khiển, có thể dự đoán được phản ứng xung, phản ứng tần số và phản ứng pha của thiết bị, với điều kiện là đưa ra một số giả định về hành vi của hệ thống và hệ số khuếch đại. Dữ liệu này được hiển thị trên tab điều khiển servo để người dùng có thể cấu hình hệ thống của họ trước khi bắt đầu các thí nghiệm điều khiển.

Hình 7 Giao diện phần mềm trong Ramp chế độ hiển thị miền tần số. 

• Bật X lưới: Đánh dấu vào ô này để bật X lưới.
• Bật lưới Y: Đánh dấu vào ô này để bật lưới Y.
• Nút Chạy/Tạm dừng: Nhấn nút này để bắt đầu/dừng quá trình cập nhật thông tin đồ họa trên màn hình.
• Chuyển đổi tần số/thời gian: Chuyển đổi giữa biểu đồ miền tần số và miền thời gian.
• PSD / ASD Toggle: Chuyển đổi giữa mật độ phổ công suất và amptrục dọc mật độ phổ độ lớn.
• Quét trung bình: Bật hoặc tắt công tắc này để bật hoặc tắt tính năng quét trung bình trong miền tần số.
• Quét trung bình: Bộ điều khiển số này xác định số lần quét được tính trung bình. Tối thiểu là 1 lần quét và tối đa là 100 lần quét. Các mũi tên lên và xuống trên bàn phím tăng và giảm số lần quét trong giá trị trung bình. Tương tự, các nút lên và xuống liền kề với bộ điều khiển tăng và giảm số lần quét trong giá trị trung bình.
• Tải: Nhấn nút này trong bảng Phổ tham chiếu cho phép người dùng chọn phổ tham chiếu được lưu trên PC của khách hàng.
• Lưu: Nhấn nút này trong bảng Phổ tham chiếu cho phép người dùng lưu dữ liệu tần số hiện đang hiển thị vào PC của họ. Sau khi nhấp vào nút này, một lưu file hộp thoại sẽ cho phép người dùng chọn vị trí lưu trữ và nhập file đặt tên cho dữ liệu của họ. Dữ liệu được lưu dưới dạng Giá trị phân tách bằng dấu phẩy (CSV).
• Hiển thị tham chiếu: Đánh dấu vào hộp này để hiển thị phổ tham chiếu được chọn gần đây nhất.
• Tự động điều chỉnh trục Y: Đánh dấu vào hộp này để tự động thiết lập giới hạn hiển thị trục Y.
• Tự động điều chỉnh trục X: Đánh dấu vào hộp này để tự động thiết lập giới hạn hiển thị trục X.
• Trục X: Đánh dấu vào hộp để chuyển đổi giữa chế độ hiển thị trục X logarit và tuyến tính.
• Chạy PID: Bật nút chuyển đổi này sẽ kích hoạt vòng lặp servo trên thiết bị.
• O Số: Giá trị này thiết lập độ lệch voltage tính bằng vôn.
• SP Số: Giá trị này thiết lập điểm đặt voltage tính bằng vôn.
• Kp Số: Giá trị này thiết lập mức tăng tỷ lệ.
• Ki Số: Giá trị này đặt độ khuếch đại tích phân theo đơn vị 1/giây.
• Kd Số: Giá trị này thiết lập độ lợi đạo hàm theo s.
• Các nút P, I, D: Các nút này lần lượt bật chế độ khuếch đại tỷ lệ, tích phân và đạo hàm khi được chiếu sáng.
• Chạy / Dừng: Bật hoặc tắt công tắc này để bật hoặc tắt chức năng điều khiển.

Người dùng cũng có thể sử dụng chuột để thay đổi phạm vi thông tin hiển thị: 

• Bánh xe chuột giúp phóng to hoặc thu nhỏ bản đồ theo vị trí hiện tại của con trỏ chuột.
• SHIFT + Click sẽ thay đổi con trỏ chuột thành dấu cộng. Sau đó, nút chuột trái sẽ phóng to vị trí của con trỏ chuột theo hệ số 3. Người dùng cũng có thể kéo và chọn một vùng của biểu đồ để phóng to cho vừa.
• ALT + Click sẽ thay đổi con trỏ chuột thành dấu trừ. Sau đó, nút chuột trái sẽ thu nhỏ vị trí của con trỏ chuột theo hệ số 3.
• Thao tác kéo và chụm trên bàn di chuột hoặc màn hình cảm ứng sẽ lần lượt phóng to và thu nhỏ biểu đồ.
• Sau khi cuộn, nhấp vào nút chuột trái sẽ cho phép người dùng di chuyển bằng cách kéo chuột.
• Nhấp chuột phải vào biểu đồ sẽ khôi phục vị trí mặc định của biểu đồ.

Ramp Tab phần mềm
Chữ Ramp tab cung cấp chức năng tương đương với ramp tab trên màn hình cảm ứng nhúng. Chuyển sang tab này sẽ đặt thiết bị được kết nối vào ramp cách thức.

Hình 8
Giao diện phần mềm trong Ramp cách thức.

Ngoài các điều khiển có sẵn trong chế độ Servo, Ramp chế độ thêm: 

• Amplitude Số: Giá trị này thiết lập quét ampđơn vị tính bằng vôn.
• Độ lệch số: Giá trị này thiết lập độ lệch quét theo vôn.
• Chạy / Dừng Ramp Chuyển đổi: Chuyển đổi công tắc này sẽ bật và tắt ramp.

