Modul krokových motorů TMCM-1210
Uživatelská příručka
TMCM-1210
1-osý krokový ovladač/ovladač max. 0.6A RMS / 24V DC
Vstupní spínač STOP / HOME hall senzor RS485 
Politika podpory života
RINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG nepovoluje ani neposkytuje záruku na žádný ze svých produktů pro použití v systémech podpory života bez výslovného písemného souhlasu TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG.
Systémy na podporu života jsou zařízení určená k podpoře nebo udržení života, u jehož selhání při správném používání v souladu s poskytnutými pokyny lze důvodně očekávat, že bude mít za následek zranění nebo smrt.
© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2015 – 2019
Informace uvedené v tomto datovém listu jsou považovány za přesné a spolehlivé. Nepřebírá se však odpovědnost za důsledky jeho použití ani za jakékoli porušení patentů nebo jiných práv třetích osob, které může z jeho použití vyplývat.
Specifikace se mohou bez upozornění změnit.
Vlastnosti
TMCM-1210 je vysoce kompaktní 20 mm x 20 mm jednoosý ovladač krokového motoru a deska ovladače s rozhraním RS485. Byl navržen pro montáž na zadní stranu krokového motoru NEMA8 (velikost příruby 20 mm) a kromě vstupu referenčního spínače nabízí integrovaný integrovaný obvod kodéru na bázi Hallova senzoru pro snadné navádění / vyhledávání referenční polohy. Modul podporuje proudy motoru do 0.6A RMS a napájecí objtages do jmenovitého napětí 24 V DC. Je k dispozici se standardním firmwarem TMCL a podporuje samostatný provoz (programy TMCL s automatickým spuštěním uložené na desce) a dálkové ovládání přes rozhraní RS485.
HLAVNÍ RYSY
Pohybový ovladač
- Motion profile výpočet v hardwaru v reálném čase
- Pohybový ovladač podporuje lineární a sixPoint™ ramps
- Průběžná změna parametrů motoru (např. poloha, rychlost, zrychlení)
- Vysoce výkonný mikrokontrolér (Cortex-M0+) pro celkové řízení systému a zpracování sériového komunikačního protokolu
Ovladač bipolárního krokového motoru
- Až 256 mikrokroků na celý krok
- Vysoce integrovaný a vysoce efektivní provoz
- Dynamická regulace proudu
- funkce stallGuard2™ pro detekci zablokování
Rozhraní
• RS485 2-drátové komunikační rozhraní
• Digitální vstup IN0 (+24V kompatibilní), lze použít jako referenční spínač nebo levý a/nebo pravý vstup spínače stop, také
Palubní halový senzor
- Absolutní snímač v rámci jedné otáčky motoru
- 12bit / 4096 kroků / otáčka max.
- Nízkonákladový senzor – vhodný pro aplikace s nízkou rychlostí (několik set otáček za minutu) – např. počáteční vyhledávání reference (spolu se vstupem senzoru HOME) po zapnutí
Software
- Dálkové ovládání TMCL™ (přímý režim) a samostatné ovládání s pamětí až pro 876 příkazů TMCL
- Plně podporováno TMCL-IDE (integrované vývojové prostředí na PC)
Elektrická data
- Napájecí objemtage: +7V… +30V DC
- Proud motoru: až 0.6A RMS (programovatelné)
Mechanické údaje
- Rozměr desky: 20 mm x 20 mm, celková výška 9 mm max. (bez spojovacích konektorů a kabelů)
- Montážní otvory kompatibilní s krokovými motory NEMA 8 (pro montáž desky na zadní stranu krokového motoru NEMA 8 pomocí dvou ze čtyř stávajících šroubů)
Další informace týkající se funkčnosti firmwaru a programování TMCL naleznete v samostatné příručce firmwaru TMCM-1210.
