TMCM-612
6osý ovladač / deska ovladače s vysokým rozlišením
1.1A /34 V + sběr dat
Manuál
Verze: 1.13
29. března 2012
Zavedení
TMCM-612 je šestiosý 2-fázový ovladač krokového motoru a modul ovladače s vysoce výkonnou částí pro sběr dat. Integrovaný 8kanálový 16bitový ADC převodník může být naprogramován tak, aby dělal krokově synchronní vstupní objtage skenovat a ukládat hodnoty vysokou datovou rychlostí. Modul poskytuje vysoké rozlišení mikrokroků, aby bylo možné provádět velmi přesné polohovací a měřicí úlohy. Výsledky měření lze přenést do PC pomocí vysokorychlostního USB rozhraní. K ovládání dalšího přístrojového vybavení lze použít řadu analogových výstupních kanálů a digitálních I/O.
Díky této sadě funkcí je modul předurčen pro analytické přístroje.
TMCM-612 se dodává s prostředím pro vývoj softwaru na bázi PC TMCL-IDE pro jazyk Trinamic Motion Control Language (TMCL). Rozšíření pro získávání dat specifická pro uživatele jsou k dispozici na vyžádání. TMCM-612 lze ovládat přes vysokorychlostní USB rozhraní nebo přes RS-232 rozhraní.
Aplikace
- Deska ovladače / ovladače pro řízení až 6 os s velmi vysokou přesností
- Všestranné možnosti aplikací v režimu stand-alone nebo řízeného počítačem
Typ motoru
- Proud cívky od 300 mA do 1.1 A RMS (špička 1.5 A)
- 12V až 34V jmenovité napájení objtage
Rozhraní
- Hostitelské rozhraní RS232 nebo USB
- Vstupy pro referenční a stop spínače
- Analogové a digitální I/O pro všeobecné použití
- Osm 16bitových ADC vstupů (0 – 10V)
- Osm 10bitových DAC výstupů (0 – 10V)
Zvýraznění
- Až 64krát mikrokrokování
- 500kHz, 16bitový AD převodník
- 128kbyte RAM pro sběr dat
- Automatické ramp generace v hardwaru
- Možnost StallGuard TM pro bezsenzorovou detekci zastavení motoru
- Plné krokové frekvence až do 20 kHz
- Průběžná změna parametrů pohybu (např. poloha, rychlost, zrychlení)
- Lokální referenční pohyb pomocí bezsenzorové funkce StallGuard TM nebo referenčního spínače
- Dynamická regulace proudu
- Technologie ovladače TRINAMIC: Není potřeba žádný chladič
- Díky mnoha možnostem nastavení je tento modul řešením pro širokou oblast požadavků
Software
- Samostatný provoz pomocí TMCL nebo dálkově ovládaný provoz
- Úložiště programu TMCL: 16 kB EEPROM (2048 příkazů TMCL)
- Součástí je software pro vývoj aplikací na bázi PC TMCL-IDE
Ostatní
- Zásuvné konektory pro motor a referenční spínače
- V souladu s RoHS nejpozději od 1. července 2006
- Rozměr: 160 x 160 mm
| Objednací kód | Popis |
| TMCM-612/SG | 6. osový ovladač/ovladač a modul sběru dat, StallGuard |
Tabulka 1.1: Objednací kódy
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 2008
Informace uvedené v tomto datovém listu jsou považovány za přesné a spolehlivé. Nepřebírá se však žádná odpovědnost za důsledky jeho použití ani za porušení patentů nebo jiných práv třetích osob, které může z jeho použití vyplývat. Specifikace se mohou bez upozornění změnit.
Elektrické a mechanické rozhraní
3.1 Rozměry
3.2 Připojení modulu TMCM-612
Obrázek 3.2 ukazuje overview všech konektorů. Následující části podrobně popisují všechny konektory.
3.2.1 Konektory použité na modulu TMCM-612
Všechny konektory použité na modulu TMCM-612 jsou průmyslové standardní konektory s výjimkou motorů a vypínačů. Takže protilehlé konektory lze získat od mnoha různých výrobců.
Motor a vypínač: 1×4 pin, rozteč 2.54 mm, AMP 640456-4 konektor ADC a DAC konektory: průmyslový standardní header, 2×8 pinů, rozteč 2.54 mm.
I/O: standardní hlavička, 2x7 pinů, rozteč 2.54 mm.
Expanze (Power/SPI): průmyslová standardní hlavička, 2×5 kolíků, rozteč 2.54 mm.
3.2.2 Napájení
Připojte napájecí zdroj max. Zde 34V DC (minimální provozní objtage je 12V). Zařízení je chráněno proti špatné polaritě diodou, která při špatné polaritě zkratuje napájení.
3.2.3 Indikátory LED
Na desce jsou dvě LED diody. Pravá LED ("Power", označená +5V) se rozsvítí, když je jednotka napájena. Druhá LED (“Activity”) bliká, když jednotka běží normálně.
3.2.4 Konektory motoru
Krokové motory lze připojit pomocí 4pinových konektorů s roztečí 2.54 mm. Pájecí body za konektory jsou elektricky identické. Přiřazení pinů konektorů je vytištěno na desce. Připojte jednu cívku motoru ke svorkám označeným „A0“ a „A1“ a druhou cívku ke konektorům označeným „B0“ a „B1“. Viz obrázek 3.2. Varování: Nikdy nepřipojujte ani neodpojujte motor, pokud je jednotka napájena! Mohlo by dojít k poškození ovladačů motoru a možná i jiných částí jednotky! Obrázek 3.3: Připojení motoru a referenčního spínače
3.2.5 Stop spínače / Referenční spínače
Stop spínače lze připojit na svorky označené „L“ a „R“ a na svorku GND. Spínače jsou „normálně sepnuté“. Konektory referenčního spínače mají také svorku „+5V“. Jedná se o 5V výstup, který lze použít pro napájení fotospojek nebo digitálních hallových senzorů.