Tab Phần mềm Peak 
Tab Peak Control cung cấp cùng chức năng như chế độ PEAK trên giao diện người dùng nhúng, với khả năng hiển thị bổ sung vào bản chất của tín hiệu trả về từ hệ thống. Chuyển sang tab này sẽ chuyển thiết bị được kết nối sang chế độ hoạt động PEAK.

Hình 9 Giao diện phần mềm ở chế độ Đỉnh với màn hình hiển thị miền thời gian.

Ngoài các điều khiển có sẵn ở chế độ Servo, chế độ Peak còn bổ sung: 

• Amplitude số: Giá trị này thiết lập điều chế ampđơn vị tính bằng vôn.
• K số: Đây là hệ số tích phân khóa đỉnh; giá trị này thiết lập hằng số khuếch đại tích phân theo V/s.
• Độ lệch số: Giá trị này thiết lập độ lệch tính bằng vôn.
• Tần số số: Cài đặt bộ nhân tần số điều chế theo mức tăng 100 Hz. Giá trị tối thiểu cho phép là 100 Hz và tối đa là 100 kHz.
• Chuyển đổi Chạy / Dừng Đỉnh: Chuyển đổi công tắc này sẽ bật và tắt mức tăng tích phân. Lưu ý, bất cứ khi nào thiết bị ở chế độ ĐỈNH, điều chế đầu ra và giải điều chế tín hiệu lỗi sẽ hoạt động.

Dữ liệu đã lưu 
Dữ liệu được lưu ở định dạng Giá trị phân cách bằng dấu phẩy (CSV). Một tiêu đề ngắn gọn giữ lại dữ liệu có liên quan từ dữ liệu đang được lưu. Nếu định dạng của CSV này bị thay đổi, phần mềm có thể không khôi phục được phổ tham chiếu. Do đó, người dùng được khuyến khích lưu dữ liệu của họ trong một bảng tính riêng file nếu họ có ý định thực hiện bất kỳ phân tích độc lập nào.

Hình 10 Dữ liệu ở định dạng .csv được xuất từ ​​DSC1. 

Lý thuyết hoạt động

Điều khiển PID Servo
Mạch PID thường được sử dụng như một bộ điều khiển phản hồi vòng điều khiển và rất phổ biến trong các mạch servo. Mục đích của mạch servo là giữ hệ thống ở một giá trị được xác định trước (điểm đặt) trong thời gian dài. Mạch PID chủ động giữ hệ thống ở điểm đặt bằng cách tạo ra tín hiệu lỗi là sự khác biệt giữa điểm đặt và giá trị hiện tại và điều chỉnh một vol đầu ratage để duy trì điểm đặt. Các chữ cái tạo nên từ viết tắt PID tương ứng với Tỷ lệ (P), Tích phân (I) và Đạo hàm (D), biểu thị ba cài đặt điều khiển của mạch PID.

Thuật ngữ tỷ lệ phụ thuộc vào lỗi hiện tại, thuật ngữ tích phân phụ thuộc vào sự tích lũy lỗi trong quá khứ và thuật ngữ đạo hàm là dự đoán lỗi trong tương lai. Mỗi thuật ngữ này được đưa vào tổng có trọng số điều chỉnh vol đầu ratage của mạch, u(t). Đầu ra này được đưa vào thiết bị điều khiển, phép đo của nó được đưa trở lại vòng lặp PID và quá trình này được phép chủ động ổn định đầu ra của mạch để đạt và giữ giá trị điểm đặt. Sơ đồ khối bên dưới minh họa hoạt động của mạch PID. Một hoặc nhiều điều khiển có thể được sử dụng trong bất kỳ mạch servo nào tùy thuộc vào những gì cần thiết để ổn định hệ thống (tức là P, I, PI, PD hoặc PID).

Xin lưu ý rằng mạch PID sẽ không đảm bảo điều khiển tối ưu. Việc thiết lập điều khiển PID không đúng cách có thể khiến mạch dao động đáng kể và dẫn đến mất ổn định trong điều khiển. Người dùng phải điều chỉnh đúng các thông số PID để đảm bảo hiệu suất phù hợp.

Lý thuyết PID 

Lý thuyết PID cho bộ điều khiển servo liên tục: Hiểu được lý thuyết PID để điều khiển servo tối ưu.
Đầu ra của mạch điều khiển PID, u(t), được đưa ra như sau

Ở đâu:

• ?? là mức tăng tỷ lệ, không có đơn vị
• ?? là độ lợi tích phân trong 1/giây
• ?? là độ lợi đạo hàm tính bằng giây
• ?(?) là tín hiệu lỗi tính bằng vôn
• ?(?) là đầu ra điều khiển tính bằng vôn

Từ đây, chúng ta có thể định nghĩa các đơn vị điều khiển theo toán học và thảo luận chi tiết hơn về từng đơn vị. Điều khiển tỷ lệ tỷ lệ thuận với tín hiệu lỗi; do đó, nó là phản ứng trực tiếp với tín hiệu lỗi do mạch tạo ra:
? = ???(?)
Độ lợi tỷ lệ lớn hơn dẫn đến những thay đổi lớn hơn khi phản ứng với lỗi, và do đó ảnh hưởng đến tốc độ mà bộ điều khiển có thể phản ứng với những thay đổi trong hệ thống. Trong khi độ lợi tỷ lệ cao có thể khiến mạch phản ứng nhanh, thì giá trị quá cao có thể gây ra dao động xung quanh giá trị SP. Giá trị quá thấp và mạch không thể phản ứng hiệu quả với những thay đổi trong hệ thống. Điều khiển tích phân tiến xa hơn một bước so với độ lợi tỷ lệ, vì nó tỷ lệ với không chỉ độ lớn của tín hiệu lỗi mà còn với thời lượng của bất kỳ lỗi tích lũy nào.