Objednávkové kódy
TMCM-1210 je k dispozici jako:
| Objednací kód | Popis | Velikost jednotky |
| TMCM-1210 | 1-osý krokový ovladač / ovladač, 0.6A RMS, 24V DC | 20 mm x 20 mm x 9 mm |
Pro tento modul je k dispozici sada kabelového svazku, také:
| Objednací kód | Popis |
| TMCM-1210-CABLE | Kabelový svazek pro TMCM-1210. Obsahuje (viz také kapitola 4.3): – 1x kabelový svazek pro konektor Power, RS485 a HOME – 1x kabelový svazek pro konektor motoru |
Mechanické a elektrické rozhraní
4.1 Rozměry a montážní otvory
Rozměry desky jsou cca. 20 mm x 20 mm x 9 mm, aby se vešel na zadní stranu 20 mm (NEMA8) krokového motoru. Maximální výška součástky (výška nad úrovní DPS) bez protilehlých konektorů je přibližně 6 mm nad úrovní DPS a 2 mm pod úrovní DPS. Jsou zde dva montážní otvory pro šrouby M2 pro montáž na krokový motor NEMA8.
4.2 Pokyny k montáži desky
TMCM-1210 nabízí dva pokovené montážní otvory. Oba montážní otvory jsou připojeny k zemi napájecího zdroje. Mějte to na paměti při montáži desky na zadní stranu motoru.
4.3 Konektory
Copyright © 2015-2019 TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
TMCM-1210 nabízí dva konektory včetně konektoru motoru, který se používá pro připojení cívek motoru k elektronice. Konektor Power, RS485 a HOME slouží pro napájení, sériovou drátovou komunikaci RS485 a nabízí jeden digitální vstup.
Nadview typů konektorů a protilehlých konektorů:
| Označení | Typ konektoru | Typ spojovacího konektoru |
| Napájení, RS485 + HOME konektor | JST B5B-PH-KS (řada JST PH, 5 pinů, rozteč 2 mm) | Pouzdro konektoru: JST PHR-5 Kontakty: JST SPH-002T-P0.5S Vodič: 0.22 mm2, AWG 24 |
| Konektor motoru | JST B4B-PH-KS (řada JST PH, 4 pinů, rozteč 2 mm) | Pouzdro konektoru: JST PHR-4 Kontakty: JST SPH-002T-P0.5S Vodič: 0.22 mm2, AWG 24 |
Tabulka 4.1: Konektory a protilehlé konektory, kontakty a příslušný vodič
4.3.1 Napájení, konektor RS485 + HOME
Modul nabízí jedno kombinované napájení, RS485 2-drátovou sériovou komunikaci a konektor digitálního vstupu (HOME) (řada JST PH).
 |
Kolík | Označení | Směr | Popis |
| 1 | GND | Výkon (GND) | Napájecí a signální zem | |
| 2 | VCC | Napájení (napájení v) | Vstup napájení | |
| 3 | RS485- | Obousměrný | RS485 2-drátové rozhraní sběrnice, dif. signál (invertující) | |
| 4 | RS485+ | Obousměrný | RS485 2-drátové rozhraní sběrnice, dif. signál (neinvertující) | |
| 5 | DOMOV | Vstup | Digitální vstup (přijímá signály +24V), interní 10k pull-down rezistor Lze použít jako: • Vstup spínače HOME GAP 9, 0 // stav domovního spínače •Vstup STOP_L / STOP_R GAP 10, 0 // stav pravého koncového spínače GAP 11, 0 // stav levého koncového spínače • Digitální vstup pro všeobecné použití 0 (INO) G 10 0, 0 fiitii0 |
Tabulka 4.2: Napájení, konektor RS485 + IN0
Poznámka:
- RS485: na desce není žádné zakončení linky atd. Zajistěte správnou kabeláž RS485 a zakončení linky.
- HOME / digitální vstup IN0: vstup nabízí pull-down rezistor, vstupní sériový rezistor a ochranné diody. Tímto způsobem je vstup chráněn pro objtages až nom. +24V. Pult-down rezistory také zajišťují platnou (nízkou) úroveň, když nejsou připojeny.
POZOR
Vždy mějte napájecí zdroj objtage (VDD) pod horní hranicí 30V!
