TMCM-612
6-osni krmilnik / gonilna plošča visoke ločljivosti
1.1 A /34 V + Zajem podatkov
Priročnik
Različica: 1.13
29. marec 2012
Uvod
TMCM-612 je šestosni 2-fazni krmilnik koračnih motorjev in gonilniški modul z visoko zmogljivim delom za pridobivanje podatkov. Vgrajeni 8-kanalni 16-bitni ADC pretvornik je mogoče programirati za koračno sinhrono vhodno vol.tage skeniranje in shranjevanje vrednosti pri visoki podatkovni hitrosti. Modul zagotavlja visoko mikrokoračno ločljivost za zelo natančno določanje položaja in merjenje. Rezultate meritev je mogoče prenesti na osebni računalnik preko hitrega USB vmesnika. Številne analogne izhodne kanale in digitalne V/I je mogoče uporabiti za krmiljenje nadaljnjih instrumentov.
Zaradi tega nabora funkcij je modul vnaprej namenjen za analitične instrumente.
TMCM-612 je opremljen z razvojnim okoljem za osebni računalnik TMCL-IDE za jezik Trinamic Motion Control (TMCL). Na zahtevo so na voljo uporabniško specifične razširitve za pridobivanje podatkov. TMCM-612 lahko upravljate preko hitrega vmesnika USB ali preko vmesnika RS-232.
Aplikacije
- Krmilna / gonilna plošča za krmiljenje do 6 osi z zelo visoko natančnostjo
- Vsestranske možnosti uporabe v samostojnem ali računalniško vodenem načinu
Vrsta motorja
- Tok tuljave od 300 mA do 1.1 A RMS (1.5 A vrh)
- 12V do 34V nominalne voltage
Vmesnik
- RS232 ali USB gostiteljski vmesnik
- Vhodi za referenčna in stop stikala
- Analogni in digitalni V/I za splošno uporabo
- Osem 16 bitnih ADC vhodov (0 – 10V)
- Osem 10-bitnih DAC izhodov (0 – 10V)
Poudarki
- Do 64-kratni mikrokorak
- 500kHz, 16-bitni AD pretvornik
- 128kbyte RAM za zajem podatkov
- Samodejno ramp generacije v strojni opremi
- Možnost StallGuard TM za zaznavanje zaustavitve motorja brez senzorja
- Frekvence polnega koraka do 20 kHz
- Sprotna sprememba parametrov gibanja (npr. položaj, hitrost, pospešek)
- Lokalni referenčni premik s funkcijo StallGuard TM brez senzorja ali referenčnim stikalom
- Dinamični nadzor toka
- Tehnologija pogona TRINAMIC: hladilnik ni potreben
- Zaradi številnih možnosti prilagajanja je ta modul rešitev za široko področje zahtev
Programska oprema
- Samostojno delovanje z uporabo TMCL ali daljinsko vodeno delovanje
- Shramba programa TMCL: 16 KB EEPROM (2048 ukazov TMCL)
- Priložena programska oprema za razvoj aplikacij za osebni računalnik TMCL-IDE
drugo
- Vtični konektorji za motor in referenčna stikala
- Skladno z RoHS od 1. julija 2006
- Velikost: 160 x 160 mm²
| Koda naročila | Opis |
| TMCM-612/SG | 6.osni krmilnik/gonilnik in modul za pridobivanje podatkov, StallGuard |
Tabela 1.1: Kode za naročila
Politika vzdrževanja življenja
TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG ne dovoljuje ali jamči za uporabo katerega koli od svojih izdelkov v sistemih za vzdrževanje življenja brez posebnega pisnega soglasja TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG.
Sistemi za vzdrževanje življenja so oprema, ki je namenjena podpiranju ali ohranjanju življenja in katerih nedelovanje, če se pravilno uporablja v skladu z navedenimi navodili, lahko razumno pričakuje, da bo povzročilo telesne poškodbe ali smrt.
© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2008
Podatki v tem podatkovnem listu so točni in zanesljivi. Vendar pa ne prevzema nobene odgovornosti za posledice njegove uporabe niti za morebitne kršitve patentov ali drugih pravic tretjih oseb, do katerih lahko pride zaradi njegove uporabe. Specifikacije se lahko spremenijo brez predhodnega obvestila.
Električni in mehanski vmesniki
3.1 Mere
3.2 Priključitev modula TMCM-612
Slika 3.2 prikazuje overview vseh konektorjev. V naslednjih razdelkih so podrobno opisani vsi priključki.
3.2.1 Konektorji, uporabljeni na modulu TMCM-612
Vsi konektorji, uporabljeni na modulu TMCM-612, so industrijski standardni konektorji, razen za motor in stikala za zaustavitev. Tako je mogoče parne konektorje dobiti od številnih različnih proizvajalcev.
Motor in stikala za zaustavitev: 1×4 zatiči, razmak 2.54 mm, AMP 640456-4 konektor ADC in DAC konektorji: industrijski standardni konektor, 2 × 8 nožic, razmak 2.54 mm.
V/I: industrijski standardni priključek, 2 x 7 zatičev, korak 2.54 mm.
Razširitev (napajanje/SPI): industrijski standardni priključek, 2 × 5 zatičev, korak 2.54 mm.
3.2.2 Napajanje
Priključite napajalnik maks. 34 V DC tukaj (najmanjša delovna voltage je 12V). Naprava je zaščitena pred napačno polariteto z diodo, ki pri napačni polariteti kratko poveže napajalnik.
3.2.3 LED indikatorji
Na plošči sta dve LED. Desna LED (»Power«, označena z +5V) sveti, ko je enota pod napajanjem. Druga LED (»aktivnost«) utripa, ko enota deluje normalno.
