Ovladač motoru TRINAMIC TMCM-1640 Bldc
Politika podpory života
TRINAMIC 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 2011-2020
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-1640 je vysoce kompaktní modul ovladače/budiče pro bezkomutátorové stejnosměrné (BLDC) motory s proudem cívky až 5A, volitelným kodérem a/nebo zpětnou vazbou Hallova senzoru. Pro komunikaci modul nabízí rozhraní RS485 a (mini-)USB.
Aplikace
- Řešení kompaktních jednoosých bezkomutátorových stejnosměrných motorů
Elektrická data
- Napájecí objemtage: +24VDC jmen. (+12V… +28.5V DC)
- Proud motoru: až 5A RMS (programovatelné)
Integrovaný ovladač pohybu
- Vysoce výkonný mikrokontrolér ARM Cortex™-M3 pro řízení systému a zpracování komunikačních protokolů
Integrovaný ovladač
- Vysoce výkonný integrovaný předřadník (TMC603)
- Vysoce účinný provoz, nízká ztráta energie (MOSFET s nízkým RDS(ON))
- Dynamická regulace proudu
- Integrovaná ochrana
Rozhraní
- USB: konektor mini-USB, sériové komunikační rozhraní plné rychlosti (12 Mbit/s).
- Sériové komunikační rozhraní RS485
- Rozhraní Hallova senzoru (+5V TTL nebo signály s otevřeným kolektorem)
- Rozhraní kodéru (+5V TTL nebo signály s otevřeným kolektorem)
- 3 univerzální vstupy: 2x digitální (+5V / +24V kompatibilní), 1x analogový (0…10V)
- 1 univerzální výstup (otevřený odtok)
Software
- K dispozici s TMCL™
- samostatný provoz nebo dálkově ovládaný provoz
- programová paměť (nevolatilní) pro až 2048 příkazů TMCL™
- Software pro vývoj aplikací na bázi PC TMCL-IDE
- Software pro vývoj aplikací na bázi PC TMCL-BLDC pro počáteční nastavení
Další informace naleznete v samostatné příručce firmwaru TMCM-1640 TMCL™
Objednávkové kódy
Kabely nejsou součástí dodávky. V případě potřeby přidejte do objednávky kabel TMCM-1640-CABLE.
| Objednávka kód | Popis | Rozměry [mm] |
| TMCM-1640 | 1-osý BLDC modul ovladače/ovladače s až 5A / 28.5V.
Rozhraní RS485 a USB 2.0 |
42 x 42 x 15 |
| Komponent díly | ||
| TMCM-1640-CABLE | Kabelový svazek pro TMCM-1640 | |
| Související motory | ||
| QBL4208-41-04-006 | Motor QMot BLDC 42 mm, 4000RPM, 0.06Nm | 42 x 42 x 41 |
| QBL4208-61-04-013 | Motor QMot BLDC 42 mm, 4000RPM, 0.13Nm | 42 x 42 x 61 |
Mechanické a elektrické rozhraní
Velikost desky ovladače/ovladače a montážní otvory
Rozměry desky řadiče/ovladače (TMCM-164) jsou cca. 42 mm x 42 mm, aby se vešel na zadní stranu 42 mm bezkomutátorového DC motoru NEMA 17. Maximální výška součástky (výška nad úrovní desky plošných spojů) bez protilehlých konektorů je přibližně 10 mm a přibližně 3 mm pod úrovní desky plošných spojů. K dispozici jsou dva montážní otvory pro šrouby M3 pro montáž desky přímo na bezkomutátorový DC motor NEMA 17/42 mm s přírubou.
Obrázek 4.1: Rozměry modulu a poloha montážních otvorů
Konektory
Deska ovladače/ovladače nabízí 6 konektorů včetně konektoru motoru, který se používá pro připojení cívek motoru k elektronice. Kromě napájecího konektoru je zde jeden konektor pro (volitelně) signály motorového Hallova čidla a jeden konektor pro (volitelně) signály inkrementálního enkodéru. Pro sériovou komunikaci je na desce integrován mini-USB konektor. K dispozici je další konektor pro sériovou komunikaci RS485, 3 univerzální vstupy a jeden výstup. Univerzální vstupy a výstupy mohou mít vyhrazenou funkci v závislosti na firmwaru.