Levý dorazový spínač se také používá jako referenční spínač.
3.2.6 rozhraní RS232
Rozhraní RS232 (výchozí 9600 bps, max. 115200 bps) je jedním ze způsobů připojení jednotky k PC nebo mikrokontroléru s rozhraním RS232. Přes toto rozhraní lze do jednotky posílat všechny příkazy TMCL. Pro připojení TMCM-612 k PC je třeba použít kabel nulového modemu, takže je třeba provést následující připojení:
| kolík TMCM-612 | PC pin |
| 2 | 3 |
| 3 | 2 |
| 5 | 5 |
Přiřazení pinů zásuvky RS232 na TMCM-612 jsou následující:
| Číslo PIN | Název signálu |
| 2 | RxD |
| 3 | TxD |
| 5 | GND |
Všechny ostatní piny tohoto konektoru nejsou zapojeny.
Rozhraní 3.2.7 USB
USB rozhraní je také způsob připojení jednotky k PC, když je potřeba vyšší komunikační rychlost. Rozhraní podporuje standard USB 2.0. Viz kapitola 5.4 o tom, jak nainstalovat ovladač zařízení, který je potřebný pro komunikaci s TMCM-612 přes USB.
Rozhraní USB a RS232 by neměly být používány současně.
3.2.8 I/O pro všeobecné použití
Univerzální I/O konektor poskytuje osm digitálních vstupních/výstupních linek. Každá z těchto linek může být naprogramována tak, aby byla použita buď jako digitální výstup nebo jako digitální vstup nebo jako analogový vstup s přesností 10 bitů a maximálním vstupním objememtage +5V. Všechny digitální vstupy a výstupy pracují na úrovni TTL, takže maximální objtage je 5V. Maximální proud při použití jako digitální výstup je 20 mA. Přiřazení pinů konektoru je následující:
| Kolík | Signál | Kolík |
Signál |
| 1 | alarm Input | 2 | GND |
| 3 | I/O 0 | 4 | I/O 1 |
| 5 | I/O 2 | 6 | I/O 3 |
| 7 | I/O 4 | 8 | I/O 5 |
| 9 | I/O 6 | 10 | I/O 7 |
| 11 | +5V | 12 | GND |
| 13 | +5V | 14 | GND |
Tabulka 3.1: I/O pro všeobecné použití
Alarmový vstup je také digitální vstup s úrovní TTL a interním pull-up rezistorem. Funkce tohoto vstupu může být nakonfigurována tak, aby zastavila všechny motory, když je vysoká, nebo zastavila všechny motory, když je nízká nebo vůbec nefungovala (podrobnosti najdete v sekci softwaru). Pin 1 konektoru je znázorněn na obrázku 3.2 a je také označen šipkou na desce. Kolíky s lichými čísly jsou ty, které jsou blízko okraje hrací desky.
3.2.9 Tlačítko Reset
Stisknutím resetovacího tlačítka resetujete mikrokontrolér. Všechny motory se poté okamžitě zastaví a vše se znovu inicializuje.
3.2.10 ISP konektor – obnovení do továrního nastavení
Tento konektor se používá ke dvěma účelům:
Programování CPU pomocí obvodového programátoru: Toto může provádět pouze Trinamic, nikoli uživatel!
(Uživatel může upgradovat firmware přes rozhraní RS232 nebo USB pomocí funkce „Instalovat OS“ v TMCL IDE.)
Obnovení všech parametrů na výchozí tovární hodnoty: Téměř všechny parametry lze uložit do EEPROM CPU. Pokud byly některé parametry nastaveny špatně, může to vést k případu chybné konfigurace, kdy modul již není dostupný pro PC. Za takových okolností lze všechny parametry resetovat na výchozí tovární hodnoty následujícím způsobem:
- Vypněte napájení.
- Propojte kolíky 1 a 3 konektoru ISP pomocí propojky (jak je znázorněno na obrázku 3.4).
- Zapněte napájení a počkejte, dokud LED „Activity“ rychle bliká (mnohem rychleji než normálně).
- Vypněte napájení.
- Odstraňte spojení mezi kolíky 1 a 3 konektoru ISP.
- Zapněte napájení a počkejte, dokud LED nezačne normálně blikat (to může trvat několik sekund).
Nyní jsou všechny parametry obnoveny na výchozí tovární hodnoty a jednotka by měla opět normálně fungovat.
3.2.11 Konektor ADC
Konektor ADC je na desce označen „ADC“ a poskytuje osm analogových vstupů s 16bitovou přesností a vstupním objememtage rozsah 0..+10V. Přiřazení pinů tohoto konektoru je následující:
| Kolík | Signál | Kolík |
Signál |
| 1 | Vstup ADC 0 | 2 | GND |
| 3 | Vstup ADC 1 | 4 | GND |
| 5 | Vstup ADC 2 | 6 | GND |
| 7 | Vstup ADC 3 | 8 | GND |
| 9 | Vstup ADC 4 | 10 | GND |
| 11 | Vstup ADC 5 | 12 | GND |
| 13 | Vstup ADC 6 | 14 | GND |
| 15 | Vstup ADC 7 | 16 | GND |
Tabulka 3.2: Konektor ADC
Pin 1 je na desce označen šipkou a je také znázorněn na obrázku 3.2. Všechny kolíky s lichými čísly jsou ty, které jsou blízko okraje hrací desky.
