CTR Electronics CANCoder Cross The Road Electronics Guida dell'utente

CTR Electronics CANCoder Elettronica per attraversare la strada

Descrizione del dispositivo

Il CTR CANCoder è un sensore rotatorio che può essere utilizzato per misurare la posizione e la velocità di rotazione. Il dispositivo rileva il campo magnetico di un magnete diametralmente polarizzato per determinare la posizione di rotazione con una precisione a 12 bit. Il dispositivo è in grado di fornire contemporaneamente una misurazione della posizione relativa e una misurazione della posizione assoluta tramite il bus CAN.

Contenuto del kit

Caratteristiche

• Indicatore LED tricolore per l'intensità del campo magnetico e la connettività CAN
• Il rivestimento conforme aiuta a proteggere dai detriti di corpi estranei (FOD)
• Diodi di protezione ESD integrati
• Misura sia il posizionamento assoluto che quello relativo.

Specifiche elettriche 

Specifiche del Magnate

Specifiche generali

Stati LED
Il CANCoder è dotato di un LED tricolore che indica l'intensità del campo magnetico e lo stato del bus CAN. Questa funzione può essere utilizzata per confermare la corretta distanza del magnete e il corretto cablaggio del bus CAN. La tabella seguente mostra i possibili stati di colore e la rispettiva intensità del campo magnetico.

LED a lampeggio rapido attenuato
In una configurazione tipica, se il bus CAN non è in buone condizioni, il CANCoder lampeggerà lentamente in rosso, indipendentemente dall'intensità del campo magnetico. Questo è l'ideale nella maggior parte dei casi perché è necessario risolvere prima un problema di cablaggio/bus CAN per garantire un funzionamento corretto.
Tuttavia può essere utile indicare l'intensità del campo magnetico durante la prototipazione/installazione dell'hardware, anche se il bus CAN non è cablato. Se CANCoder non rileva il bus CAN per 8 secondi dopo l'avvio, lo stato del LED passerà dal lampeggio lento rosso ai modelli di lampeggio rapido fioco per l'intensità del magnete. Ciò consente di verificare il posizionamento del magnete senza richiedere un bus CAN. Se il bus CAN viene rilevato in qualsiasi momento, CANCoder lascerà e non rientrerà mai più nella modalità LED attenuato senza un ciclo di alimentazione completo.

Comportamento del LED all'avvio
Immediatamente all'accensione, CANCoder manterrà i LED arancioni fissi per indicare che ha iniziato a funzionare. Successivamente, eseguirà una delle seguenti operazioni a seconda della sua strategia di inizializzazione:

1. Boot to Zero (modalità relativa) – CANCoder inizierà immediatamente a lampeggiare in base alla tabella LED nella sezione 1.6
2. Avvio su assoluto – CANCoder si illuminerà con un LED rosso fisso mentre avvia il registro di posizione sulla posizione assoluta. Se il magnete è troppo lontano, il LED resterà rosso fisso per un massimo di 500 ms.[1]

Nota 1: Questo vale per il firmware CANCoder > 22.0.1

Installazione

Per garantire prestazioni affidabili è necessario il corretto allineamento del magnete, dell'albero rotante e dell'encoder. Il magnete deve essere posizionato all'estremità di un albero rotante in modo che il magnete, l'albero e l'encoder siano coassiali. L'encoder tollererà una certa eccentricità, tuttavia è necessario adottare misure per garantire che il magnete sia concentrico rispetto all'albero e all'encoder. Se si utilizza un albero non ferroso, si consiglia di utilizzare un adesivo per impedire al magnete di ruotare all'interno dell'albero rotante. Per evitare ciò è possibile utilizzare un inserimento a pressione, tuttavia il materiale del magnete è fragile e può essere danneggiato se è richiesto un inserimento a pressione stretto.
Sebbene sia simile al "codificatore magnetico" CTRE, il CANCoder richiede che il bus CAN e i cavi di alimentazione siano collegati alla scheda del circuito CANCoder. Anche questo è trattato nelle sezioni seguenti.

Posizionamento del magnete
La distanza “Z” tipica tra il magnete e il fermo dell'alloggiamento, come illustrato nella Figura 2.1, è compresa tra 75 mm (030) e 1.5 mm (059”). La tabella seguente mostra la relazione tra il colore del LED e la distanza Z del magnete.