| Doména | Konektor typ | Páření konektor typ |
| Moc | Tyco electronics (dříve AMP) MTA-100
série (3-640456-2), 2 pol., muž |
Řada MTA 100 (3-640440-2), 2 pol., samice |
| Motor | Tyco electronics (dříve AMP) MTA-100
série (3-640456-3), 3 pol., muž |
Řada MTA 100 (3-640440-3), 3 pol., samice |
| USB | 5pinový standardní mini-USB konektor, samice | 5kolíkový standardní mini-USB konektor, samec |
| Sál | 2mm rozteč 5pinový JST B5B-PH-K konektor | Pouzdro: JST PHR-5
Krimpovací kontakty: BPH-002T-P0.5S (0.5-0.22 mm) |
| Kodér | 2mm rozteč 5pinový JST B5B-PH-K konektor | Pouzdro: JST PHR-5
Krimpovací kontakty: BPH-002T-P0.5S (0.5-0.22 mm) |
| I/O, RS485 | 2mm rozteč 8pinový JST B8B-PH-K konektor | Pouzdro: JST PHR-8
Krimpovací kontakty: BPH-002T-P0.5S (0.5-0.22 mm) |
Napájecí konektor
2kolíková elektronika Tyco (dříve AMP) Konektor řady MTA-100 (3-640456-2) se používá jako napájecí konektor na desce.
Propojovací konektor: Tyco electronics (dříve AMP) Řada MTA-100 (3-640440-2)
|
Kolík | Označení | Popis |
| 1 | +U | Modul + ovladač stage vstup napájení | |
| 2 | GND | Uzemnění modulu (napájení a signální zem) |
Tabulka 4.1: Konektor pro napájení
- Vezměte prosím na vědomí, že neexistuje žádná ochrana proti přepólování a pouze omezená ochrana proti objtagje nad horním maximálním limitem. Napájení by mělo být typicky v rozsahu +9 až +28.5V.
- Při použití dodávky objtagPokud se blíží horní hranici, je nutné regulované napájení. Zajistěte prosím, aby byl v systému k dispozici dostatek výkonových filtračních kondenzátorů (doporučeno 2200 µF nebo více), aby absorbovaly mechanickou energii přiváděnou zpět motorem v podmínkách zastavení a aby se zabránilo jakémukoli napětítage přepětí např. při zapnutí (zejména u delších napájecích kabelů, protože na desce jsou pouze keramické filtrační kondenzátory). Ve větších systémech může být vyžadován obvod zenerovy diody, aby se omezil maximální objemtage když je motor provozován při vysokých rychlostech.
- Napájecí zdroj by měl být navržen tak, aby napájel jmenovitý objem motorutage při požadovaném maximálním výkonu motoru. V žádném případě nesmí dodávaná hodnota překročit horní objemtage limit.
- Pro zajištění spolehlivého provozu jednotky musí mít zdroj dostatečný výstupní kondenzátor a napájecí kabely by měly mít nízký odpor, aby při provozu chopperu nedocházelo ke zvýšenému zvlnění zdroje přímo na jednotce. Zvlnění napájecího zdroje v důsledku provozu chopperu by mělo být udržováno na maximálně několika 100 mV.
Pokyny pro napájení:
- udržujte napájecí kabely co nejkratší
- pro napájecí kabely používejte velké průměry
- přidejte 2200 µF nebo větší filtrační kondenzátory v blízkosti jednotky pohonu motoru, zejména pokud je vzdálenost k napájecímu zdroji velká (tj. více než 2-3 m)
Konektor motoru
3kolíková elektronika Tyco (dříve AMP) Konektor řady MTA-100 (3-640456-3) se používá jako konektor motoru na desce.
Propojovací konektor: Tycos electronics (dříve AMP) Řada MTA-100 (3-640440-3)
|
Kolík | Označení | Popis |
| 1 | BM1 | Motorová cívka fáze 1 / U | |
| 2 | BM2 | Motorová cívka fáze 2/V | |
| 3 | BM3 | Motorová cívka fáze 3 / W |
konektor Hallova čidla
Pro signály Hallova čidla se používá 2mm rozteč 5pinový konektor JST B5B-PH-K.
- Kryt protikusu konektoru: PHR-5
- Kontakty protilehlého konektoru: SPH-002T-P0.5S.
|
Kolík | Označení | Popis |
| 1 | GND | Napájení Hallova snímače a signální zem | |
| 2 | +5V | +5V výstup pro napájení Hallova čidla | |
| 3 | HALL_1 | Signál Hallova senzoru 1 | |
| 4 | HALL_2 | Signál Hallova senzoru 2 | |
| 5 | HALL_3 | Signál Hallova senzoru 3 |
Tabulka 4.3: Konektor pro signály Hallova čidla
Konektor kodéru
- Pro signály kodéru se používá 2mm rozteč 5pinový konektor JST B5B-PH-K.