3.2.4 Konektorji motorja
Koračne motorje lahko povežete s 4-polnimi 2.54-milimetrskimi konektorji. Spajkalne točke za konektorji so električno enake. Razporeditev nožic konektorjev je natisnjena na plošči. Priključite eno tuljavo motorja na sponke, označene z "A0" in "A1", drugo tuljavo pa na priključke, označene z "B0" in "B1". Glej sliko 3.2. Opozorilo: Nikoli ne priklapljajte ali odklapljajte motorja, ko je enota napajana! To lahko poškoduje gonilnike motorjev in morda tudi druge dele enote! Slika 3.3: Povezava motorja in referenčnega stikala
3.2.5 Stop stikala / referenčna stikala
Stikala za zaustavitev lahko priključite na sponki, označeni z "L" in "R", ter na GND sponko. Stikala so "normalno zaprta". Konektorji referenčnega stikala imajo tudi priključek "+5V". To je 5 V izhod, ki se lahko uporablja za napajanje foto spojnikov ali digitalnih Hall senzorjev.
Levo stikalo za zaustavitev se uporablja tudi kot referenčno stikalo.
3.2.6 Vmesnik RS232
Vmesnik RS232 (privzeto 9600 bps, maks. 115200 bps) je eden od načinov za povezavo enote z osebnim računalnikom ali mikrokrmilnikom z vmesnikom RS232. Vse ukaze TMCL je mogoče poslati enoti preko tega vmesnika. Za povezavo TMCM-612 z osebnim računalnikom je treba uporabiti ničelni modemski kabel, zato je treba izvesti naslednje povezave:
| zatič TMCM-612 | PC pin |
| 2 | 3 |
| 3 | 2 |
| 5 | 5 |
Dodelitve nožic vtičnice RS232 TMCM-612 so naslednje:
| Pin številka | Ime signala |
| 2 | RxD |
| 3 | TxD |
| 5 | GND |
Vsi drugi zatiči tega konektorja niso povezani.
3.2.7 USB vmesnik
USB vmesnik je tudi način za povezavo enote z osebnim računalnikom, ko je potrebna večja hitrost komunikacije. Vmesnik podpira standard USB 2.0. Oglejte si poglavje 5.4 o tem, kako namestiti gonilnik naprave, ki je potreben za komunikacijo s TMCM-612 prek USB.
Vmesnika USB in vmesnika RS232 ne smete uporabljati hkrati.
3.2.8 Splošni V/I
Splošni V/I konektor zagotavlja osem digitalnih vhodno/izhodnih linij. Vsako od teh linij je mogoče programirati za uporabo kot digitalni izhod ali kot digitalni vhod ali kot analogni vhod z 10-bitno natančnostjo in največjo vhodno vol.tage +5V. Vsi digitalni vhodi in izhodi delujejo na ravni TTL, tako da je največja voltage je 5V. Največji tok pri uporabi kot digitalni izhod je 20 mA. Dodelitve nožic konektorja so naslednje:
| Pin | Signal | Pin |
Signal |
| 1 | Vhod alarma | 2 | GND |
| 3 | V/I 0 | 4 | V/I 1 |
| 5 | V/I 2 | 6 | V/I 3 |
| 7 | V/I 4 | 8 | V/I 5 |
| 9 | V/I 6 | 10 | V/I 7 |
| 11 | +5 V | 12 | GND |
| 13 | +5 V | 14 | GND |
Tabela 3.1: V/I za splošne namene
Alarmni vhod je tudi digitalni vhod z nivojem TTL in notranjim vlečnim uporom. Funkcionalnost tega vhoda je mogoče konfigurirati tako, da ustavi vse motorje, ko je visok, ali da ustavi vse motorje, ko je nizek ali da sploh ne deluje (za podrobnosti glejte razdelek o programski opremi). Pin 1 konektorja je prikazan na sliki 3.2 in je prav tako označen s puščico na plošči. Žeblji z lihimi številkami so tisti blizu roba plošče.
3.2.9 Gumb za ponastavitev
S pritiskom na gumb za ponastavitev se mikrokrmilnik ponastavi. Vsi motorji se nato takoj ustavijo in vse se ponovno inicializira.
3.2.10 Priključek ISP – obnovitev na tovarniško privzeto
Ta konektor se uporablja za dva namena:
Programiranje CPE prek programatorja v vezju: To lahko naredi samo Trinamic in ne uporabnik!
(Uporabnik lahko nadgradi vdelano programsko opremo prek vmesnika RS232 ali USB z uporabo funkcije »Install OS« v TMCL IDE.)
Obnovitev vseh parametrov na njihove tovarniško privzete vrednosti: Skoraj vse parametre je mogoče shraniti v EEPROM CPE. Če so bili nekateri parametri napačno nastavljeni, lahko to privede do napačne konfiguracije, ko osebni računalnik ne more več doseči modula. V takšnih okoliščinah lahko vse parametre ponastavite na tovarniško privzete vrednosti tako, da naredite naslednje:
- Izklopite napajanje.
- Povežite zatiča 1 in 3 priključka ISP z mostičkom (kot je prikazano na sliki 3.4).
- Vklopite napajanje in počakajte, da LED dioda »Dejavnost« hitro utripa (veliko hitreje kot običajno).
- Izklopite napajanje.
- Odstranite povezavo med nožicama 1 in 3 priključka ISP.
- Vklopite napajanje in počakajte, da lučka LED normalno utripa (to lahko traja nekaj sekund).
Zdaj so vsi parametri ponastavljeni na tovarniško privzete vrednosti in enota bi morala spet normalno delovati.
3.2.11 Priključek ADC
Priključek ADC je na plošči označen z "ADC" in zagotavlja osem analognih vhodov s 16-bitno natančnostjo in vhodno vol.tage območje 0..+10V. Dodelitve nožic tega priključka so naslednje:
| Pin | Signal | Pin |
Signal |
| 1 | ADC vhod 0 | 2 | GND |
| 3 | ADC vhod 1 | 4 | GND |
| 5 | ADC vhod 2 | 6 | GND |
| 7 | ADC vhod 3 | 8 | GND |
| 9 | ADC vhod 4 | 10 | GND |
| 11 | ADC vhod 5 | 12 | GND |
| 13 | ADC vhod 6 | 14 | GND |
| 15 | ADC vhod 7 | 16 | GND |
Tabela 3.2: Konektor ADC
Pin 1 je označen s puščico na plošči in je prikazan tudi na sliki 3.2. Vsi žeblji z lihimi številkami so tisti blizu roba plošče.