Điều khiển tích phân có hiệu quả cao trong việc tăng thời gian phản hồi của mạch cùng với việc loại bỏ lỗi trạng thái ổn định liên quan đến điều khiển tỷ lệ thuần túy. Về bản chất, điều khiển tích phân tổng hợp mọi lỗi chưa được hiệu chỉnh trước đó, sau đó nhân lỗi đó với Ki để tạo ra phản hồi tích phân. Do đó, ngay cả đối với một lỗi duy trì nhỏ, cũng có thể nhận ra phản hồi tích phân tổng hợp lớn. Tuy nhiên, do phản hồi nhanh của điều khiển tích phân, các giá trị khuếch đại cao có thể gây ra sự vượt ngưỡng đáng kể của giá trị SP và dẫn đến dao động và mất ổn định. Quá thấp và mạch sẽ chậm hơn đáng kể khi phản hồi với những thay đổi trong hệ thống. Điều khiển đạo hàm cố gắng giảm sự vượt ngưỡng và điện thế đổ chuông từ điều khiển tỷ lệ và tích phân. Nó xác định tốc độ mạch thay đổi theo thời gian (bằng cách xem xét đạo hàm của tín hiệu lỗi) và nhân nó với Kd để tạo ra phản hồi đạo hàm.

Không giống như điều khiển tỷ lệ và tích phân, điều khiển đạo hàm sẽ làm chậm phản ứng của mạch. Khi làm như vậy, nó có thể bù một phần cho sự vượt mức cũng như damp loại bỏ mọi dao động do điều khiển tích phân và tỷ lệ gây ra. Các giá trị khuếch đại cao khiến mạch phản ứng rất chậm và có thể khiến mạch dễ bị nhiễu và dao động tần số cao (vì mạch trở nên quá chậm để phản ứng nhanh). Quá thấp và mạch dễ vượt quá giá trị điểm đặt. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, phải tránh vượt quá giá trị điểm đặt với bất kỳ lượng đáng kể nào và do đó có thể sử dụng mức khuếch đại đạo hàm cao hơn (cùng với mức khuếch đại tỷ lệ thấp hơn). Biểu đồ bên dưới giải thích tác động của việc tăng mức khuếch đại của bất kỳ tham số nào một cách độc lập.

Tham số Tăng	Thời gian tăng	Vượt quá	Cài đặt thời gian	Lỗi trạng thái ổn định	Sự ổn định
Kp	Giảm bớt	Tăng	Tiền lẻ	Giảm bớt	Suy thoái
Ki	Giảm bớt	Tăng	Tăng	Giảm đáng kể	Suy thoái
Kd	Giảm Nhỏ	Giảm Nhỏ	Giảm Nhỏ	Không có hiệu ứng	Cải thiện (cho Kd nhỏ)

Bộ điều khiển Servo thời gian rời rạc 

Định dạng dữ liệu
Bộ điều khiển PID trong DSC1 nhận được ADC 16 bitample, là số nhị phân lệch, có thể nằm trong khoảng từ 0-65535. 0 ánh xạ tuyến tính đến đầu vào 4V âm và 65535 biểu thị tín hiệu đầu vào +4V. Tín hiệu "lỗi", ?[?], trong vòng lặp PID tại một bước thời gian ? được xác định là ?[?] = ? − ?[?] Trong đó ? là điểm đặt và ?[?] là voltaglàample trong thang nhị phân bù trừ tại một bước thời gian rời rạc, ?.

Luật điều khiển trong miền thời gian
Ba số hạng lợi nhuận được tính toán và cộng lại với nhau.
?[?] = ??[?] + ??[?] + ??[?] ?? = ???[?] ?? ≈ ?? ∫ ?[?] ?? = ??(?[?] − ?[? − 1])
Trong đó ??[?], ??[?] và ??[?] là các hệ số khuếch đại tỉ lệ thuận, tích phân và đạo hàm bao gồm đầu ra điều khiển ?[?] tại một bước thời gian ?. ??, ?? và ?? là các hệ số khuếch đại tỉ lệ thuận, tích phân và đạo hàm.

Xấp xỉ tích phân và đạo hàm
DSC1 gần giống với bộ tích hợp có bộ tích lũy.
∫ ?[?] = ?[?] + ∫ ?[? − 1] Việc xem xét khoảng tích phân, độ rộng bước thời gian, được gói gọn trong hệ số khuếch đại tích phân ?? sao cho: ?? = ?′?ℎ
Trong đó ?′? là hệ số khuếch đại tích phân được nhập danh nghĩa và ℎ là thời gian giữa ADC samples. Chúng tôi thực hiện một phép tính gần đúng tương tự đối với đạo hàm như sự khác biệt giữa ?[?] và ?[? − 1] một lần nữa giả sử rằng ?? cũng chứa tỷ lệ 1 / h.