Jinak dojde k vážnému poškození elektroniky řidiče. Zvláště, když zvolený provozní objemtagHodnota e se blíží horní hranici a důrazně se doporučuje regulovaný zdroj napájení.
4.3.2 Konektor motoru
Jako motorový konektor je k dispozici 4pinový jednořadý konektor JST řady PH s roztečí 2 mm. Motorový konektor se používá pro připojení čtyř motorových vodičů dvou motorových cívek bipolárního krokového motoru k elektronice.
 |
Kolík | Označení | Směr | Popis |
| 1 | OB2 | Výstup | Pin 2 cívky motoru B | |
| 2 | OB1 | Výstup | Pin 1 cívky motoru B | |
| 3 | 0A2 | Výstup | Pin 2 cívky motoru A | |
| 4 | 0A1 | Výstup | Pin 1 cívky motoru A |
Tabulka 4.4: Konektor motoru
POZOR
Nepřipojujte ani neodpojujte motor, když řidič stage je aktivní a dodává proud do motoru, protože by to mohlo trvale poškodit driver stage!
4.4 Napájení
Pro správnou funkci je třeba dbát na koncepci a konstrukci napájení. Kvůli prostorovým omezením TMCM-1210 obsahuje pouze asi 20 µF/35 V napájecích filtračních kondenzátorů. Jedná se o keramické kondenzátory, které byly vybrány pro vysokou spolehlivost a dlouhou životnost.
POZOR
Přidejte externí napájecí kondenzátory!
Doporučuje se připojit k napájecímu vedení vedle TMCM-470 elektrolytický kondenzátor značné velikosti (např. 35µF/1210V)!
Základní pravidlo pro velikost elektrolytického kondenzátoru: 
Kromě stabilizace výkonu (vyrovnávací paměti) a filtrace tento přidaný kondenzátor také sníží případné objtage špičky, které by jinak mohly vzniknout v důsledku kombinace napájecích vodičů s vysokou indukčností a keramických kondenzátorů. Navíc omezí rychlost přeběhu napájecího zdroje objtage na modulu. Nízké ESR pouze keramických filtračních kondenzátorů může způsobit problémy se stabilitou u některých spínaných napájecích zdrojů.
Nepřipojujte ani neodpojujte motor během provozu!
Kabel motoru a indukčnost motoru mohou vést k voltage špičky, když je motor odpojen/připojen pod napětím. Tyto svtage hroty mohou překročit objemtage limity MOSFETů řidiče a mohly by je trvale poškodit.
Proto vždy před připojením / odpojením motoru odpojte napájení.
Napájecí zdroj voltage pod horní hranicí 30V!
Jinak dojde k vážnému poškození elektroniky řidiče! Zvláště, když zvolený provozní objemtagHodnota e se blíží horní hranici a důrazně se doporučuje regulovaný zdroj napájení. Viz také kapitola 7, Provozní hodnoty.
Žádná ochrana proti přepólování!
Modul zkratuje jakýkoli reverzní napájecí objtage kvůli vnitřním diodám tranzistorů budiče.
4.5 RS485
Pro dálkové ovládání a komunikaci s hostitelským systémem poskytuje TMCM-1210 dvouvodičové rozhraní sběrnice RS485. Pro správnou funkci je třeba při nastavování sítě RS485 vzít v úvahu následující položky:
- STRUKTURA AUTOBUSU:
Topologie sítě by měla co nejpřesněji kopírovat strukturu sběrnice. To znamená, že spojení mezi každým uzlem a samotnou sběrnicí by mělo být co nejkratší. V zásadě by měl být krátký v porovnání s délkou autobusu.