3.2.12 DAC priključek
Priključek DAC je na plošči označen z "DAC" in zagotavlja osem analognih izhodov z 10-bitno natančnostjo in izhodno vol.tage območje 0..+10V. Dodelitve nožic konektorja DAC so naslednje:
| Pin | Signal | Pin |
Signal |
| 1 | DAC izhod 0 | 2 | GND |
| 3 | DAC izhod 1 | 4 | GND |
| 5 | DAC izhod 2 | 6 | GND |
| 7 | DAC izhod 3 | 8 | GND |
| 9 | DAC izhod 4 | 10 | GND |
| 11 | DAC izhod 5 | 12 | GND |
| 13 | DAC izhod 6 | 14 | GND |
| 15 | DAC izhod 7 | 16 | GND |
Tabela 3.3: Priključek DAC
Pin 1 je označen s puščico na plošči in je prikazan tudi na sliki 3.2. Vsi žeblji z lihimi številkami so tisti blizu roba plošče.
3.2.13 Razširitveni priključek
Razširitveni priključek je na plošči označen z "Power/SPI". Tu lahko dodatno periferno napravo priključite na CPE prek vmesnika SPI ali UART. Tudi analogni voltages (+5V in +15V) so na voljo tukaj. Dodelitve nožic tega priključka so naslednje:
| Pin | Signal | Pin |
Signal |
| 1 | +15V (analogno) | 2 | DAC ref. 3.1 V |
| 3 | +5V (analogno) | 4 | +5V (digitalno) |
| 5 | UART RxD (raven TTL) | 6 | UART TxD (raven TTL) |
| 7 | SPI_CS | 8 | SPI_MISO |
| 9 | SPI_SCK | 10 | SPI_MOSI |
Tabela 3.4: Razširitveni priključek
Pin 1 je označen s puščico na plošči in je prikazan tudi na sliki 3.2. Vsi žeblji z lihimi številkami so tisti blizu roba plošče.
Operativne ocene
| Simbol | Parameter | Min | Tip | Maks |
Enota |
| VS | DC napajalnik voltage za delovanje | 12 | 15 … 28 | 34 | V |
| ICOIL | Tok tuljave motorja za sinusni val vrhunec (reguliran sekljalnik, programsko nastavljiv) | 0 | 0.3 … 1.5 | 1.5 | A |
| fCHOP | Frekvenca sekalnika motorja | 36.8 | kHz | ||
| IS | Napajalni tok (na motor) | << ICOIL | 1.4 * JazCOIL | A | |
| VINPROT | Vhodna voltage za StopL, StopR, GPI0 (notranje zaščitne diode) | -0.5 | 0 … 5 | V+5 V+0.5 | V |
| VANA | INx analogno merilno območje V/I | 0 … 5 | V | ||
| VADC | Analogno merilno območje | 0 … 10 | V | ||
| VDAC | Območje analognega izhoda | 0 … 10 | V | ||
| VINLO | INx, StopL, StopR vhod nizke ravni | 0 | 0.9 | V | |
| VINHI | INx, StopL, StopR visokonivojski vhod (vgrajen 10k dvig na +5 V za zaustavitev) | 2 | 5 | V | |
| IOUTI | OUTx max +/- izhodni tok (CMOS izhod) (vsota za vse izhode največ 50 mA) | +/-20 | mA | ||
| TENV | Temperatura okolja pri nazivnem toku (brez hlajenja) | -40 | +70 | °C |
4.1 Glavni tehnični podatki
- Dobava voltage: DC, 12..34V
- Tip motorja: bipolarni, dvofazni koračni motor
- Največji najvišji tok tuljave: 1.5 A (nastavljivo s programsko opremo v 255 korakih)
- Vmesniki:
RS232 (privzeto 9600 bps, največ 115200 bps)
USB 2.0 - osem splošnih vhodov/izhodov (kot izhod: 5V, max. 20mA, ali kot vhod: digitalni ali analogni nivo TTL max. 5V, 10 bitov)
- osem analognih vhodov s 16-bitno natančnostjo in vhodno voltage območje 0..+10V
- osem analognih izhodov z 10-bitno natančnostjo in voltage območje 0..+10V
- en alarmni vhod (nivo TTL)
- dva vhoda stikala za zaustavitev za vsak motor (nivo TTL), izbira polarnosti za vsak motor
- CPU: ATmega128
- Taktna frekvenca: 16MHz
- Krmilnik koračnih motorjev: dva TMC428
- Gonilnik koračnega motorja: šest TMC246 (s StallGuard) ali šest TMC236 (brez StallGuard), razširjenih za 64 mikro korakov
- EEPROM za shranjevanje programov TMCL: 16kBytes (primeren za do 2048 ukazov TMCL)
- Dodatnih 128kB RAM za zajem podatkov
- Možne nadgradnje vdelane programske opreme prek vmesnika RS232 ali USB
- Temperaturno območje delovanja: -40..70°C
Funkcionalni opis
Na sliki 5.1 so prikazani glavni deli modula TMCM-612. Modul je v glavnem sestavljen iz dveh krmilnikov gibanja TMC428, šestih gonilnikov koračnih motorjev TMC246, programskega pomnilnika TMCL (EEPROM) in gostiteljskih vmesnikov (RS-232 in USB). Posebni so ADC in DAC pretvorniki ter dodatni podatkovni RAM 128kbyte.
5.1 Arhitektura sistema
TMCM-612 integrira mikrokrmilnik z operacijskim sistemom TMCL (Trinamic Motion Control Language).
Naloge nadzora gibanja v realnem času izvaja TMC428.