3.2.12 DAC konektor
Konektor DAC je na desce označen „DAC“ a poskytuje osm analogových výstupů s přesností 10 bitů a výstupním objememtage rozsah 0..+10V. Přiřazení pinů konektoru DAC jsou následující:
| Kolík | Signál | Kolík |
Signál |
| 1 | DAC výstup 0 | 2 | GND |
| 3 | DAC výstup 1 | 4 | GND |
| 5 | DAC výstup 2 | 6 | GND |
| 7 | DAC výstup 3 | 8 | GND |
| 9 | DAC výstup 4 | 10 | GND |
| 11 | DAC výstup 5 | 12 | GND |
| 13 | DAC výstup 6 | 14 | GND |
| 15 | DAC výstup 7 | 16 | GND |
Tabulka 3.3: Konektor DAC
Pin 1 je na desce označen šipkou a je také znázorněn na obrázku 3.2. Všechny kolíky s lichými čísly jsou ty, které jsou blízko okraje hrací desky.
3.2.13 Rozšiřující konektor
Rozšiřující konektor je na desce označen „Power/SPI“. Zde lze k CPU připojit další periferní zařízení přes rozhraní SPI nebo UART. Také analogový svtagZde jsou k dispozici es (+5V a +15V). Přiřazení pinů tohoto konektoru je následující:
| Kolík | Signál | Kolík |
Signál |
| 1 | +15V (analogový) | 2 | DAC ref. 3.1 V |
| 3 | +5V (analogový) | 4 | +5V (digitální) |
| 5 | UART RxD (úroveň TTL) | 6 | UART TxD (úroveň TTL) |
| 7 | SPI_CS | 8 | SPI_MISO |
| 9 | SPI_SCK | 10 | SPI_MOSI |
Tabulka 3.4: Rozšiřující konektor
Pin 1 je na desce označen šipkou a je také znázorněn na obrázku 3.2. Všechny kolíky s lichými čísly jsou ty, které jsou blízko okraje hrací desky.
Provozní hodnocení
| Symbol | Parametr | Min | Typ | Max |
Jednotka |
| VS | DC Napájení objtage pro provoz | 12 | 15 … 28 | 34 | V |
| ICOIL | Proud cívky motoru pro sinusový průběh vrchol (regulovaný chopper, nastavitelný pomocí softwaru) | 0 | 0.3 … 1.5 | 1.5 | A |
| fCHOP | Frekvence střídače motoru | 36.8 | kHz | ||
| IS | Napájecí proud (na motor) | << ICOIL | 1.4 * ICOIL | A | |
| VINPROT | Vstupní objemtage pro StopL, StopR, GPI0 (vnitřní ochranné diody) | -0.5 | 0 … 5 | V+5V+0.5 XNUMX XNUMX XNUMX | V |
| VANA | INx analogový rozsah měření I/O | 0 … 5 | V | ||
| VADC | Analogový rozsah měření | 0 … 10 | V | ||
| VDAC | Rozsah analogového výstupu | 0 … 10 | V | ||
| VINLO | Nízkoúrovňový vstup INx, StopL, StopR | 0 | 0.9 | V | |
| VINHI | INx, StopL, StopR vysokoúrovňový vstup (integrovaný 10k pullup až +5V pro Stop) | 2 | 5 | V | |
| IOUTI | OUTx max +/- výstupní proud (výstup CMOS) (součet pro všechny výstupy max. 50mA) | +/-20 | mA | ||
| TENV | Teplota prostředí při jmenovitém proudu (bez chlazení) | -40 | +70 XNUMX XNUMX XNUMX | °C |
4.1 Hlavní technické údaje
- Napájecí objemtage: DC, 12..34V
- Typ motoru: bipolární, dvoufázový krokový motor
- Maximální špičkový proud cívky: 1.5A (nastavitelný pomocí softwaru ve 255 krocích)
- Rozhraní:
RS232 (výchozí 9600 bps, max. 115200 bps)
USB 2.0 - osm všeobecných vstupů/výstupů (jako výstup: 5V, max. 20mA, nebo jako vstup: digitální nebo analogové úrovně TTL max. 5V, 10 bitů)
- osm analogových vstupů s 16bitovou přesností a vstupním objtage rozsah 0..+10V
- osm analogových výstupů s přesností 10 bitů a objemem výstuputage rozsah 0..+10V
- jeden poplachový vstup (úroveň TTL)
- dva vstupy stop spínače pro každý motor (úroveň TTL), polarita volitelná pro každý motor
- CPU: ATmega128
- Frekvence hodin: 16 MHz
- Ovladač krokového motoru: dva TMC428
- Ovladač krokového motoru: šest TMC246 (se StallGuard) nebo šest TMC236 (bez StallGuard), rozšířeno na 64 mikrokroků
- EEPROM pro úložiště programu TMCL: 16 kBytes (vhodné až pro 2048 příkazů TMCL)
- Dalších 128 kB RAM pro sběr dat
- Upgrade firmwaru možný přes RS232 nebo USB rozhraní
- Rozsah provozních teplot: -40..70°C
Popis funkce
Na obrázku 5.1 jsou zobrazeny hlavní části modulu TMCM-612. Modul se skládá hlavně ze dvou pohybových ovladačů TMC428, šesti ovladačů krokového motoru TMC246, programové paměti TMCL (EEPROM) a hostitelských rozhraní (RS-232 a USB). Speciální jsou ADC a DAC převodníky a extra datová RAM o velikosti 128kbyte.
5.1 Architektura systému
TMCM-612 integruje mikrokontrolér s operačním systémem TMCL (Trinamic Motion Control Language).
Úlohy řízení pohybu v reálném čase realizuje TMC428.