- UKONČENÍ AUTOBUSU:
Zejména u delších sběrnic a/nebo více uzlů připojených ke sběrnici a/nebo vysokých komunikačních rychlostí by sběrnice měla být řádně ukončena na obou koncích. TMCM-1210 neobsahuje žádný zakončovací odpor. Proto musí být externě přidány zakončovací odpory 120 Ohm na obou koncích sběrnice. - POČET UZLŮ:
Standard elektrického rozhraní RS485 (EIA-485) umožňuje připojení až 32 uzlů k jedné sběrnici. Sběrnicový transceiver použitý na jednotce TMCM-1210 (SN65HVD3085E) má výrazně snížené zatížení sběrnice a umožňuje připojení maximálně 255 jednotek k jedné sběrnici RS485 pomocí firmwaru TMCL. Poznámka: obvykle nelze očekávat spolehlivou komunikaci s maximálním počtem uzlů připojených k jedné sběrnici a maximální podporovanou komunikační rychlostí současně. Místo toho je třeba najít kompromis mezi délkou kabelu sběrnice, komunikační rychlostí a počtem uzlů. - KOMUNIKAČNÍ RYCHLOST:
Maximální rychlost komunikace RS485 podporovaná hardwarem TMCM-1210 je 1Mbit/s. Tovární výchozí 9600 bit/s. Informace o dalších možných rychlostech komunikace pod horní hranicí hardwaru naleznete v samostatné příručce firmwaru TMCM-1210 TMCL. - ŽÁDNÉ PLOVOUCÍ AUTOBUSOVÉ LINKY:
Vyhněte se plovoucím sběrnicovým linkám, když ani hostitel/master, ani jeden z slave podél sběrnicové linky nepřenáší data (všechny sběrnicové uzly jsou přepnuty do režimu příjmu). Plovoucí sběrnicové linky mohou vést k chybám komunikace. Pro zajištění platných signálů na sběrnici se doporučuje použít odporovou síť spojující obě sběrnicové linky na dobře definované úrovně.
Ve skutečnosti existují dvě možnosti, které lze doporučit:
Přidejte odporovou síť (Bias) pouze na jednu stranu sběrnice (zakončovací odpor 120R stále na obou koncích):
Nebo přidejte odporovou (bias) síť na oba konce sběrnice (jako zakončení Profibus™):
Některé převodníky rozhraní RS485 dostupné pro PC již tyto přídavné odpory obsahují (např. USB-2-485 s předpětím na jednom konci sběrnice).
Proud ovladače motoru
Palubní ovladač krokového motoru ovládá proud. Proud ovladače může být naprogramován v softwaru s 32 efektivními kroky škálování v hardwaru.
Vysvětlení různých sloupců v tabulce níže:
Nastavení proudu motoru v softwaru (TMCL)
Toto jsou hodnoty pro parametr osy TMCL 6 (proud chodu motoru) a 7 (proud v pohotovostním režimu motoru). Používají se k nastavení běhu/pohotovostního proudu pomocí následujících příkazů TMCL:
SAP 6, 0, // nastavení proudu běhu
SAP 7, 0, // nastavení proudu v pohotovostním režimu
(hodnota načtení pomocí GAP místo SAP. Další informace naleznete v samostatné příručce firmwaru TMCM-1210)
Proud motoru IRMS [A]
| nastavení v softwaru (TMCL) | Proud motoru ICOIL_PEAK [A] | Proud motoru ICOIL_RMS [A] |
| 0..7 | 0.06 | 0.04 |
| 8..15 | 0.08 | 0.06 |
| 16..23 | 0.1 | 0.07 |
| 24..31 | 0.13 | 0.09 |
| 32..39 | 0.15 | 0.11 |
| 40..47 | 0.18 | 0.13 |
| 48..55 | 0.21 | 0.15 |
| 56..63 | 0.24 | 0.17 |
| 64..71 | 0.26 | 0.19 |
| 72..79 | 0.29 | 0.21 |
| 80..87 | 0.32 | 0.23 |
| 88..95 | 0.35 | 0.25 |
| 96..103 | 0.38 | 0.27 |
| 104..111 | 0.41 | 0.29 |
| 112..119 | 0.43 | 0.3 |
| 120..127 | 0.46 | 0.32 |
| 128..135 | 0.49 | 0.34 |
| 136..143 | 0.51 | 0.36 |
| 144..151 | 0.54 | 0.38 |
| 152..159 | 0.56 | 0.4 |
| 160..167 | 0.59 | 0.42 |
| 168..175 | 0.62 | 0.44 |
| 176..183 | 0.64 | 0.45 |
| 184..191 | 0.67 | 0.47 |
| 192..199 | 0.7 | 0.49 |
| 200..207 | 0.72 | 0.51 |
| 208..215 | 0.75 | 0.53 |
| 216..223 | 0.77 | 0.55 |
| 224..231 | 0.8 | 0.57 |
| 232..239 | 0.82 | 0.58 |
| 240..247 | 0.84 | 0.6 |
| 248..255 | 0.87 | 0.62 |
Integrované LED diody
Deska nabízí jednu LED pro indikaci stavu desky. Funkce LED závisí na verzi firmwaru.