L'asse centrale del magnete deve essere allineato entro un raggio di offset Rd di 0.25 mm (.009”) dal centro definito dell'alloggiamento dell'encoder, vedere Figura 2.2. Questa è la raccomandazione del produttore di silicio. L'applicazione ideale avrebbe il magnete, l'albero rotante e l'encoder tutti coassiali. Tuttavia, l'encoder funzionerà senza alcuna notevole perdita di prestazioni se non è possibile mantenere questa tolleranza. 

Cablaggio

Il circuito stampato CANCoder è dotato di sei fori passanti per facilitare la saldatura.

Nota le linee CAN H e CAN L hanno ciascuna due fori passanti. Ciò consente due pigtail del bus CAN, ciascuno con una coppia CANH/CANL.

Spelare il cavo da ~20 AWG e farlo passare attraverso il foro passante da 100 mil.

Stagnare la parte esposta del filo, finché il foro di saldatura non si riempie completamente di lega. Tagliare il piombo in eccesso con un tronchese diagonale.

Una volta saldati tutti e sei i fili, è necessario imballarli con la custodia, vedere l'immagine seguente come riferimento. 

Montaggio dell'encoder
L'encoder deve essere montato su una superficie rigida e in una posizione fissa rispetto al magnete e all'albero rotante. Non è necessario un foro centrale a condizione che il materiale su cui è montato l'encoder abbia una permeabilità magnetica relativa simile all'aria (~1.0). L'alluminio e la maggior parte delle materie plastiche soddisfano questo requisito.

Conferma della corretta installazione
Se installato correttamente, il LED dovrebbe essere verde. Un LED giallo è accettabile, tuttavia c'è meno tolleranza alla deviazione meccanica che potrebbe causare la modifica della distanza Z, poiché questo stato è più lontano dall'ideale. Il LED dovrebbe rimanere verde durante tutta la gamma di movimento e velocità dell'albero. Se il LED cambia o "lampeggia" in un colore diverso dal verde, verificare che la relazione meccanica tra encoder, albero e magnete sia coerente. Questa operazione può essere eseguita spostando manualmente i componenti fino all'isolamento della causa. Determinare se il problema riguarda il gioco dell'estremità dell'albero, il montaggio dell'encoder o l'installazione del magnete.

Modifiche ai componenti COTS

Esistono diverse aziende che producono trasmissioni commerciali pronte all'uso, o COTS, trasmissioni e scatole del cambio. Alcuni di questi componenti contengono interfacce per encoder ottici o ad albero. Questa sezione descrive le modifiche di due trasmissioni COTS, l'AndyMark Toughbox Mini (am-0654) e il cambio VEX PRO a doppia riduzione a velocità singola (217-2454). Entrambi i cambi richiedono una modifica all'albero di uscita.

AndyMark Toughbox Mini (am-0654)
L'albero di uscita del Toughbox Mini presenta un'estrusione di diametro .250” situata sul lato dell'alloggiamento della scatola del cambio Figura 3.1. Questa estrusione deve essere rimossa prima di forare la tasca che ospiterà il magnete. Gli strumenti consigliati per questa procedura sono: tornio, punta da trapano da .250", calibri a quadrante, utensili da troncatura e un utensile da taglio per sfacciare l'estremità dell'albero. Al posto dell'utensile da taglio è possibile utilizzare un seghetto o un disco da taglio. Il presente manuale dell'utente non intende sostituire la formazione e l'uso adeguati del macchinario. Un tornio può essere il macchinario più pericoloso in un'officina. Si prega di prestare attenzione e seguire le procedure di sicurezza consigliate per la vostra particolare attrezzatura. L'albero nella foto proviene da una scatola CIMple. La procedura sia per Toughbox Mini che per CIMple box è la stessa. 

Rimozione dell'estrusione
Il primo passo è rimuovere l'estrusione da .250” dall'albero di uscita. La Figura 3.1.1 illustra come è possibile utilizzare uno strumento di troncatura e un tornio per questa attività. Rimuovere completamente l'estrusione in modo che rimanga solo una piccola porzione del diametro di .250" (circa ~.020" – .050").