Như đã đề cập trước đó, bây giờ hãy xem xét rằng các phép tính tích phân và đạo hàm không bao gồm bất kỳ sự cân nhắc nào về bước thời gian (sampkhoảng), sau đây gọi là ℎ. Theo truyền thống, chúng ta nói một phép xấp xỉ bậc nhất, rõ ràng, cho một biến ?[?] với = ?(?, ?) dựa trên các số hạng trong khai triển chuỗi Taylor là ?[?] ≈ ?[? − 1] + ℎ ?(?, ?)
Điều này thường được gọi là Sơ đồ tích phân Euler ngược hoặc Tích phân số bậc nhất rõ ràng. Nếu chúng ta giải cho đạo hàm, ?(?, ?), chúng ta sẽ tìm thấy:

Lưu ý sự giống nhau của tử số ở trên với phép tính gần đúng tiếp theo của chúng ta đối với đạo hàm trong phương trình điều khiển. Điều này có nghĩa là phép tính gần đúng của chúng ta đối với đạo hàm được chia tỷ lệ phù hợp hơn theo ℎ−1.

Nó cũng mô phỏng trực quan Định lý cơ bản của phép tính:

Bây giờ nếu chúng ta nói rằng ? là tích phân của tín hiệu lỗi ?, chúng ta có thể thực hiện các phép thay thế sau.
?[?]=∫?[?] ?(?,?)= ?[?] Và chúng ta thu được từ phép xấp xỉ chuỗi Taylor bậc nhất cho một hàm ?: ∫?[?]=∫?[?−1]+ℎ ?(?)
Chỉ cần giả sử ∫?[?]=0 với ?=0, phép tính gần đúng tiếp theo đối với tích phân thực tế sẽ ngưng tụ thành một bộ tích lũy.

Do đó, chúng tôi điều chỉnh phép suy luận trước đó của luật điều khiển thành:

Luật điều khiển trong miền tần số
Mặc dù phương trình được suy ra trong phần tiếp theo cung cấp thông tin về hành vi miền thời gian của bộ điều khiển PID thời gian rời rạc được triển khai trong DSC1, nhưng nó không nói nhiều về phản ứng miền tần số của bộ điều khiển. Thay vào đó, chúng tôi giới thiệu miền ?, tương tự như miền Laplace, nhưng dành cho thời gian rời rạc chứ không phải thời gian liên tục. Tương tự như phép biến đổi Laplace, phép biến đổi Z của một hàm thường được xác định bằng cách lắp ráp các mối quan hệ biến đổi Z được lập bảng, thay vì thay thế trực tiếp định nghĩa biến đổi Z (hiển thị bên dưới).

Trong đó ?(?) là biểu thức miền Z của một biến thời gian rời rạc ?[?], ? là bán kính (thường được coi là 1) của biến độc lập ?, ? là căn bậc hai của -1 và ∅ là đối số phức theo radian hoặc độ. Trong trường hợp này, chỉ cần hai phép biến đổi Z được lập bảng.
?[?] = ?[?] ?[? − 1] = ?[?]?−1
Biến đổi Z của hạng tử tỷ lệ, ??, là điều hiển nhiên. Ngoài ra, hãy chấp nhận rằng việc xác định lỗi để kiểm soát hàm truyền, ?(?), có ích với chúng ta hơn là chỉ đơn giản là ?(?).

Biến đổi Z của số hạng tích phân, ??, thú vị hơn.
Nhớ lại sơ đồ tích phân Euler rõ ràng của chúng ta trong phần trước: ??(?) = ?? ∫ ?[?] = ?? (∫ ?[? − 1] + ℎ ?(?))
∫ ?(?) = ∫ ?(?) ?−1 + ℎ?(?)
∫ ?(?) − ∫ ?(?) ?−1 = ℎ?(?)

Cuối cùng, chúng ta xem xét mức tăng đạo hàm, ??: 

Lắp ráp từng hàm truyền ở trên, ta thu được: 

Với phương trình này, chúng ta có thể tính toán đáp ứng miền tần số cho bộ điều khiển và hiển thị dưới dạng biểu đồ Bode, như bên dưới.
Hàm truyền PID, Kp = 1.8, Ki = 1.0, Kd = 1E-4

Lưu ý cách mà độ lợi của bộ điều khiển PI chỉ tiếp cận độ lợi tỷ lệ và tần số cao và cách mà độ lợi của bộ điều khiển PD chỉ tiếp cận độ lợi tỷ lệ ở tần số thấp.

Điều chỉnh PID
Nhìn chung, người dùng sẽ cần điều chỉnh mức tăng của P, I và D để tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống. Mặc dù không có một bộ quy tắc tĩnh nào về giá trị của bất kỳ hệ thống cụ thể nào, nhưng việc tuân theo các quy trình chung sẽ giúp điều chỉnh mạch để phù hợp với hệ thống và môi trường của một người. Nhìn chung, một mạch PID được điều chỉnh đúng thường sẽ vượt quá giá trị SP một chút và sau đó nhanh chóngamp ra ngoài để đạt giá trị SP và giữ ổn định tại điểm đó. Vòng lặp PID có thể khóa ở độ dốc dương hoặc âm bằng cách thay đổi dấu của độ lợi P, I và D. Trong DSC1, các dấu được khóa với nhau nên việc thay đổi một dấu sẽ thay đổi tất cả.