5.1.1 mikrokrmilnik
Na tem modulu se Atmel Atmega128 uporablja za zagon operacijskega sistema TMCL in krmiljenje TMC428. CPE ima 128 Kbyte flash pomnilnik in 2 Kbyte EEPROM. Mikrokrmilnik poganja operacijski sistem TMCL (Trinamic Motion Control Language), ki omogoča izvajanje ukazov TMCL, ki se pošiljajo modulu iz gostitelja preko RS232 in USB vmesnika. Mikrokrmilnik interpretira ukaze TMCL in krmili TMC428, ki izvaja ukaze gibanja. Flash ROM mikrokrmilnika vsebuje operacijski sistem TMCL, pomnilnik EEPROM mikrokrmilnika pa se uporablja za trajno shranjevanje konfiguracijskih podatkov.
Operacijski sistem TMCL je mogoče posodobiti preko vmesnika RS232. Za to uporabite TMCL IDE.
5.1.2 TMCL EEPROM
Za shranjevanje programov TMCL za samostojno delovanje je modul TMCM-612 opremljen s 16kByte EEPROM, priključenim na mikrokrmilnik. EEPROM lahko shrani programe TMCL, sestavljene iz do 2048 ukazov TMCL.
5.1.3 Krmilnik gibanja TMC428
TMC428 je visokozmogljiv IC za krmiljenje koračnih motorjev in lahko krmili do tri 2-fazne koračne motorje. Parametre gibanja, kot sta hitrost ali pospešek, mikrokrmilnik pošlje v TMC428 prek SPI. Izračun ramps in hitrost profilese izvajajo interno s strojno opremo na podlagi parametrov ciljnega gibanja. TMCM-612 ima dva TMC428 za 6 osi.
5.1.4 Gonilniki koračnih motorjev
Na modulih TMCM-612 so uporabljeni gonilniški čipi TMCM246. Ti čipi so popolnoma združljivi s čipi TMC236, vendar imajo dodatno funkcijo StallGuard. Ti gonilniki so zelo enostavni za uporabo. Lahko krmilijo tokove za dve fazi koračnih motorjev. Ti IC-ji gonilnikov podpirajo 16-kratno mikrostopanje in največji izhodni tok 1500 mA. Ker je disipacija moči čipov TMC236 in TMC246 zelo nizka, hladilno telo ali hladilni ventilator nista potrebna. Temperatura čipsa ne postane visoka. Tuljave se samodejno izklopijo, ko temperatura ali tok presežeta meje in se samodejno ponovno vklopita, ko bodo vrednosti spet znotraj meja.
5.1.5 Pretvornik ADC/DAC
Pretvornik ADC je mogoče programirati tako, da naredi korak sinhroni vhod voltagskenirajte in shranite vrednosti z visoko hitrostjo prenosa podatkov. Te podatke je mogoče shraniti v dodatnih 128 kbajtov podatkovnega RAM-a.
5.2 StallGuard™ – brezsenzorsko zaznavanje zaustavitve motorja
Moduli TMCM-612/SG so opremljeni z možnostjo StallGuard. Možnost StallGuard omogoča zaznavanje, ali je mehanska obremenitev koračnega motorja previsoka ali če je potovalnik oviran. Vrednost obremenitve je mogoče prebrati z ukazom TMCL ali pa modul programirati tako, da se motor samodejno ustavi, ko je oviran ali je obremenitev previsoka.
StallGuard se lahko uporablja tudi za iskanje referenčnega položaja brez potrebe po referenčnem stikalu: samo aktivirajte StallGuard in nato pustite, da se popotnik požene proti mehanski oviri, ki je postavljena na koncu poti. Ko se motor ustavi, je zagotovo na koncu svoje poti in to točko lahko uporabite kot referenčni položaj. Za uporabo StallGuarda v dejanski aplikaciji je treba najprej opraviti nekaj ročnih testov, ker je raven StallGuard odvisna od hitrosti motorja in pojava resonanc. Pri vklopu StallGuard se način delovanja motorja spremeni in ločljivost mikrokorakov je lahko slabša. Zato je treba StallGuard izklopiti, ko ni v uporabi.
Mešano razpadanje je treba izklopiti, ko StallGuard deluje, da dobite uporabne rezultate.
| Vrednost | Opis |
| -7..-1 | Motor se ustavi, ko je dosežena vrednost StallGuard in je položaj nastavljen na nič (uporabno za referenčno vožnjo). |
| 0 | Funkcija StallGuard je deaktivirana (privzeto) |
| 1..7 | Motor se ustavi, ko je dosežena vrednost StallGuard in položaj ni nastavljen na nič. |
Tabela 5.1: Parameter StallGuard SAP 205
Za aktiviranje funkcije StallGuard uporabite TMCL-ukaz SAP 205 in nastavite vrednost praga StallGuard v skladu s tabelo 5.1. Dejansko vrednost obremenitve podaja GAP 206. TMCL IDE ima nekaj orodij, ki vam omogočajo, da na enostaven način preizkusite in prilagodite funkcijo StallGuard. Najdete jih v “StallGuard” v meniju “Setup” in so opisani v naslednjih poglavjih.
5.2.1 Orodje za prilagajanje StallGuard
Orodje za prilagajanje StallGuard pomaga najti potrebne parametre motorja, ko se uporablja StallGuard. To funkcijo je mogoče uporabiti le, če je priključen modul, ki vključuje StallGuard. To je preverjeno, ko je v meniju »Nastavitve« izbrano orodje za prilagajanje StallGuard. Ko je bilo to uspešno preverjeno, se prikaže orodje za prilagajanje StallGuard.
Najprej izberite os, ki jo želite uporabiti v območju "Motor".
Zdaj lahko vnesete hitrost in vrednost pospeška v območje »Drive« in nato kliknete »Rotate Left« ali »Rotate Right«. Če kliknete enega od teh gumbov, boste poslali potrebne ukaze modulu, tako da motor začne delovati. Rdeča vrstica v območju »StallGuard« na desni strani oken prikazuje dejansko vrednost obremenitve. Z drsnikom nastavite vrednost praga StallGuard. Če vrednost obremenitve doseže to vrednost, se motor ustavi. S klikom na gumb "Stop" se tudi motor ustavi. Vsi ukazi, potrebni za nastavitev vrednosti, vnesenih v tem pogovornem oknu, so prikazani v območju »Ukazi« na dnu okna. Tam jih je mogoče izbrati, kopirati in prilepiti v urejevalnik TMCL.