Di fronte all'estremità dell'albero
Una volta rimossa l'estrusione, l'estremità dell'albero dovrà avere una superficie liscia e uniforme. Ciò renderà i passaggi successivi più fluidi. Usando uno strumento di sfacciatura, girare la faccia dell'albero verso il basso finché non diventa liscia e tutta l'estrusione rimanente da 250 pollici viene rimossa. La Figura 3.1.2.1 illustra gli strumenti utilizzati per questa fase. La Figura 3.1.2.2 mostra come dovrebbe apparire l'albero una volta completata questa fase.

Alesare la tasca magnetica
Dopo che l'albero è stato placcato, sarà necessario praticare una tasca per alloggiare il magnete. La profondità di questa tasca è determinata dalla distanza a cui si trova l'encoder dal magnete. Per la posizione di montaggio originale, la tasca dovrebbe essere sufficientemente profonda in modo che il magnete sia a filo con l'esterno dell'alloggiamento in plastica dopo il montaggio. Una profondità del foro di ~ .350” dovrebbe essere sufficiente. Questo ovviamente dipende dalla quantità di materiale rimosso durante il passaggio 3.1.2. È necessario utilizzare una punta di centratura per iniziare il foro prima di eseguire l'alesatura con una punta da .250”. Se il foro è troppo profondo, è possibile posizionare degli spessori all'interno della tasca per correggere il foro eccessivo. L'obiettivo è raggiungere la profondità di alloggiamento finale del magnete in modo che la faccia sia a filo con l'alloggiamento dell'encoder (non con il fermo). La Figura 3.1.3.1 mostra il foro finale realizzato con un trapano da .250”. La Figura 3.1.3.2 mostra l'albero di uscita con tutte le modifiche necessarie e il magnete installato.

Montaggio dell'encoder
Dopo che l'albero è stato completamente modificato, la custodia dell'encoder deve essere montata utilizzando le due viti 3-48 in dotazione (Figura 3.1.4.1). Successivamente posizionare l'encoder all'interno dell'alloggiamento (Figura 3.1.4.2). Inserire il cavo dati (venduto separatamente), quindi posizionare il coperchio della custodia e fissarlo con la vite 2-28 x 7/16” in dotazione (Figura 3.1.4.3). NON SERRARE ECCESSIVAMENTE LA VITE 2-28 PERCHÉ POTREBBE CAUSARE DANNI PERMANENTI ALL'ALLOGGIAMENTO. SERRARE A MANO FINO A CHE NON SI AVVERTE RESISTENZA.

Verifica del posizionamento del magnete.
Una volta installato il CANCoder, è necessario verificare il posizionamento del magnete. Un magnete adeguatamente distanziato dovrebbe generare un LED verde a tutte le velocità e posizioni. Questo test richiede solo che il CANCoder sia alimentato. Attendere 8 secondi dopo l'avvio se il bus CAN non è cablato (per utilizzare lo schema LED a luminosità rapida – Sezione 1.5.1). Verificare che il LED sia verde. Se il LED è giallo, l'encoder funzionerà comunque con una piccola riduzione della precisione. Se il LED è rosso, il magnete è troppo vicino o troppo lontano dall'encoder. Usando il magnete in dotazione, il LED dovrebbe essere rosso solo se il magnete è troppo lontano. Ciò è vero solo quando l'encoder è montato nell'alloggiamento fornito. Aumentare o diminuire la distanza del magnete finché il LED non diventa verde. Una volta confermata la posizione del magnete, il magnete deve essere fissato utilizzando Loctite o resina epossidica. Loctite/resina epossidica solitamente non è necessaria per gli alberi in acciaio.

Nota – L'immagine mostra un codificatore CTRE Mag, tuttavia CANCoder visualizza anche un LED colorato che indica l'intensità del campo magnetico.

Cambio VEX PRO a doppia riduzione a velocità singola (217-2454)
L'albero di uscita del cambio VEX pro ha un'estrusione di diametro .250” situata sul lato dell'alloggiamento del cambio Figura 3.2. Questa estrusione deve essere rimossa prima di forare la tasca che ospiterà il magnete. Gli strumenti consigliati per questa procedura sono: tornio, punta da trapano da .250", calibri a quadrante, utensili da troncatura e un utensile da taglio per sfacciare l'estremità dell'albero. Al posto dell'utensile da taglio è possibile utilizzare un seghetto o un disco da taglio. Il presente manuale dell'utente non intende sostituire la formazione e l'uso adeguati del macchinario. Un tornio può essere il macchinario più pericoloso in un'officina. Si prega di prestare attenzione e seguire le procedure di sicurezza consigliate per la vostra particolare attrezzatura. 