Điều chỉnh thủ công các thiết lập độ lợi là phương pháp đơn giản nhất để thiết lập các điều khiển PID. Tuy nhiên, quy trình này được thực hiện chủ động (bộ điều khiển PID được gắn vào hệ thống và vòng lặp PID được bật) và yêu cầu một số kinh nghiệm để đạt được kết quả tốt. Để điều chỉnh bộ điều khiển PID của bạn theo cách thủ công, trước tiên hãy đặt độ lợi tích phân và đạo hàm về 0. Tăng độ lợi tỷ lệ cho đến khi bạn quan sát thấy dao động ở đầu ra. Sau đó, độ lợi tỷ lệ của bạn nên được đặt thành khoảng một nửa giá trị này. Sau khi độ lợi tỷ lệ được đặt, hãy tăng độ lợi tích phân cho đến khi bất kỳ độ lệch nào được hiệu chỉnh theo thang thời gian phù hợp với hệ thống của bạn.

Nếu bạn tăng mức tăng này quá nhiều, bạn sẽ thấy sự vượt quá đáng kể của giá trị SP và sự bất ổn định trong mạch. Khi mức tăng tích phân được thiết lập, mức tăng đạo hàm có thể được tăng lên. Mức tăng đạo hàm sẽ làm giảm sự vượt quá và damp hệ thống nhanh chóng đạt đến giá trị điểm đặt. Nếu bạn tăng độ lợi đạo hàm quá nhiều, bạn sẽ thấy độ vượt ngưỡng lớn (do mạch phản ứng quá chậm). Bằng cách chơi với các thiết lập độ lợi, bạn có thể tối ưu hóa hiệu suất của mạch PID, tạo ra một hệ thống phản ứng nhanh với các thay đổi và hiệu quảampdao động ra xung quanh giá trị điểm đặt.

Loại điều khiển	Kp	Ki	Kd
P	0.50Ku	–	–
PI	0.45Ku	1.2Kp/Pu	–
Mã số thuế	0.60Ku	2Kp/Pu	KpPu/8

Mặc dù việc điều chỉnh thủ công có thể rất hiệu quả khi thiết lập mạch PID cho hệ thống cụ thể của bạn, nhưng nó đòi hỏi một số kinh nghiệm và hiểu biết về mạch PID và phản hồi. Phương pháp Ziegler-Nichols để điều chỉnh PID cung cấp hướng dẫn có cấu trúc hơn để thiết lập các giá trị PID. Một lần nữa, bạn sẽ muốn đặt độ lợi tích phân và đạo hàm bằng không. Tăng độ lợi tỷ lệ cho đến khi mạch bắt đầu dao động. Chúng ta sẽ gọi mức độ lợi này là Ku. Dao động sẽ có chu kỳ Pu. Độ lợi cho các mạch điều khiển khác nhau sau đó được đưa ra trong biểu đồ ở trên. Lưu ý rằng khi sử dụng phương pháp điều chỉnh Ziegler-Nichols với DSC1, số hạng tích phân xác định từ bảng phải được nhân với 2⋅10-6 để chuẩn hóa thành samptỷ lệ. Tương tự như vậy, hệ số đạo hàm phải được chia cho 2⋅10-6 để chuẩn hóa thành samptỷ giá le le.

Rampđang
Người dùng thường cần xác định điểm vận hành tín hiệu lớn hoặc điểm đặt hữu ích cho một hệ thống. Để xác định điểm vận hành tín hiệu lớn (sau đây gọi là độ lệch DC) hoặc điểm đặt servo tối ưu, một kỹ thuật phổ biến là chỉ cần kích thích hệ thống nhiều lần với vol tăng tuyến tínhtagtín hiệu e. Mẫu sóng này thường được gọi là sóng răng cưa vì trông giống như răng cưa.

Chế độ khóa đỉnh
Chế độ khóa đỉnh thực hiện thuật toán khóa dither còn được gọi là bộ điều khiển tìm kiếm cực trị. Trong chế độ hoạt động này, giá trị điều khiển được chồng lên đầu ra sóng sin. Thể tích đầu vào được đotage đầu tiên được lọc thông cao kỹ thuật số (HPF) để loại bỏ bất kỳ độ lệch DC nào. Sau đó, tín hiệu ghép AC được giải điều chế bằng cách nhân mỗi vol được đotage theo giá trị điều chế sóng sin đi ra. Phép nhân này tạo ra tín hiệu giải điều chế với hai thành phần chính: sóng sin tại tổng của hai tần số và tín hiệu tại hiệu của hai tần số.