Mikrokontrolér 5.1.1
Na tomto modulu se Atmel Atmega128 používá ke spuštění operačního systému TMCL a ovládání TMC428. CPU má 128Kbyte flash paměť a 2Kbyte EEPROM. Na mikrokontroléru běží operační systém TMCL (Trinamic Motion Control Language), který umožňuje provádět příkazy TMCL, které jsou do modulu odesílány z hostitele přes rozhraní RS232 a USB. Mikrokontrolér interpretuje příkazy TMCL a řídí TMC428, který provádí příkazy pohybu. Flash ROM mikrokontroléru obsahuje operační systém TMCL a paměť EEPROM mikrokontroléru slouží k trvalému uložení konfiguračních dat.
Operační systém TMCL lze aktualizovat přes rozhraní RS232. K tomu použijte TMCL IDE.
5.1.2 TMCL EEPROM
Pro uložení programů TMCL pro samostatný provoz je modul TMCM-612 vybaven 16kByte EEPROM připojenou k mikrokontroléru. EEPROM může ukládat programy TMCL sestávající z až 2048 příkazů TMCL.
5.1.3 Ovladač pohybu TMC428
TMC428 je vysoce výkonný integrovaný obvod pro řízení krokového motoru a může ovládat až tři 2fázové krokové motory. Parametry pohybu, jako je rychlost nebo zrychlení, jsou mikrokontrolérem odesílány do TMC428 přes SPI. Výpočet ramps a rychlost profiles jsou prováděny interně hardwarem na základě parametrů cílového pohybu. TMCM-612 má dva TMC428 pro 6 os.
5.1.4 Ovladače krokových motorů
Na modulech TMCM-612 jsou použity čipy ovladače TMCM246. Tyto čipy jsou plně kompatibilní s čipy TMC236, ale mají další funkci StallGuard. Tyto ovladače se velmi snadno používají. Mohou řídit proudy pro dvě fáze krokových motorů. Tyto integrované obvody ovladače podporují 16x mikrokrokování a maximální výstupní proud 1500 mA. Protože ztrátový výkon čipů TMC236 a TMC246 je velmi nízký, není potřeba chladič ani chladicí ventilátor. Teplota třísek se nezvýší. Cívky se automaticky vypnou, když teplota nebo proud překročí limity a automaticky se znovu zapnou, když budou hodnoty opět v limitech.
5.1.5 Převodník ADC / DAC
ADC převodník může být naprogramován tak, aby dělal krokový synchronní vstup objtage skenujte a ukládejte hodnoty při vysoké rychlosti přenosu dat. Tato data mohou být uložena v extra 128 kB paměti RAM.
5.2 StallGuard™ – Bezsenzorová detekce zastavení motoru
Moduly TMCM-612/SG jsou vybaveny funkcí StallGuard. Volba StallGuard umožňuje zjistit, zda je mechanické zatížení krokového motoru příliš vysoké nebo zda cestujícímu nepřekáží. Hodnotu zátěže lze číst pomocí příkazu TMCL nebo lze modul naprogramovat tak, aby se motor automaticky zastavil, když byl ucpán nebo byla zátěž příliš vysoká.
StallGuard lze také použít k nalezení referenční polohy bez potřeby referenčního spínače: Stačí aktivovat StallGuard a poté nechat cestujícího běžet proti mechanické překážce, která je umístěna na konci cesty. Když se motor zastaví, je definitivně na konci své cesty a tento bod lze použít jako referenční polohu. Chcete-li použít StallGuard ve skutečné aplikaci, měli byste nejprve provést některé manuální testy, protože úroveň StallGuard závisí na rychlostech motoru a na výskytu rezonancí. Při zapnutí StallGuard se změní provozní režim motoru a rozlišení mikrokroků může být horší. StallGuard by tedy měl být vypnut, když se nepoužívá.
Smíšený útlum by měl být vypnut, když je StallGuard v provozu, aby byly získány použitelné výsledky.
| Hodnota | Popis |
| -7..-1 | Motor se zastaví, když je dosaženo hodnoty StallGuard a poloha je nastavena na nulu (užitečné pro referenční běh). |
| 0 | Funkce StallGuard je deaktivována (výchozí) |
| 1..7 | Motor se zastaví, když je dosaženo hodnoty StallGuard a poloha není nastavena na nulu. |
Tabulka 5.1: Parametr StallGuard SAP 205
Chcete-li aktivovat funkci StallGuard, použijte příkaz TMCL SAP 205 a nastavte prahovou hodnotu StallGuard podle tabulky 5.1. Skutečná hodnota zatížení je dána GAP 206. TMCL IDE má některé nástroje, které vám umožní vyzkoušet a upravit funkci StallGuard jednoduchým způsobem. Lze je nalézt v „StallGuard“ v nabídce „Nastavení“ a jsou popsány v následujících kapitolách.
5.2.1 Seřizovací nástroj StallGuard
Nástroj pro nastavení StallGuard pomáhá najít potřebné parametry motoru, když se má použít StallGuard. Tuto funkci lze použít pouze v případě, že je připojen modul s funkcí StallGuard. Toto se kontroluje, když je v nabídce „Nastavení“ vybrán nástroj pro nastavení StallGuard. Po úspěšné kontrole se zobrazí nastavovací nástroj StallGuard.
Nejprve vyberte osu, která se má použít v oblasti „Motor“.
Nyní můžete zadat hodnotu rychlosti a zrychlení v oblasti „Drive“ a poté kliknout na „Rotate Left“ nebo „Rotate Right“. Kliknutím na jedno z těchto tlačítek odešlete potřebné příkazy do modulu, aby se motor rozběhl. Červený pruh v oblasti „StallGuard“ na pravé straně oken zobrazuje aktuální hodnotu zatížení. Pomocí posuvníku nastavte prahovou hodnotu StallGuard. Pokud hodnota zatížení dosáhne této hodnoty, motor se zastaví. Kliknutím na tlačítko „Stop“ se také zastaví motor. Všechny příkazy potřebné k nastavení hodnot zadaných v tomto dialogu jsou zobrazeny v oblasti „Příkazy“ ve spodní části okna. Tam je lze vybrat, zkopírovat a vložit do editoru TMCL.