U standardního firmwaru TMCL by měla zelená LED během provozu pomalu blikat.
CHOVÁNÍ LED SE STANDARDNÍM FIRMWAREM TMCL
| Postavení | Označení | Popis |
| Tlukot srdce | Běh | Tato zelená LED během provozu pomalu bliká. |
Obnovit výchozí tovární hodnoty
Chcete-li resetovat všechna nastavení (např. včetně adresy a přenosové rychlosti RS485) na výchozí tovární hodnoty, postupujte podle pokynů níže:
- Vypněte napájení.
- Krátké programovací plošky na spodní straně PCB, jak je znázorněno na obrázku 7.1.
- Zapněte zdroj napájení (LED dioda na desce by měla začít rychle blikat).
- Vypněte napájení.
- Odstraňte zkrat.
Úvahy o EMC
TMCM-1210 obsahuje feritové kuličky na desce v souladu s kladným napájecím vstupem a všemi 4 připojeními vinutí motoru kromě filtračních kondenzátorů.
Testy ukázaly, že je možné splnit emisní normy třídy B s použitím holého TMCM-1210 (motor a napájení připojeno) s pomalým chodem motoru při maximálním proudu (0.7A RMS) a napájecím napětí +24Vtage bez přídavných / externích filtrů.
Obrázek 8.1: Nastavení s TMCM-1210 a připojeným motorem (motor se otáčí pomalu @ 0.7A RMS / 24V napájení, samostatný režim pomocí zabudovaného TMCL-autostart-programu) 
Vezměte prosím na vědomí, že tyto výsledky měření s použitím holé jednotky TMCM-1210 s připojeným pouze motorem a napájecím zdrojem neznamenají žádnou záruku na kompletní systém s jedním nebo více integrovanými TMCM-1210 splňujícími jakékoli emisní limity.
Provozní hodnocení
Provozní jmenovité hodnoty ukazují zamýšlené nebo charakteristické rozsahy a měly by být použity jako návrhové hodnoty.
V žádném případě nesmí být překročeny maximální hodnoty!
| Symbol | Parametr | Min | Typ | Max | Jednotka |
| VDD | Napájení voltage pro provoz | 6 | 12…24 | 30 | V |
| Ikotpeak | Proud cívky motoru pro vrchol sinusové vlny (regulovaný chopperem, nastavitelný pomocí softwaru) | 0 | 0.9 | A | |
| ICOIL_RMS | Trvalý proud motoru (RMS) | 0 | 0.6 | A | |
| prokreslit | Napájecí proud | „ICOIL | 1.4 * 'ICOIL | A | |
| TENV | Teplota prostředí při jmenovitém proudu (0.6A RMS) a jmenovitém objemutage (+24V) (nevyžaduje nucené chlazení) | -30 | +40 XNUMX XNUMX XNUMX | °C |
Tabulka 9.1 Obecné provozní parametry modulu
PROVOZNÍ HODNOCENÍ DOMÁCÍHO SPÍNAČE
| Symbol | Parametr | Min | Typ | Max | Jednotka |
| VHOME | Vstupní objemtage pro HOME/STOP_L/STOP_R/INO | 0 | +30 XNUMX XNUMX XNUMX | V | |
| VHOME NÍZKÁ | Nízká hladina objtage pro HOME/STOP_L/STOP_R/INO (digitální vstup) | 0 | 2 | V | |
| VHOME_HIGH | Vysoká úroveň svtage pro HOME/STOP_L/STOP_R/INO (digitální vstup) | 5. | +30 XNUMX XNUMX XNUMX | V |
Tabulka 9.2 Provozní parametry spínačů HOME + STOP / vstupů IN0
PROVOZNÍ HODNOCENÍ ROZHRANÍ RS485
| Symbol | Parametr | Min | Typ | Max | Jednotka |
| NRs485 | Počet uzlů připojených k jedné síti RS485 | 255 | |||
| fRS485 | Maximální přenosová rychlost podporovaná na připojení RS485 | 9600 | 1000000 | bps |
Tabulka 9.3: Provozní parametry rozhraní RS485
Popis funkce
TMCM-1210 je vysoce integrovaný modul řadiče/ovladače, který lze ovládat přes několik sériových rozhraní.