Bộ lọc kỹ thuật số thứ hai, lần này là bộ lọc thông thấp (LPF), làm suy yếu tín hiệu tổng của hai tần số và truyền tín hiệu chênh lệch tần số thấp của hai tần số. Nội dung tín hiệu ở cùng tần số với điều chế xuất hiện dưới dạng tín hiệu DC sau giải điều chế. Bước cuối cùng trong thuật toán khóa đỉnh là tích hợp tín hiệu LPF. Đầu ra của bộ tích hợp, kết hợp với điều chế đi ra, điều khiển vol đầu ratage. Sự tích tụ năng lượng tín hiệu giải điều chế tần số thấp trong bộ tích hợp đẩy khối lượng điều khiển bù trừtage của đầu ra ngày càng cao cho đến khi dấu của đầu ra LPF đảo ngược và đầu ra của bộ tích hợp bắt đầu giảm. Khi giá trị điều khiển tiến gần đến đỉnh của phản hồi hệ thống, kết quả của điều chế trên tín hiệu đầu vào đến bộ điều khiển servo trở nên ngày càng nhỏ hơn, vì độ dốc của dạng sóng hình sin bằng không tại đỉnh của nó. Điều này có nghĩa là có giá trị đầu ra thấp hơn từ tín hiệu được lọc thông thấp, giải điều chế và do đó ít tích lũy hơn trong bộ tích hợp.

Hình 12 Sơ đồ khối của bộ điều khiển khóa đỉnh. Tín hiệu đầu vào từ nhà máy phản ứng đỉnh được số hóa, sau đó được lọc thông cao. Tín hiệu đầu ra HPF được giải điều chế bằng bộ dao động cục bộ kỹ thuật số. Đầu ra của bộ giải điều chế được lọc thông thấp và sau đó được tích hợp. Đầu ra của bộ tích hợp được thêm vào tín hiệu điều chế và đưa ra nhà máy phản ứng đỉnh. Khóa đỉnh là một thuật toán điều khiển tốt để lựa chọn khi hệ thống mà người dùng muốn điều khiển không có phản ứng đơn điệu xung quanh điểm điều khiển tối ưu. Ví dụampCác loại hệ thống này là phương tiện quang học có bước sóng cộng hưởng, chẳng hạn như tế bào hơi hoặc bộ lọc loại bỏ băng tần RF (bộ lọc notch). Đặc điểm trung tâm của sơ đồ điều khiển khóa đỉnh là xu hướng của thuật toán nhằm điều khiển hệ thống theo hướng giao điểm không của tín hiệu lỗi trùng với đỉnh trong tín hiệu được đo, như thể tín hiệu lỗi là đạo hàm của tín hiệu được đo. Lưu ý rằng đỉnh có thể là dương hoặc âm. Để bắt đầu với chế độ khóa đỉnh của hoạt động cho DSC1, bạn có thể làm theo quy trình này.

1. Đảm bảo rằng có một đỉnh (hoặc đáy) của tín hiệu mà bạn đang khóa nằm trong phạm vi điều khiển âm lượng.tagphạm vi của bộ truyền động và vị trí đỉnh tương đối ổn định theo thời gian. Sẽ hữu ích khi sử dụng RAMP chế độ để trực quan hóa tín hiệu qua điều khiển voltage phạm vi quan tâm.
2. Lưu ý kiểm soát voltagvị trí của đỉnh (hoặc đáy).
3. Ước tính độ rộng của đỉnh (hoặc thung lũng) trong khối lượng kiểm soáttage ở một nửa chiều cao của đỉnh. Chiều rộng này, tính bằng vôn, thường được gọi là Full-Width Half-Max hoặc FWHM. Chiều rộng này phải rộng ít nhất 0.1V để có kết quả tốt.
4. Thiết lập điều chế ampđộ (A) đến 1% đến 10% của FWHM voltage.
5. Đặt âm lượng bùtage càng gần vị trí đỉnh (hoặc đáy) mà bạn muốn khóa càng tốt.
6. Đặt tần số điều chế thành tần số mong muốn. Trên màn hình cảm ứng, điều này bị ảnh hưởng thông qua tham số M, tần số điều chế. Tần số điều chế là 100 Hz nhân M. Lựa chọn tần số điều chế tốt nhất phụ thuộc vào ứng dụng. Thorlabs khuyến nghị các giá trị khoảng 1 kHz cho bộ truyền động cơ học. Có thể sử dụng tần số cao hơn cho bộ truyền động quang điện.
7. Đặt hệ số tích phân khóa đỉnh (K) thành 0.1 lần A. K có thể dương hoặc âm. Nhìn chung, K dương khóa vào đỉnh của tín hiệu đầu vào, trong khi K âm khóa vào đáy của tín hiệu đầu vào. Tuy nhiên, nếu bộ truyền động hoặc hệ thống bị khóa có độ trễ pha hơn 90 độ ở tần số dither, dấu của K sẽ đảo ngược và K dương sẽ khóa vào đáy, và K âm sẽ khóa vào đỉnh.
8. Nhấn Chạy và xác minh rằng âm lượng điều khiểntagĐầu ra thay đổi so với giá trị bù trừ ban đầu (O) và không chạy đến mức cực đại. Ngoài ra, hãy theo dõi biến quy trình bằng máy hiện sóng để xác minh rằng DSC1 đang khóa ở đỉnh hoặc đáy mong muốn.

Hình 13 Ví dụampdữ liệu từ ramping bù trừ đầu ra voltage với sóng sin liên tục, áp đặt lên đỉnh phản hồi của nhà máy. Lưu ý tín hiệu lỗi giao cắt bằng không thẳng hàng với đỉnh của tín hiệu phản hồi của nhà máy.