5.2.2 StallGuard profiler
StallGuard profiler je pripomoček, ki vam pomaga najti najboljše parametre za uporabo zaznavanja zastojev. Pregleduje dane hitrosti in pokaže, katere hitrosti so najboljše. Podobno kot orodje za prilagajanje StallGuard se lahko uporablja samo skupaj z modulom, ki podpira StallGuard. To se preveri takoj po StallGuard profiler je bil izbran v meniju »Nastavitve«. Po tem je StallGuard pro uspešno preverjenfilePrikazano bo okno r.
Najprej izberite os, ki jo želite uporabiti. Nato vnesite »Začetno hitrost« in »Končno hitrost«. Začetna hitrost se uporablja na začetku profile snemanje. Snemanje se konča, ko je dosežena končna hitrost. Začetna in končna hitrost ne smeta biti enaki. Ko vnesete te parametre, kliknite gumb »Start«, da zaženete StallGuard profile snemanje. Odvisno od razpona med začetno in končno hitrostjo lahko to traja nekaj minut, saj se vrednost obremenitve za vsako vrednost hitrosti izmeri desetkrat. Vrednost »Dejanska hitrost« prikazuje hitrost, ki se trenutno testira, in tako pove napredek profesionalca.file snemanje. Profesionalca lahko tudi prekinetefile snemanje s klikom na gumb "Prekini". Rezultat lahko izvozite tudi v Excel ali v besedilo file z uporabo gumba "Izvozi".
5.2.2.1 Rezultat StallGuard profiler
Rezultat je prikazan kot grafika v StallGuard profiler okno. Po profile snemanje je končano, lahko se pomikate po profile grafiko z uporabo drsnega traku pod njo. Skala na navpični osi prikazuje vrednost obremenitve: večja vrednost pomeni višjo obremenitev. Lestvica na vodoravni osi je lestvica hitrosti. Barva vsake črte prikazuje standardno odstopanje desetih vrednosti obremenitve, ki so bile izmerjene za hitrost na tej točki. To je indikator za vibracije motorja pri določeni hitrosti. Uporabljajo se tri barve:
- Zelena: standardni odklon je zelo nizek ali nič. To pomeni, da pri tej hitrosti dejansko ni vibracij.
- Rumena: ta barva pomeni, da lahko pri tej hitrosti pride do nizke vibracije.
- Rdeča: Rdeča barva pomeni, da so pri tej hitrosti visoke vibracije.
5.2.2.2 Razlaga rezultata
Za učinkovito uporabo funkcije StallGuard morate izbrati hitrost, kjer je vrednost obremenitve čim nižja in kjer je barva zelena. Najboljše vrednosti hitrosti so tiste, kjer je vrednost obremenitve enaka nič (območja, ki ne kažejo zelene, rumene ali rdeče črte). Uporabite lahko tudi hitrosti, prikazane rumeno, vendar previdno, saj lahko povzročijo težave (morda se motor ustavi, tudi če ni zastal).
Rdeče prikazane hitrosti ne smete izbrati. Zaradi vibracij je vrednost obremenitve pogosto nepredvidljiva in zato ni uporabna za doseganje dobrih rezultatov pri uporabi zaznavanja zastoja.
Ker se zelo redko zgodi, da je popolnoma enak rezultat pri snemanju profesionalcafile z istimi parametri drugič, vedno dva ali več profilejih je treba zabeležiti in primerjati med seboj.
5.3 Referenčna stikala
Z referenčnimi stikali se lahko določi interval gibanja motorja ali ničelne točke. Z uporabo potovalnega stikala je mogoče zaznati tudi izgubo koraka v sistemu, npr. zaradi preobremenitve ali ročne interakcije. TMCM-612 ima en levi in desni vhod referenčnega stikala za vsak motor.
| Motor X | Smer | Ime | Omejitve |
Opis |
| 0, 1, 2, 3, 4, 5 | In | R | TTL | Vhod desnega referenčnega stikala za motor #X |
| 0, 1, 2, 3, 4, 5 | In | L | TTL | Vhod levega referenčnega stikala za motor #X |
Tabela 5.2: Referenčna stikala za pinout
Opomba: V modul so vključeni vlečni upori 10k za referenčna stikala.
5.3.1 Levo in desno končno stikalo
TMCM-612 je mogoče konfigurirati tako, da ima motor levo in desno končno stikalo (slika 5.4). Motor se nato ustavi, ko potovalni mehanizem doseže eno od končnih stikal.
5.3.2 Konfiguracija trojnega stikala
Možno je programirati tolerančno območje okoli položaja referenčnega stikala. To je uporabno za konfiguracijo s tremi stikali, kot je prikazano na sliki 5.5. V tej konfiguraciji sta dve stikali uporabljeni kot stikali za samodejno zaustavitev, eno dodatno stikalo pa se uporablja kot referenčno stikalo med levim in desnim stikalom za zaustavitev. Levo stikalo za zaustavitev in referenčno stikalo sta povezana skupaj. Sredinsko stikalo (potovalno stikalo) omogoča spremljanje osi za zaznavanje izgube koraka.
5.3.3 Eno končno stikalo za krožne sisteme
Če se uporablja krožni sistem (slika 5.6), je potrebno le eno referenčno stikalo, ker v takem sistemu ni končnih točk.