5.2.2 StallGuard profiler
StallGuard profiler je nástroj, který vám pomůže najít nejlepší parametry pro použití detekce zablokování. Prohledává dané rychlosti a ukazuje, které rychlosti jsou nejlepší. Podobně jako nastavovací nástroj StallGuard jej lze použít pouze společně s modulem, který podporuje StallGuard. Toto se kontroluje hned po StallGuard profiler bylo vybráno v nabídce „Nastavení“. Po úspěšné kontrole StallGuard profileZobrazí se okno r.
Nejprve vyberte osu, kterou chcete použít. Poté zadejte „Start velocity“ a „End velocity“. Startovací rychlost se používá na začátku profile záznam. Záznam končí, když je dosaženo koncové rychlosti. Počáteční rychlost a koncová rychlost se nesmí rovnat. Po zadání těchto parametrů klikněte na tlačítko „Start“ pro spuštění StallGuard profile záznam. V závislosti na rozsahu mezi počáteční a koncovou rychlostí to může trvat několik minut, protože hodnota zatížení pro každou hodnotu rychlosti je měřena desetkrát. Hodnota „Aktuální rychlost“ ukazuje rychlost, která je aktuálně testována, a říká vám tak pokrok profesionála.file záznam. Můžete také zrušit profíkafile nahrávání kliknutím na tlačítko „Přerušit“. Výsledek lze také exportovat do Excelu nebo do textu file pomocí tlačítka „Exportovat“.
5.2.2.1 Výsledek StallGuard profiler
Výsledek je zobrazen jako grafika v StallGuard profiler okno. Po proffile nahrávání skončilo, můžete procházet profesionálemfile grafiku pomocí posuvníku pod ním. Stupnice na svislé ose ukazuje hodnotu zatížení: vyšší hodnota znamená vyšší zatížení. Stupnice na vodorovné ose je stupnice rychlosti. Barva každé čáry ukazuje standardní odchylku deseti hodnot zatížení, které byly naměřeny pro rychlost v daném bodě. Jedná se o indikátor vibrací motoru při dané rychlosti. Používají se tři barvy:
- Zelená: Standardní odchylka je velmi nízká nebo nulová. To znamená, že při této rychlosti prakticky nedochází k žádným vibracím.
- Žlutá: Tato barva znamená, že při této rychlosti mohou být nějaké nízké vibrace.
- Červená: Červená barva znamená, že při této rychlosti jsou vysoké vibrace.
5.2.2.2 Interpretace výsledku
Pro efektivní využití funkce StallGuard byste měli zvolit rychlost, kde je hodnota zatížení co nejnižší a kde je barva zelená. Úplně nejlepší hodnoty rychlosti jsou ty, kde je hodnota zatížení nula (oblasti, které nevykazují žádnou zelenou, žlutou nebo červenou čáru). Rychlosti zobrazené žlutě lze také použít, ale opatrně, protože by mohly způsobit problémy (možná se motor zastaví, i když není zastaven).
Rychlosti zobrazené červeně by neměly být zvoleny. Kvůli vibracím je hodnota zatížení často nepředvídatelná, a proto není použitelná k dosažení dobrých výsledků při použití detekce přetížení.
Při nahrávání profesionála se totiž jen velmi zřídka dosáhne úplně stejného výsledkufile se stejnými parametry podruhé, vždy dva a více profiles by měly být zaznamenány a vzájemně porovnány.
5.3 Referenční spínače
Pomocí referenčních spínačů lze definovat interval pro pohyb motoru nebo nulový bod. Pomocí cestovního spínače lze také detekovat skokovou ztrátu systému, např. v důsledku přetížení nebo ruční interakce. TMCM-612 má jeden levý a pravý vstup referenčního spínače pro každý motor.
| Motor X | Směr | Jméno | Limity |
Popis |
| 0, 1, 2, 3, 4, 5 | In | R | TTL | Vstup pravého referenčního spínače pro motor #X |
| 0, 1, 2, 3, 4, 5 | In | L | TTL | Levý vstup referenčního spínače pro motor #X |
Tabulka 5.2: Referenční spínače vývodů
Poznámka: 10k pullup rezistory pro referenční spínače jsou součástí modulu.
5.3.1 Levý a pravý koncový spínač
TMCM-612 lze nakonfigurovat tak, aby motor měl levý a pravý koncový spínač (obrázek 5.4). Motor se poté zastaví, když cestující dosáhne jednoho z koncových spínačů.
5.3.2 Konfigurace trojitého spínače
Je možné naprogramovat toleranční rozsah kolem polohy referenčního spínače. To je užitečné pro konfiguraci trojitého přepínače, jak je znázorněno na obrázku 5.5. V této konfiguraci se dva spínače používají jako automatické zastavovací spínače a jeden další spínač se používá jako referenční spínač mezi levým a pravým stop spínačem. Levý stop spínač a referenční spínač jsou propojeny. Středový spínač (pojezdový spínač) umožňuje sledování osy, aby bylo možné detekovat ztrátu kroku.
5.3.3 Jeden koncový spínač pro kruhové systémy
Pokud je použit kruhový systém (obrázek 5.6), je nutný pouze jeden referenční spínač, protože v takovém systému nejsou žádné koncové body.