Bảo trì và vệ sinh
Vệ sinh và bảo dưỡng DSC1 thường xuyên để có hiệu suất tối ưu. DSC1 không cần bảo dưỡng thường xuyên. Nếu màn hình cảm ứng trên thiết bị bị bẩn, Thorlabs khuyên bạn nên nhẹ nhàng vệ sinh màn hình cảm ứng bằng vải mềm, không xơ, thấm cồn isopropyl pha loãng.

Xử lý sự cố và sửa chữa

Nếu có vấn đề phát sinh, hãy tham khảo phần khắc phục sự cố để biết hướng dẫn giải quyết các vấn đề thường gặp. Bảng dưới đây mô tả các vấn đề điển hình với các biện pháp khắc phục được đề xuất của DSC1 và Thorlabs.

Vấn đề	Giải thích	Biện pháp khắc phục
Thiết bị không bật khi được cắm vào nguồn USB Type-C.	Thiết bị này cần dòng điện lên tới 750 mA từ nguồn điện 5 V, 3.75 W. Dòng điện này có thể vượt quá khả năng cung cấp điện của một số đầu nối USB-A trên máy tính xách tay và PC.	Sử dụng nguồn điện Thorlabs DS5 hoặc CPS1. Ngoài ra, hãy sử dụng nguồn điện USB Type-C như thường được sử dụng để sạc điện thoại hoặc máy tính xách tay có công suất đầu ra ít nhất là 750 mA ở mức 5 V.
Thiết bị không bật khi cổng dữ liệu được cắm vào máy tính.	DSC1 chỉ lấy nguồn từ đầu nối nguồn USB Type-C. Đầu nối USB Type Mini-B chỉ dùng cho dữ liệu.	Kết nối cổng USB Type-C với nguồn điện có công suất đầu ra ít nhất là 750 mA ở mức 5 V, chẳng hạn như Thorlabs DS5 hoặc CPS1.

Xử lý
Thực hiện theo hướng dẫn xử lý thích hợp khi thải bỏ DSC1.
Thorlabs xác minh sự tuân thủ của chúng tôi với chỉ thị WEEE (Thiết bị điện và điện tử thải bỏ) của Cộng đồng Châu Âu và luật pháp quốc gia tương ứng. Theo đó, tất cả người dùng cuối trong EC có thể trả lại thiết bị điện và điện tử thuộc loại Phụ lục I “đã hết tuổi thọ” được bán sau ngày 13 tháng 2005 năm XNUMX cho Thorlabs mà không phải chịu phí thải bỏ. Các đơn vị đủ điều kiện được đánh dấu bằng logo “thùng rác” bị gạch chéo (xem bên phải), đã được bán và hiện thuộc sở hữu của một công ty hoặc viện nghiên cứu trong EC và không bị phân tán hoặc bị ô nhiễm. Hãy liên hệ với Thorlabs để biết thêm thông tin. Xử lý chất thải là trách nhiệm của riêng bạn. Các thiết bị “hết tuổi thọ” phải được trả lại cho Thorlabs hoặc giao cho công ty chuyên thu hồi rác thải. Không vứt thiết bị vào thùng rác hoặc nơi xử lý rác thải công cộng. Người dùng có trách nhiệm xóa tất cả dữ liệu riêng tư được lưu trữ trên thiết bị trước khi thải bỏ.

Câu hỏi thường gặp:

H: Tôi phải làm gì nếu DSC1 không bật nguồn?
A: Kiểm tra kết nối nguồn điện và đảm bảo đáp ứng các yêu cầu đã chỉ định. Nếu sự cố vẫn tiếp diễn, hãy liên hệ với bộ phận hỗ trợ khách hàng để được trợ giúp.

Sự an toàn

ĐỂ Ý
Thiết bị này phải được giữ cách xa môi trường có khả năng tràn chất lỏng hoặc hơi ẩm ngưng tụ. Nó không có khả năng chống nước. Để tránh làm hỏng thiết bị, không để thiết bị tiếp xúc với bình xịt, chất lỏng hoặc dung môi.

Cài đặt

Thông tin bảo hành
Thiết bị chính xác này chỉ có thể sử dụng được nếu được trả lại và đóng gói đúng cách vào bao bì gốc hoàn chỉnh bao gồm lô hàng hoàn chỉnh cùng với miếng bìa cứng chứa các thiết bị kèm theo. Nếu cần, hãy yêu cầu bao bì thay thế. Tham khảo dịch vụ cho nhân viên có trình độ.

Các thành phần bao gồm

Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số nhỏ gọn DSC1 được cung cấp kèm theo các thành phần sau:

• Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số DSC1
• Thẻ bắt đầu nhanh
• Cáp dữ liệu USB-AB-72 USB 2.0 Type-A sang Mini-B, dài 72″ (1.83 m)
• Cáp nguồn USB Type-A sang USB Type-C, dài 1 m (39″)
• Cáp đồng trục PAA248 SMB sang BNC, dài 48″ (1.22 m) (Số lượng 2)

Cài đặt và thiết lập

Cơ bản 
Người dùng có thể cấu hình thiết bị với máy tính bằng giao diện USB hoặc thông qua màn hình cảm ứng tích hợp. Trong cả hai trường hợp, nguồn điện phải được cung cấp thông qua kết nối USB-C 5V. Khi sử dụng GUI trên máy tính để bàn, bộ điều khiển servo phải được kết nối bằng cáp USB 2.0 (có kèm theo) từ cổng dữ liệu của thiết bị đến PC đã cài đặt phần mềm Digital Servo Controller.