5.4 USB
Za uporabo vmesnika USB je treba najprej namestiti gonilnik naprave. Na CD-ju je priložen gonilnik naprave, ki ga je mogoče uporabljati z Windows 98, Windows ME, Windows 2000 in Windows XP. Gonilnika naprave ni mogoče uporabljati z Windows NT4 in Windows 95, ker ta operacijska sistema sploh ne podpirata USB. V večini distribucij Linuxa je gonilnik za USB čip, ki se uporablja v napravi TMCM-612 (FT245BM), že vključen v jedro. Ko je modul TMCM-612 prvič povezan z vmesnikom USB osebnega računalnika, vas bo operacijski sistem pozval k gonilniku. Zdaj vstavite CD in izberite »tmcm-612.inf« file tam. Gonilnik bo nato nameščen in je pripravljen za uporabo.
Upoštevajte, da TMCM-612 vedno potrebuje lastno napajanje in se ne napaja preko vodila USB. Torej modul ne bo prepoznan, če ni pod napajanjem.
Za uporabo povezave USB s TMCL IDE je potrebna vsaj različica 1.31 IDE. Na zaslonu »Povezava« v pogovornem oknu »Možnosti« izberite »USB (TMCM-612)« in nato izberite modul v seznamskem polju »Naprava«. Zdaj vsa komunikacija med TMCL IDE in modulom uporablja vmesnik USB. Za krmiljenje modula TMCM-612 iz lastnih računalniških aplikacij potrebujete USB različico »TMCL Wrapper DLL«.
Začetek delovanja TMCM-612
Na podlagi malega eksample korak za korakom je prikazano, kako se TMCM-612 nastavi za delovanje. Izkušeni uporabniki lahko preskočijo to poglavje in nadaljujejo na 7. poglavje:
Example: Naslednjo aplikacijo je treba implementirati z razvojnim okoljem programske opreme TMCL-IDE v modulu TMCM-612. Za prenos podatkov med gostiteljskim računalnikom in modulom je uporabljen vmesnik RS-232.
Formulo za pretvorbo »hitrosti« v fizično enoto, kot je število vrtljajev na sekundo, najdete v 7.1 Izračun:
Hitrost in pospešek v primerjavi s frekvenco mikrokorakov in polnih korakov Zavrtite motor 0 v levo s hitrostjo 500
Zavrtite motor 1 desno s hitrostjo 500
Obrnite motor 2 s hitrostjo 500, pospešek 5 in se premikajte med položajem +10000 in –10000.
1. korak: Povežite vmesnik RS-232, kot je določeno v 3.2.6.
2. korak: Povežite motorje, kot je določeno v 3.2.4.
3. korak: Priključite napajalnik.
4. korak: Vklopite napajanje. Lučka LED na vozilu bi morala začeti utripati. To kaže na pravilno konfiguracijo mikrokrmilnika.
5. korak: Zaženite okolje za razvoj programske opreme TMCL-IDE. Vnesite naslednji program TMCL:
Opis ukazov TMCL je na voljo v Dodatku A.
6. korak: kliknite ikono »Sestavi«, da pretvorite TMCL v strojno kodo.
Nato prenesite program v modul TMCM-612 preko ikone »Prenos«.
7. korak: Pritisnite ikono »Zaženi«. Želeni program se bo izvedel.
Program je shranjen v EEPROM mikrokrmilnika. Če je aktivirana možnost samodejnega zagona TMCL v zavihku »Konfiguracija modula« »Drugo«, se bo program izvedel ob vsakem vklopu.
Dokumentacijo o operacijah TMCL lahko najdete v referenčnem priročniku TMCL. Naslednje poglavje obravnava dodatne operacije za pretvorbo TMCM-612 v visoko zmogljiv sistem za nadzor gibanja.
Opis delovanja TMCM-612
7.1 Izračun: hitrost in pospešek v primerjavi s frekvenco mikrokorakov in polnih korakov
Vrednosti parametrov, poslane v TMC428, nimajo tipičnih motornih vrednosti, kot so vrtljaji na sekundo kot hitrost. Toda te vrednosti je mogoče izračunati iz parametrov TMC428, kot je prikazano v tem dokumentu. Parametri za TMC428 so:
| Signal | Opis |
Razpon |
| fCLK | urna frekvenca | 0 do 16 MHz |
| hitrost | – | 0..2047 |
| a_max | največji pospešek | 0..2047 |
| impulz_div | delilnik za hitrost. Višja kot je vrednost, manjša je privzeta vrednost največje hitrosti = 0 | 0..13 |
| ramp_div | delilnik za pospešek. Višja kot je vrednost, manjša je privzeta vrednost največjega pospeška = 0 | 0..13 |
| Usrs | mikrokoračna ločljivost (mikrokoraki na polni korak = 2usrs) | 0..7 (vrednost 7 interno preslika v 6 TMC428) |
Tabela 7.1: Parametri hitrosti TMC428
Mikrokoračna frekvenca koračnega motorja se izračuna z
Za izračun polne frekvence iz mikrokoračne frekvence je treba mikrokoračno frekvenco deliti s številom mikrokorakov na polni korak.
Sprememba frekvence pulza na časovno enoto (sprememba frekvence pulza na sekundo – pospešek a) je podana b
Posledica tega je pospešek v polnih korakih:
Example:
f_CLK = 16 MHz
hitrost = 1000
a_max = 1000
impulz_div = 1
ramp_div = 1
usrs = 6
Če ima koračni motor npr. 72 polnih korakov na vrtenje, je število vrtljajev motorja:
TMCL
Kot večina drugih modulov za nadzor gibanja Trinamic je tudi TMCM-612 opremljen s TMCL, jezikom za nadzor gibanja Trinamic. Jezik TMCL v tej enoti je bil razširjen tako, da je mogoče krmiliti šest motorjev z običajnimi ukazi TMCL. Z nekaj izjemami vsi ukazi delujejo, kot je opisano v »Referenčnem in programskem priročniku TMCL«. Glavna razlika je v tem, da je bil obseg parametra "Motor" razširjen na šest motorjev: njegov obseg je zdaj 0..5, tako da lahko vsi ukazi, ki potrebujejo številko motorja, obravnavajo vseh šest motorjev. Vse parametre osi je mogoče nastaviti neodvisno za vsak motor. TMCL, jezik TRINAMIC Motion Control, je opisan v ločeni dokumentaciji, TMCL Reference and Programming Manual. Ta priročnik je na voljo na CD-ju TMC TechLib in na web spletno mesto TRINAMIC: www.trinamic.com. Za posodobljene podatkovne liste in opombe o uporabi si oglejte te vire. TMC TechLib CD-ROM, vključno s podatkovnimi listi, opombami o uporabi, shemami ocenjevalnih plošč, programsko opremo ocenjevalnih plošč, izvorno kodo npr.ampdatoteke, preglednice za izračun parametrov, orodja in drugo je na voljo pri TRINAMIC-u na zahtevo in je priloženo vsakemu modulu.