5.4 USB
Chcete-li používat rozhraní USB, musíte nejprve nainstalovat ovladač zařízení. Na disku CD je dodán ovladač zařízení, který lze použít s Windows 98, Windows ME, Windows 2000 a Windows XP. Ovladač zařízení nelze použít s Windows NT4 a Windows 95, protože tyto operační systémy USB vůbec nepodporují. Ve většině distribucí Linuxu je ovladač pro USB čip použitý na zařízení TMCM-612 (FT245BM) již obsažen v jádře. Když je modul TMCM-612 poprvé připojen k rozhraní USB počítače, operační systém vás vyzve k zadání ovladače. Nyní vložte CD a vyberte „tmcm-612.inf“ file tam. Ovladač se poté nainstaluje a je připraven k použití.
Vezměte prosím na vědomí, že TMCM-612 vždy potřebuje vlastní napájení a není napájen ze sběrnice USB. Modul tedy nebude rozpoznán, pokud není napájen.
Chcete-li použít připojení USB s TMCL IDE, je zapotřebí alespoň verze 1.31 IDE. Na obrazovce „Připojení“ v dialogovém okně „Možnosti“ vyberte „USB (TMCM-612)“ a poté vyberte modul ze seznamu „Zařízení“. Nyní veškerá komunikace mezi TMCL IDE a modulem využívá rozhraní USB. Pro ovládání modulu TMCM-612 z vašich vlastních PC aplikací je potřeba USB verze „TMCL Wrapper DLL“.
Uvedení TMCM-612 do provozu
Na základě malého exampKrok za krokem je ukázáno, jak je TMCM-612 uveden do provozu. Zkušení uživatelé mohou tuto kapitolu přeskočit a přejít na kapitolu 7:
Example: Následující aplikace je implementována s vývojovým prostředím TMCL-IDE Software v modulu TMCM-612. Pro přenos dat mezi hostitelským počítačem a modulem se používá rozhraní RS-232.
Vzorec, jak se „rychlost“ převádí na fyzickou jednotku, jako jsou otáčky za sekundu, najdete v 7.1 Výpočet:
Rychlost a zrychlení vs. mikrokroková a úplná frekvence Otočte motorem 0 doleva s rychlostí 500
Otočte motor 1 doprava rychlostí 500
Otáčejte motorem 2 rychlostí 500, zrychlením 5 a pohybujte se mezi polohou +10000 a –10000.
Krok 1: Připojte rozhraní RS-232, jak je uvedeno v 3.2.6.
Krok 2: Připojte motory, jak je uvedeno v 3.2.4.
Krok 3: Připojte napájecí zdroj.
Krok 4: Zapněte napájení. Vestavěná LED by měla začít blikat. To indikuje správnou konfiguraci mikrokontroléru.
Krok 5: Spusťte vývojové prostředí TMCL-IDE Software. Zadejte následující program TMCL:
Popis příkazů TMCL lze nalézt v dodatku A.
Krok 6: Kliknutím na ikonu „Sestavit“ převedete TMCL na strojový kód.
Poté stáhněte program do modulu TMCM-612 pomocí ikony „Download“.
Krok 7: Stiskněte ikonu „Spustit“. Požadovaný program bude proveden.
Program je uložen do EEPROM mikrokontroléru. Pokud je aktivována možnost automatického spuštění TMCL v záložce „Konfigurovat modul“ „Ostatní“, program se spustí při každém zapnutí.
Dokumentaci o operacích TMCL lze nalézt v referenční příručce TMCL. Následující kapitola pojednává o dalších operacích pro přeměnu TMCM-612 na vysoce výkonný systém řízení pohybu.
Provozní popis TMCM-612
7.1 Výpočet: Rychlost a zrychlení vs. mikrokroková a plná frekvence
Hodnoty parametrů odeslané do TMC428 nemají typické hodnoty motoru, jako otáčky za sekundu jako rychlost. Tyto hodnoty však lze vypočítat z parametrů TMC428, jak je uvedeno v tomto dokumentu. Parametry pro TMC428 jsou:
| Signál | Popis |
Rozsah |
| fCLK | hodinová frekvence | 0..16 MHz |
| rychlost | – | 0..2047 |
| a_max | maximální zrychlení | 0..2047 |
| pulse_div | dělič pro rychlost. Čím vyšší je hodnota, tím menší je výchozí hodnota maximální rychlosti = 0 | 0..13 |
| ramp_div | dělič pro zrychlení. Čím vyšší je hodnota, tím menší je výchozí hodnota maximálního zrychlení = 0 | 0..13 |
| Usrs | mikrokrokové rozlišení (mikrokroky na celý krok = 2usrs) | 0..7 (hodnota 7 je interně mapována na 6 pomocí TMC428) |
Tabulka 7.1: Parametry rychlosti TMC428
Vypočítá se mikrokroková frekvence krokového motoru
Chcete-li vypočítat frekvenci úplného kroku z frekvence mikrokroku, musí být frekvence mikrokroku vydělena počtem mikrokroků na plný krok.
Udává se změna frekvence pulsů za časovou jednotku (změna frekvence pulsů za sekundu – zrychlení a).
To má za následek zrychlení v celých krocích:
Exampten:
f_CLK = 16 MHz
rychlost = 1000
a_max = 1000
pulse_div = 1
ramp_div = 1
usrs = 6
Pokud má krokový motor např. 72 úplných kroků na otáčku, počet otáček motoru je:
TMCL
Stejně jako většina ostatních modulů řízení pohybu Trinamic je i TMCM-612 vybaven jazykem TMCL, jazykem řízení pohybu Trinamic. Jazyk TMCL v této jednotce byl rozšířen tak, že šest motorů lze ovládat normálními příkazy TMCL. Až na několik výjimek všechny příkazy fungují tak, jak je popsáno v „TMCL Reference and Programming Manual“. Hlavní rozdíl je v tom, že rozsah parametru „Motor“ byl rozšířen na šest motorů: jeho rozsah je nyní 0..5, takže všechny příkazy, které vyžadují číslo motoru, mohou adresovat všech šest motorů. Všechny parametry os lze nastavit nezávisle pro každý motor. TMCL, jazyk TRINAMIC Motion Control Language, je popsán v samostatné dokumentaci, TMCL Reference and Programming Manual. Tato příručka je k dispozici na disku CD TMC TechLib a na web místo TRINAMIC: www.trinamic.com. Aktualizované datové listy a poznámky k aplikaci naleznete v těchto zdrojích. CD-ROM TMC TechLib včetně datových listů, aplikačních poznámek, schémat vyhodnocovacích desek, softwaru vyhodnocovacích desek, zdrojového kódu exampsoubory, tabulky pro výpočet parametrů, nástroje a další jsou k dispozici od TRINAMIC na vyžádání a jsou dodávány s každým modulem.