- Kryt protikusu konektoru: PHR-5
- Kontakty protilehlého konektoru: SPH-002T-P0.5S.
|
Kolík | Označení | Popis |
| 1 | GND | Napájení Hallova snímače a signální zem | |
| 2 | +5V | +5V výstup pro napájení enkodéru (max. 100mA) | |
| 3 | A | Kanál kodéru a | |
| 4 | B | Kanál kodéru b | |
| 5 | N | Index kodéru / nulový kanál |
Tabulka 4.4: Konektor pro signály kodéru
USB konektor
Pro sériovou komunikaci je na desce k dispozici 5pinový standardní mini-USB konektor.
 |
Kolík | Označení | Popis |
| 1 | V-BUS | +5V napájení | |
| 2 | D- | údaje – | |
| 3 | D+ | Data + | |
| 4 | ID | Nepřipojeno | |
| 5 | GND | země |
Tabulka 4.5: Mini USB konektor
GPIO a konektor RS485
2mm rozteč 8pinový JST B8B-PH-K konektor se používá pro připojení všeobecných vstupů a výstupů.
- Kryt protikusu konektoru: PHR-8
- Kontakty protilehlého konektoru: SPH-002T-P0.5S
|
|
Kolík | Označení | Popis |
| 1 | GND | Signál a uzemnění systému | |
| 2 | +5V | +5V výstup pro napájení externího obvodu (max. 100mA) | |
| 3 | AIN | Analogový vstup (0…10V), lze použít jako řízení rychlosti
vstup v samostatném režimu (v závislosti na firmwaru) |
|
| 4 | V 0 | Digitální vstup, lze použít jako stop (STOP_R) / koncový spínač
vstup (v závislosti na firmware) |
|
| 5 | V 1 | Digitální vstup, lze použít jako stop (STOP_L) / koncový spínač
vstup (v závislosti na firmware) |
|
| 6 | VEN | Digitální výstup (open-drain, max. 100mA) | |
| 7 | RS485+ | RS485 2-drátové sériové rozhraní (neinvertovaný signál) | |
| 8 | RS485- | RS485 2-drátové sériové rozhraní (invertovaný signál) |
Tabulka 4.6: Vstupní/výstupní konektor pro všeobecné použití
Vstupní/výstupní obvody
Vstup Hallova čidla
Vstupní obvod Hallova senzoru podporuje signály +5V push-pull (TTL) a Hallovy senzory s otevřeným kolektorem. Pro podporu signálů s otevřeným kolektorem nabízí vstupní obvod 2k7 pull-up rezistory do +5V (generované na desce ze zdroje obj.tagE).
Obrázek 4.3: Vstupní obvod Hallova snímače
Vstup kodéru
Vstupní obvod kodéru podporuje signály +5V push-pull (TTL) a signály Hallova čidla s otevřeným kolektorem. Pro podporu signálů s otevřeným kolektorem nabízí vstupní obvod 2k7 pull-up rezistory na +5V (+5V generované na desce ze zdroje obj.tagE).
Obrázek 4.4: Vstupní obvod kodéru
Univerzální vstupy/výstupy
Integrované LED diody
Deska nabízí tři LED diody pro indikaci stavu desky. Zelená LED se rozsvítí v případě, že je k dispozici +5V z palubního DC/DC spínacího regulátoru. Funkce dvou červených LED je závislá na verzi firmwaru. Se standardním firmwarem TMCL jedna červená LED indikuje vysokou teplotu (Temperature Warning) a druhá se rozsvítí v případě, že proud motoru dosáhne limitu, který byl dříve nastaven v softwaru (Overcurrent).
CHOVÁNÍ LED SE STANDARDNÍM FIRMWAREM TMCL
| Označení | Popis |
| +5V | zelená LED, indikuje +5V dostupné z palubního DC/DC regulátoru |
| Upozornění na teplotu | Červená LED, bliká, když teplota na palubě stoupne nad cca 100°C a zůstane trvale svítit, když teplota překročí cca 120°C |
| Nadproud | Červená LED, svítí, když proud motoru dosáhne nastavení MaxCurrent v softwaru |
Provozní hodnocení
Provozní jmenovité hodnoty uvedené níže by měly být použity jako návrhové hodnoty. V žádném případě nesmí být během provozu překročeny maximální hodnoty.