8.1 Razlike v ukazih TMCL
Na modulu TMCM-612 sta samo dva ukaza, ki se nekoliko razlikujeta. So naslednji:
8.1.1 KOORD MVP
Ukaza MVP ABS in MVP REL sta enaka kot pri ostalih modulih, le da ima ukaz MVP COORD nekaj več možnosti. Zaradi tega se parameter »motor« z ukazom MVP COORD na modulu TMCM-610 razlaga takole:
Premikanje samo enega motorja: nastavite parameter “Motor” na številko motorja (0..5).
Premikanje več motorjev brez interpolacije: Nastavite bit 7 parametra "Motor". Zdaj biti 0..5 parametra "Motor" določajo, kateri motorji naj se zaženejo. Vsak od teh bitov pomeni en motor. Premikanje več motorjev z interpolacijo: Nastavite bit 6 parametra "Motor".
Zdaj biti 0..5 parametra "Motor" določajo, kateri motorji naj se premaknejo z interpolacijo. Vsak od teh bitov pomeni en motor. Z interpolacijo ni mogoče zagnati skupine več kot treh motorjev. Vendar pa je možno zagnati eno skupino treh motorjev takoj po zagonu skupine drugih treh motorjev.
Examples:
- MVP COORD, 47 $, 2 premakne motorje 0, 1 in 2 na koordinato 2 z uporabo interpolacije.
- MVP COORD, 87 $, 5 premakne motorje 0, 1 in 2 na koordinato 5 brez uporabe interpolacije.
Opozorilo: funkcija interpolacije ni na voljo v različicah vdelane programske opreme pred 6.31. Po potrebi pridobite najnovejšo vdelano programsko opremo za Trinamic webspletno mesto in nadgradite svoj modul.
8.1.2 POČAKAJ RFS
Čakanje na referenčno iskanje več motorjev z ukazom WAIT RFS ni podprto. Razpon parametra "motor" je 0..5 (za šest motorjev). Če želite počakati na več referenčnih iskanj, samo uporabite en ukaz WAIT RFS za vsak motor.
8.2 Dodatni ukazi
Nekateri uporabniško definirani ukazi se uporabljajo za dostop do dodatnih funkcij TMCM-612, kot so ADC, DAC, polarnost referenčnega stikala in dodatni RAM za pridobivanje podatkov.
8.2.1 Preberite ADC: UF0
Ukaz UF0 se uporablja za branje dodatnega 16-bitnega ADC. Ukaz izbere kanal, začne pretvorbo in nato vrne rezultat. Parameter “motor/bank” se uporablja za izbiro kanala (0..7). V neposrednem načinu TMCL uporabite ročni vnos. Rezultat je v območju 0..65535, kjer 65535 pomeni +10V. Drugi parametri tega ukaza se ne uporabljajo in jih je treba nastaviti na nič. nprample: Za branje kanala 3 ADC uporabite UF0 0, 3, 0.
8.2.2 Pisanje v DAC: UF1
Ukaz UF1 se uporablja za nastavitev vrednosti dodatnih 10-bitnih DAC-jev. Vrednost je torej mogoče nastaviti med 0 in 1023. Vrednost 1023 je enaka izhodni vol.tage +10V. Parameter "motor/bank" se uporablja za določitev kanala (0..7), parameter "value" pa se uporablja za določitev izhodne vrednosti.
Parameter »type« določa, ali naj bo konstantna vrednost ali akumulator ali register x izhod na DAC (type=0 izpiše konstantno vrednost, type=1 izpiše akumulator, type=2 izhodi register x).
Example:
- Za nastavitev kanala DAC 5 na 517 uporabite UF1 0, 5, 517.
- Za nastavitev kanala DAC 5 na vrednost akumulatorja uporabite UF1 1, 5, 0.
- Če želite kanal DAC 5 nastaviti na vrednost registra x, uporabite UF1 2, 5, 0.
8.2.3 Nastavite polarnost stop stikal: UF2
Ukaz UF2 se uporablja za nastavitev polaritete stop stikala za vsak motor. Parameter »vrednost« ukaza se uporablja kot bitna maska, kjer bit 0 pomeni motor 0, bit 1 motor 1 in tako naprej. Ko je ustrezen bit nastavljen, se polarnost stikal za zaustavitev tega motorja obrne.
Parameter »type« in »motor/bank« tega ukaza se ne uporabljata in ju je treba nastaviti na nič.
8.2.4 Branje iz dodatnega podatkovnega RAM-a: UF3
Z različico vdelane programske opreme 6.35 ali višjo lahko ukaza UF3 in UF4 uporabite za dostop do dodatnega RAM-a. Ukaz UF3 se uporablja za branje podatkov iz dodatnega RAM-a za zajem podatkov. Odvisno od parametra tipa ima ukaz UF3 šest različnih funkcij:
- UF3 0, 0, : nastavi kazalec branja RAM-a na vrednost .
- UF3 1, 0, 0: Nastavite kazalec za branje RAM-a na vrednost, shranjeno v akumulatorju.
- UF3 2, 0, 0: Pridobite kazalec branja RAM-a (kopirajte njegovo vrednost v akumulator).
- UF3 3, 0, 0: Branje vrednosti iz RAM-a na naslovu, ki ga poda kazalec branja RAM-a.