8.1 Rozdíly v příkazech TMCL
Na modulu TMCM-612 jsou pouze dva příkazy, které se mírně liší. Jsou následující:
8.1.1 MVP COORD
Příkazy MVP ABS a MVP REL jsou stejné jako u ostatních modulů, ale příkaz MVP COORD má více možností. Z tohoto důvodu je parametr „motor“ s příkazem MVP COORD na modulu TMCM-610 interpretován následovně:
Pohyb pouze jednoho motoru: nastavte parametr „Motor“ na číslo motoru (0..5).
Pohyb více motorů bez interpolace: Nastavte bit 7 parametru „Motor“. Nyní bity 0..5 parametru „Motor“ definují, které motory se mají spustit. Každý z těchto bitů představuje jeden motor. Pohyb více motorů pomocí interpolace: Nastavte bit 6 parametru „Motor“.
Nyní bity 0..5 parametru „Motor“ definují, které motory se mají pohybovat pomocí interpolace. Každý z těchto bitů představuje jeden motor. Pomocí interpolace není možné spustit skupinu více než tří motorů. Je však možné spustit jednu skupinu tří motorů hned po spuštění skupiny dalších tří motorů.
Examples:
- MVP COORD, 47 $, 2 přesune motory 0, 1 a 2 na souřadnici 2 pomocí interpolace.
- MVP COORD, $ 87, 5 přesune motory 0, 1 a 2 na souřadnici 5 bez použití interpolace.
Varování: funkce interpolace není k dispozici ve verzích firmwaru starších než 6.31. V případě potřeby získejte nejnovější firmware od Trinamic webstránky a upgradujte svůj modul.
8.1.2 ČEKEJTE RFS
Čekání na vyhledání reference více motorů pomocí příkazu WAIT RFS není podporováno. Rozsah parametru „motor“ je 0..5 (pro šest motorů). Chcete-li počkat na vyhledání více referencí, stačí použít jeden příkaz WAIT RFS pro každý motor.
8.2 Další příkazy
Některé z uživatelsky definovaných příkazů se používají pro přístup k dalším funkcím TMCM-612, jako je ADC, DAC, polarita referenčního spínače a přídavná paměť RAM pro sběr dat.
8.2.1 Přečtěte si ADC: UF0
Příkaz UF0 se používá ke čtení dodatečného 16bitového ADC. Příkaz vybere kanál, spustí konverzi a poté vrátí výsledek. Parametr „motor/banka“ se používá k výběru kanálu (0..7). V přímém režimu TMCL použijte ruční vstup. Výsledek je v rozsahu 0..65535, kde 65535 znamená +10V. Ostatní parametry tohoto příkazu se nepoužívají a měly by být nastaveny na nulu. Přample: Pro čtení kanálu 3 ADC použijte UF0 0, 3, 0.
8.2.2 Zapište do DAC: UF1
Příkaz UF1 se používá k nastavení hodnoty dalších 10bitových DAC. Hodnotu lze tedy nastavit mezi 0 a 1023. Hodnota 1023 se rovná výstupnímu objemutage +10V. Parametr „motor/bank“ se používá ke specifikaci kanálu (0..7) a parametr „value“ se používá ke specifikaci výstupní hodnoty.
Parametr „type“ určuje, zda má být na DAC výstupem konstantní hodnota nebo akumulátor nebo registr x (type=0 výstup konstantní hodnoty, type=1 výstup akumulátoru, type=2 výstup registru x).
Exampten:
- Chcete-li nastavit kanál DAC 5 na 517, použijte UF1 0, 5, 517.
- Pro nastavení kanálu DAC 5 na hodnotu akumulátoru použijte UF1 1, 5, 0.
- Chcete-li nastavit kanál DAC 5 na hodnotu registru x, použijte UF1 2, 5, 0.
8.2.3 Nastavte polaritu stop spínačů: UF2
Příkaz UF2 se používá k nastavení polarity spínače stop pro každý motor. Parametr „value“ příkazu se používá jako bitová maska, kde bit 0 znamená motor 0, bit 1 motor 1 a tak dále. Když je nastaven odpovídající bit, polarita stop spínačů tohoto motoru bude invertována.
Parametry „type“ a „motor/bank“ tohoto příkazu se nepoužívají a měly by být nastaveny na nulu.
8.2.4 Čtení z doplňkových dat RAM: UF3
S revizí firmwaru 6.35 nebo vyšší lze pro přístup k dodatečné paměti RAM použít příkazy UF3 a UF4. Příkaz UF3 se používá ke čtení dat z přídavné paměti RAM pro sběr dat. V závislosti na parametru „type“ má příkaz UF3 šest různých funkcí:
- UF3 0, 0, : Nastavte ukazatel čtení RAM na hodnotu .
- UF3 1, 0, 0: Nastaví ukazatel čtení RAM na hodnotu uloženou v akumulátoru.
- UF3 2, 0, 0: Získejte ukazatel čtení RAM (zkopírujte jeho hodnotu do akumulátoru).