| Symbol | Parametr | Min | Typ | Max | Jednotka |
| +U | Napájení voltage pro provoz | 9 | 24 | 28.5 | V DC |
| ICOIL | Trvalý proud motoru (RMS) | 0 | 3 | 5 | A |
| DODÁVKA | Napájecí proud | << ICOIL | 1.4 * ICOIL | A | |
| TENV | Teplota prostředí při jmenovitém proudu (nevyžaduje se nucené chlazení) | TBD | °C |
| Symbol | Parametr | Min | Typ | Max | Jednotka |
| VHALL | Signální voltage na vstupu Hallova čidla 1/2/3 (buď push-pull (TTL) nebo otevřený kolektor (interní 2k7 pull-up)) | 0 | 5 | V | |
| VENCODER | Signální voltage na vstupu kodéru a/b/n (buď push-pull (TTL) nebo otevřený kolektor (interní 2k7 pull-up)) | 0 | 5 | V | |
| MARNÝ | Signální voltage na analogovém vstupu AIN | 0 | 10 | V | |
| VDIN_1/DIN_2 | Signální voltage na digitálním vstupu DIN_1, DIN_2 | 0 | 24 | V | |
| VDIN_1/DIN_2_L | Signální voltage na digitálním vstupu DIN_1, DIN_2, nízká úroveň | 0 | 0.8 | V | |
| VDIN_1/DIN_2_L | Signální voltage na digitálním vstupu DIN_1, DIN_2, vysoká úroveň | 2 | 24 | V |
Funkční popis
Na obrázku 7.1 jsou zobrazeny hlavní části modulu TMCM-1640. Modul se skládá hlavně z CPU Cortex™-M3, 603-fázového předřazeného ovladače TRINAMIC TMC3A, ovladače MOSFETtage a rozhraní USB 2.0.
Architektura systému
TMCM-1640 integruje mikrokontrolér s operačním systémem TMCL™ (Trinamic Motion Control Language). Úlohy řízení pohybu v reálném čase realizuje TMC603A.
Mikrokontrolér
V tomto modulu se 3bitový procesor ARM Cortex™-M32 CPU používá ke spuštění operačního systému TMCL™ ak ovládání TMC603A. Flash ROM mikrokontroléru obsahuje operační systém TMCL™. Paměť EEPROM slouží k trvalému uložení konfiguračních dat. Mikrokontrolér provozuje operační systém TMCL™, který umožňuje provádět příkazy TMCL™, které jsou do modulu odesílány z hostitele přes rozhraní. Mikrokontrolér interpretuje příkazy TMCL™ a ovládá TMC603A, který vykonává příkazy pohybu.
Operační systém TMCL™ lze aktualizovat prostřednictvím hostitelského rozhraní. K tomu použijte nejnovější verzi TMCL-IDE.
TMC603A 3-fázový předřazený ovladač
TMC603A je třífázový motorový ovladač pro vysoce kompaktní a energeticky účinná řešení pohonu. Obsahuje veškeré napájení a analogové obvody potřebné pro vysoce výkonný motorový systém BLDC. TMC603A je navržen tak, aby poskytoval frontend pro mikrokontrolér provádějící komutaci motoru a řídicí algoritmy. Integruje měření proudu založené na bočníku. Ochranné a diagnostické funkce, stejně jako redukční spínací regulátor dále snižují náklady na systém a zvyšují spolehlivost.
Historie revizí
Revize dokumentu
| Verze | Datum | Autor
GE – Göran Eggers SD – Sonja Dwersteg |
Popis |
| 0.90 | 2010. května 05 | GE | Počáteční verze |
| 1.00 | 2011. února 14 | SD | První kompletní verze |
| 1.01 | 2011. května 12 | SD | Drobné změny |
| 1.02 | 2011. října 31 | SD | Tabulka pro konektory a protikusy nové, drobné změny |
| 1.03 | 2011. listopadu 03 | SD | Objednací kódy nové |
| 1.04 | 2011. listopadu 16 | GE | Stůl přesview protilehlé konektory opraveny |
| 1.05 | 2018-Mar-12 | GE | Poznámka k bezsenzorovému provozu (halaFx™) odstraněny |
| 1.06 | 2020. října 02 | GE | Popis LED přidány |
Revize hardwaru
| Verze | Datum | Popis |
| TMCM-164_V10 | 2010. dubna 09 | Prvních 8 prototypových desek |
| TMCM-1640_V10 | 2010-DEC-10 | První předsériová verze |
Tabulka 8.2: Revize hardwaru
Reference
- [TMCM-1640] TMCM-1640 TMCL™ Firmware Manual
- [TMCL-IDE a TMCL-BLDC] Uživatelská příručka TMCL-IDE
- [TMC603A] Technický list TMC603A
- [QBL4208] QBL4208 Manuál
Podívejte se prosím na naši domovskou stránku http://www.trinamic.com.
Copyright © 2011-2020, TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
Hamburk, Německo
www.trinamic.com
TMCM-1640 1-osý BLDC ovladač / ovladač 5A / 24V DC RS485 + rozhraní USB rozhraní halového senzoru rozhraní kodéru
Dokumenty / zdroje
 |
Ovladač motoru TRINAMIC TMCM-1640 Bldc [pdfNávod k obsluze TMCM-1640 Bldc ovladač motoru, TMCM-1640, Bldc ovladač motoru, ovladač motoru, ovladač |