Komunikační provoz je udržován na nízké úrovni od všech časově kritických operací (napřamp výpočty) se provádějí na palubě. Jmenovitá zásoba objtage jednotky je 12V nebo 24V DC. Modul je určen jak pro samostatný provoz, tak pro přímý režim. Je možné plně dálkové ovládání zařízení se zpětnou vazbou. Firmware modulu lze aktualizovat přes sériová rozhraní RS485.
Na obrázku 10.1 jsou zobrazeny hlavní části TMCM-1210:
- mikroprocesor, na kterém běží operační systém TMCL (připojený k paměti TMCL),
- pohybový ovladač (součást TMC2130), který vypočítává ramps a rychlost profileinterně pomocí hardwaru,
- ovladač (součást TMC2130) se stallGuard2™ a jeho energeticky úspornou funkcí coolStep™ a stealthChop™ pro extrémně tichý provoz
- enkodér na bázi Hallova senzoru, který poskytuje zpětnou vazbu polohy při nízké rychlosti (několik 100 ot/min max.) – lze použít pro vyhledávání reference např. po zapnutí
TMCM-1210 se dodává s prostředím pro vývoj softwaru na bázi PC TMCL-IDE pro jazyk Trinamic Motion Control Language (TMCL). Použitím předdefinovaných příkazů TMCL na vysoké úrovni, jako je pohyb do polohy, je zaručen rychlý a rychlý vývoj aplikací pro řízení pohybu.
Další informace o příkazech TMCL naleznete v příručce TMCL Firmware Manual TMCM-1210.
Historie revizí
11.1 Revize dokumentu
| Verze | Datum | Autor | Popis |
| 0.9 | 2016. dubna 14 | GE | Počáteční verze |
| 0.91 | 2017-SEP-04 | GE | Překlepy opraveny |
| 0.92 | 2019. ledna 30 | GE | Popis konektoru motoru (kapitola 4.3) opraven |
| 0.93 | 2019. února 13 | GE | Aktuální tabulka nastavení (kapitola 5) opravena / aktualizována (s výsledky měření) |
11.2 Revize hardwaru
| Verze | Datum | Popis |
| TMCM-1210V10 | 2014-DEC-17 | Počáteční verze |
| TMCM-1210_V11 | 2015-JUN-25 | •Externí digitální vstup připojený k REFL/REFR TMC2130. /RESET nput procesoru není připojen (používá se pouze pro programování) •/Spojení CS a SCK mezi procesorem a TMC2130 opraveno (výměna signálů) • Opravena stopa ochranné diody pro externí digitální vstup |
Tabulka 11.2: Revize hardwaru
Reference
| [JST] | JST konektor http://www.jst.com |
| [TMC2130] | Technický list TMC2130 Manuál k dispozici na http://www.trinamic.com |
| [TMCL-IDE] | Uživatelská příručka TMCL-IDE Manuál k dispozici na http://www.trinamic.com. |
Copyright © 2015-2019 TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
Hamburk, Německo
www.trinamic.com
Staženo z Arrow.com.
Dokumenty / zdroje
 |
Modul krokových motorů TRINAMIC TMCM-1210 [pdfUživatelská příručka TMCM-1210, TMCM-1210 modul krokových motorů, modul TMCM-1210, modul krokových motorů, modul, modul motorů |