- UF3 3, 0, 0: Načtení hodnoty z RAM na adrese dané ukazatelem čtení RAM.
- UF3 4, 0, 0: Načíst hodnotu z RAM na adrese dané ukazatelem čtení RAM, poté zvýšit ukazatel čtení RAM o jednu tak, aby ukazoval na další paměťové místo.
- UF3 5, 0, : Čtení hodnoty z RAM na pevné adrese dané hodnotou .
Těmito příkazy je možné načíst data uložená v přídavné RAM do registru akumulátoru, aby mohla být dále zpracovávána. Tyto příkazy lze samozřejmě použít také v přímém režimu, takže např. hostitel může číst data, která byla dříve uložena v paměti RAM, např. programem TMCL.
Ukazatel čtení RAM umožňuje přístup k RAM na adrese, která byla dříve nastavena. Může se také automaticky zvyšovat. Registr akumulátorů tedy k takovým účelům nemusí sloužit.
Příkazy UF3 a UF4 adresují RAM jako pole 32 bitových slov, takže pomocí těchto příkazů lze do RAM uložit až 32767 hodnot (ukazatel čtení RAM by neměl být nastaven na hodnoty přesahující 32767).
8.2.5 Zápis do doplňkové datové paměti RAM: UF4
Příkaz UF4 se používá k zápisu dat do paměti RAM pro další sběr dat. V závislosti na parametru „type“ má příkaz UF4 šest různých funkcí:
- UF4, 0, 0, : Nastavte ukazatel zápisu RAM na hodnotu .
- UF4 1, 0, 0: Nastaví ukazatel zápisu RAM na hodnotu uloženou v akumulátoru.
- UF4 2, 0, 0: Získejte ukazatel zápisu RAM (zkopírujte jeho hodnotu do akumulátoru).
- UF4 3, 0, 0: Zápis obsahu akumulátoru do RAM na adresu danou ukazatelem zápisu RAM.
- UF4 4, 0, 0: Zapíše obsah akumulátoru do RAM na adresu danou ukazatelem zápisu RAM a poté zvýší ukazatel zápisu RAM tak, aby ukazoval na další paměťové místo.
- UF4 5, 0, : Zápis obsahu akumulátoru do RAM na pevnou adresu danou hodnotou .
- UF4 6, 0, : Napište pevnou hodnotu do RAM na adrese dané ukazatelem zápisu RAM.
- UF4 7, 0, : Napište pevnou hodnotu do RAM na adresu zadanou ukazatelem zápisu RAM a poté zvyšte ukazatel zápisu RAM tak, aby ukazoval na další paměťové místo.
Pomocí těchto příkazů je možné zapisovat data do přídavné paměti RAM, aby je bylo možné uložit pro další zpracování (napřampsoubory z ADC pro pozdější zpracování). Tyto příkazy lze samozřejmě použít také v přímém režimu, takže hostitel může zapisovat hodnoty do paměti RAM, které pak TMCM-612 zpracuje. Ukazatel zápisu RAM umožňuje přístup k paměti RAM na adrese, která byla dříve nastavena. Ukazatel zápisu RAM lze také automaticky zvýšit po každém přístupu k zápisu, takže k tomuto účelu není nutné používat akumulátor. Tento příkaz je dostupný v revizi firmwaru 6.35 nebo vyšší. V následujícím example, jsou hodnoty ADC měřeny a ukládány do paměti RAM každou sekundu. Bývalýamples využívá funkci automatického přírůstku.
UF4 0, 0, 0 //Nastavit ukazatel zápisu RAM na 0 smyčka:
GIO 0, 1 //Přečtěte si ADC 0
UF4 4, 0, 0 //Uložení hodnoty do RAM s automatickým přírůstkem WAIT TICKS, 0, 10
UF4 2, 0, 0 //Zkontrolujte, zda je RAM již plná
KOMP 32767
JC LE, smyčka
Historie revizí
9.1 Revize dokumentace
| Verze | Datum | Autor |
Popis |
| 1.00 | 11-listopad-04 | OK | Počáteční verze |
| 1.01 | 07-listopad-05 | OK | AD a DAC svtages opraveno |
| 1.10 | 15. září - 06 | HC | Hlavní revize |
| 1.11 | 16. května 08 | OK | Přidána funkce interpolace |
| 1.12 | 1-dub-09 | OK | Přidány příkazy UF3 a UF4 |
| 1.13 | 29-března-12 | OK | Rozšířený příkaz UF1 (firmware V6.37) |
Tabulka 9.1: Revize dokumentace
9.2 Revize firmwaru
| Verze | Komentář |
Popis |
| 6.00 | Počáteční vydání | Nahlédněte do dokumentace TMCL |
| 6.31 | Poskytuje také funkci interpolace | |
| 6.35 | Další RAM lze adresovat pomocí příkazů UF3 a UF4 | |
| 6.37 | Příkaz UF1 rozšířen tak, aby na DAC mohl být výstup i akumulátor nebo registr x. |
Tabulka 9.2: Revize firmwaru
Copyright © 2008..2012 od TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
Trinamic Motion Control GmbH & Co KG
Sternstrasse 67
D – 20357 Hamburk, Německo
Telefon +49-40-51 48 06 – 0
FAX: +49-40-51 48 06 – 60
http://www.trinamic.com
Dokumenty / zdroje
 |
612osá řídicí deska TRINAMIC TMCM-6 s vysokým rozlišením [pdfUživatelská příručka TMCM-612 6osá řídicí deska s vysokým rozlišením, TMCM-612, 6osá řídicí deska s vysokým rozlišením, deska řidiče s vysokým rozlišením, deska ovladače s rozlišením, deska řidiče, deska |