- UF3 4, 0, 0: Preberite vrednost iz RAM-a na naslovu, ki ga poda kazalec branja RAM-a, nato povečajte kazalec branja RAM-a za eno, tako da kaže na naslednjo pomnilniško lokacijo.
- UF3 5, 0, : Preberite vrednost iz RAM-a na fiksnem naslovu, ki ga poda vrednost .
S temi ukazi je mogoče prebrati podatke, shranjene v dodatnem RAM-u, v register akumulatorja, tako da jih je mogoče nadalje obdelati. Seveda se lahko ti ukazi uporabljajo tudi v neposrednem načinu, tako da lahko npr. gostitelj prebere podatke, ki so bili predhodno shranjeni v RAM-u, npr. s programom TMCL.
Kazalec za branje RAM-a omogoča dostop do RAM-a na naslovu, ki je bil predhodno nastavljen. Lahko se tudi samodejno poveča. Torej registra akumulatorjev ni treba uporabljati za te namene.
Ukaza UF3 in UF4 naslovita RAM kot polje 32-bitnih besed, tako da je mogoče v RAM s temi ukazi shraniti do 32767 vrednosti (kazalec branja RAM-a ne sme biti nastavljen na vrednosti, ki presegajo 32767).
8.2.5 Zapisovanje v dodatni podatkovni RAM: UF4
Ukaz UF4 se uporablja za zapisovanje podatkov v dodatni RAM za zajem podatkov. Odvisno od parametra tipa ima ukaz UF4 šest različnih funkcij:
- UF4, 0, 0, : Kazalec za pisanje v RAM nastavi na vrednost .
- UF4 1, 0, 0: Kazalec pisanja RAM nastavi na vrednost, shranjeno v akumulatorju.
- UF4 2, 0, 0: Pridobite kazalec pisanja v RAM (kopirajte njegovo vrednost v akumulator).
- UF4 3, 0, 0: Zapišite vsebino akumulatorja v RAM na naslov, ki ga poda kazalec pisanja RAM.
- UF4 4, 0, 0: Zapišite vsebino akumulatorja v RAM na naslov, ki ga poda kazalec pisanja RAM, in nato povečajte kazalec pisanja RAM, tako da kaže na naslednjo pomnilniško lokacijo.
- UF4 5, 0, : Zapišite vsebino akumulatorja v RAM na fiksen naslov, ki ga poda vrednost .
- UF4 6, 0, : Zapišite fiksno vrednost v RAM na naslov, ki ga poda kazalec pisanja RAM.
- UF4 7, 0, : Zapišite fiksno vrednost v RAM na naslovu, ki ga poda kazalec pisanja RAM in nato poveča kazalec pisanja RAM, tako da kaže na naslednjo pomnilniško lokacijo.
S temi ukazi je mogoče zapisati podatke v dodatni RAM, tako da jih je mogoče shraniti za nadaljnjo obdelavo (npr.ampdatoteke iz ADC za kasnejšo obdelavo). Seveda je te ukaze mogoče uporabiti tudi v neposrednem načinu, tako da lahko gostitelj zapiše vrednosti v RAM, da jih nato obdela TMCM-612. Kazalec pisanja v RAM omogoča dostop do RAM-a na naslovu, ki je bil predhodno nastavljen. Kazalec pisanja RAM se lahko tudi samodejno poveča po vsakem pisalnem dostopu, tako da v ta namen ni treba uporabiti akumulatorja. Ta ukaz je na voljo v različici vdelane programske opreme 6.35 ali višji. V naslednjem prample se vrednosti ADC izmerijo in shranijo v RAM vsako sekundo. Bivšiamples uporablja funkcijo samodejnega povečanja.
UF4 0, 0, 0 //Nastavi kazalec pisanja v RAM na 0 Zanka:
GIO 0, 1 //Branje ADC 0
UF4 4, 0, 0 //Shrani vrednost v RAM s samodejnim prirastkom WAIT TICKS, 0, 10
UF4 2, 0, 0 //Preverite, ali je RAM že poln
KOMP 32767
JC LE, Loop
Zgodovina revizij
9.1 Revizija dokumentacije
| Različica | Datum | Avtor |
Opis |
| 1.00 | 11-04 | OK | Začetna različica |
| 1.01 | 07-05 | OK | AD in DAC voltagje popravljeno |
| 1.10 | 15. september 06 | HC | Večja revizija |
| 1.11 | 16. maj 08 | OK | Dodana funkcija interpolacije |
| 1.12 | 1. april 09 | OK | Dodana ukaza UF3 in UF4 |
| 1.13 | 29-mar-12 | OK | Ukaz UF1 razširjen (firmware V6.37) |
Tabela 9.1: Revizije dokumentacije
9.2 Revizija vdelane programske opreme
| Različica | Komentiraj |
Opis |
| 6.00 | Začetna izdaja | Glejte dokumentacijo TMCL |
| 6.31 | Zagotavlja tudi funkcijo interpolacije | |
| 6.35 | Dodatni RAM je mogoče nasloviti z ukazoma UF3 in UF4 | |
| 6.37 | Ukaz UF1 razširjen tako, da je mogoče na DAC izpisati tudi akumulator ali register x. |
Tabela 9.2: Revizije vdelane programske opreme
Avtorske pravice © 2008..2012 TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
Trinamic Motion Control GmbH & Co KG
Sternstrasse 67
D – 20357 Hamburg, Nemčija
Telefon +49-40-51 48 06 – 0
FAX: +49-40-51 48 06 – 60
http://www.trinamic.com
Dokumenti / Viri
 |
TRINAMIC TMCM-612 6-osni krmilnik, gonilna plošča visoke ločljivosti [pdfUporabniški priročnik TMCM-612 6-osni krmilnik z visoko ločljivostjo gonilne plošče, TMCM-612, 6-osni krmilnik z visoko ločljivostjo gonilne plošče, visokoločljivostne gonilne plošče, ločljivostne gonilne plošče, gonilne plošče, plošče |