Vòng đất và DSC1
DSC1 bao gồm mạch điện bên trong để hạn chế khả năng xảy ra vòng lặp tiếp đất. Thorlabs đề xuất sử dụng nguồn điện được điều chỉnh DS5 cách ly bằng máy biến áp hoặc bộ pin ngoài CPS1. Với nguồn điện DS5 hoặc CPS1, đất tín hiệu bên trong DSC1 nổi so với đất tiếp đất của ổ cắm trên tường. Các kết nối duy nhất với thiết bị chung với đất tín hiệu này là chân đất tín hiệu của đầu nối nguồn USB-C và đường dẫn trả về bên ngoài trên cáp đồng trục SMB đầu ra. Kết nối dữ liệu USB được cách ly. Tín hiệu đầu vào có điện trở ngắt vòng lặp tiếp đất giữa đường dẫn trả về tín hiệu và đất tín hiệu bên trong thiết bị, thường ngăn ngừa nhiễu vòng lặp tiếp đất. Điều quan trọng là không có hai đường dẫn trực tiếp đến đất tín hiệu của thiết bị, giúp giảm thiểu khả năng xảy ra vòng lặp tiếp đất.

Để giảm thiểu hơn nữa nguy cơ nhiễu vòng lặp tiếp đất, Thorlabs đề xuất các biện pháp tốt nhất sau đây: 

• Giữ tất cả các dây nguồn và dây tín hiệu đến thiết bị luôn ngắn.
• Sử dụng nguồn điện cách ly bằng pin (CPS1) hoặc máy biến áp (DS5) với DSC1. Điều này đảm bảo tín hiệu thiết bị nổi nối đất.
• Không kết nối đường dẫn tín hiệu trả về của các thiết bị khác với nhau.
  • Một người yêu cũample là một máy hiện sóng để bàn thông thường; thường thì lớp vỏ ngoài của các kết nối đầu vào BNC được kết nối trực tiếp với đất. Nhiều kẹp nối đất được kết nối với cùng một nút nối đất trong một thí nghiệm có thể gây ra vòng lặp nối đất.

Mặc dù DSC1 không có khả năng tự gây ra vòng lặp tiếp đất, nhưng các thiết bị khác trong phòng thí nghiệm của người dùng có thể không có hệ thống cách ly vòng lặp tiếp đất và do đó có thể là nguồn gây ra vòng lặp tiếp đất.

Cung cấp năng lượng cho DSC1
Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số DSC1 yêu cầu nguồn điện 5 V thông qua USB-C với dòng điện cực đại lên đến 0.75 A và 0.55 A trong hoạt động thông thường. Thorlabs cung cấp hai nguồn điện tương thích: CPS1 và DS5. Trong các ứng dụng mà độ nhạy tiếng ồn ít bị hạn chế hoặc yêu cầu thời gian chạy hơn 8 giờ, thì nên sử dụng nguồn điện được điều chỉnh DS5. Nên sử dụng nguồn điện pin CPS1 khi muốn có hiệu suất tiếng ồn tối ưu. Khi CPS1 được sạc đầy và trong tình trạng tốt, DSC1 có thể hoạt động trong 8 giờ hoặc lâu hơn mà không cần sạc lại.

Thorlabs Toàn cầu liên hệ

Để được hỗ trợ hoặc thắc mắc thêm, hãy tham khảo danh bạ toàn cầu của Thorlabs. Để được hỗ trợ kỹ thuật hoặc thắc mắc về bán hàng, vui lòng truy cập trang web của chúng tôi tại www.thorlabs.com/contact để biết thông tin liên hệ cập nhật nhất của chúng tôi.

Trụ sở công ty
Thorlabs, Inc.
43 đại lộ Sparta
Newton, New Jersey 07860
Hoa Kỳ
sales@thorlabs.com
techsupport@thorlabs.com

Nhà nhập khẩu EU
Thorlabs GmbH
Münchner Weg 1
D-85232 Bergkirchen
Đức
sales.de@thorlabs.com
châu âu@thorlabs.com

Nhà sản xuất sản phẩm
Thorlabs, Inc.
43 đại lộ Sparta
Newton, New Jersey 07860 Hoa Kỳ
sales@thorlabs.com
techsupport@thorlabs.com

Nhà nhập khẩu Vương quốc Anh
Công ty TNHH Thorlabs
Khu thương mại 204 Lancaster Way
Ely CB6 3NX
Vương quốc Anh
sales.uk@thorlabs.com
techsupport.uk@thorlabs.com
www.thorlabs.com

Tài liệu / Tài nguyên

Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số nhỏ gọn THORLABS DSC1 [tập tin pdf] Hướng dẫn sử dụng DSC1, Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số nhỏ gọn DSC1, DSC1, Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số nhỏ gọn, Bộ điều khiển Servo kỹ thuật số, Bộ điều khiển Servo, Bộ điều khiển

Tài liệu tham khảo

• Hướng dẫn sử dụng