Rimozione dell'estrusione
Il primo passo è rimuovere l'estrusione da .250” dall'albero di uscita. La Figura 3.2.1 illustra come è possibile utilizzare uno strumento di troncatura e un tornio per questa attività. Rimuovere completamente l'estrusione in modo che rimanga solo una piccola porzione del diametro di .250" (circa ~.020" – .050").

Di fronte all'estremità dell'albero
Una volta rimossa l'estrusione, l'estremità dell'albero dovrà avere una superficie liscia e uniforme. Ciò renderà i passaggi successivi più fluidi. Usando uno strumento di sfacciatura, girare la faccia dell'albero verso il basso finché non diventa liscia e tutta l'estrusione rimanente da 250 pollici viene rimossa. La Figura 3.2.2.1 illustra gli strumenti utilizzati per questa fase. La Figura 3.2.2.2 mostra come dovrebbe apparire l'albero dopo aver completato questo passaggio. 

Alesare la tasca magnetica
Dopo che l'albero è stato placcato, sarà necessario praticare una tasca per alloggiare il magnete. La profondità di questa tasca è determinata dalla distanza a cui si trova l'encoder dal magnete. Per la posizione di montaggio di serie, la tasca dovrebbe essere sufficientemente profonda in modo che il magnete sia a filo con l'esterno dell'alloggiamento in plastica del cambio dopo il montaggio. Una profondità del foro di ~ .380” dovrebbe essere sufficiente. Questo ovviamente dipende dalla quantità di materiale rimosso durante il passaggio 3.2.2. È necessario utilizzare una punta di centratura per iniziare il foro prima di eseguire l'alesatura con una punta da .250”. Se il foro è troppo profondo, è possibile posizionare degli spessori all'interno della tasca per correggere il foro eccessivo. L'obiettivo è raggiungere la profondità di alloggiamento finale del magnete in modo che la faccia sia a filo con l'alloggiamento dell'encoder (non con il fermo). La Figura 3.2.3.1 mostra il foro finale realizzato con un trapano da .250”. La Figura 3.2.3.2 mostra l'albero di uscita con tutte le modifiche necessarie e il magnete installato. 

Montaggio dell'encoder
Dopo che l'albero è stato completamente modificato, la custodia dell'encoder deve essere montata utilizzando le due viti 3-48 in dotazione (Figura 3.2.4.1). Successivamente posizionare l'encoder all'interno dell'alloggiamento (Figura 3.2.4.2). Inserire il cavo dati (venduto separatamente), quindi posizionare il coperchio della custodia e fissarlo con la vite 2-28 x 7/16” in dotazione (Figura 3.2.4.3). NON SERRARE ECCESSIVAMENTE LA VITE 2-28 PERCHÉ POTREBBE CAUSARE DANNI PERMANENTI ALL'ALLOGGIAMENTO. SERRARE A MANO FINO A CHE NON SI AVVERTE RESISTENZA.

Verifica del posizionamento del magnete.
Una volta installato l'Encoder, è necessario verificare il posizionamento del magnete. Un magnete adeguatamente distanziato dovrebbe generare un LED verde a tutte le velocità e posizioni. Questo test richiede solo che il CANCoder sia alimentato. Attendere 8 secondi dopo l'avvio se il bus CAN non è cablato (per utilizzare lo schema LED a luminosità rapida – Sezione 1.5.1). Verificare che il LED sia verde. Se il LED è giallo, l'encoder funzionerà comunque con una piccola riduzione della precisione. Se il LED è rosso, il magnete è troppo vicino o troppo lontano dall'encoder. Usando il magnete in dotazione il LED dovrebbe essere rosso solo se il magnete è troppo lontano. Ciò è vero solo quando l'encoder è montato nell'alloggiamento fornito. Aumentare o diminuire la distanza del magnete finché il LED non diventa verde. Una volta confermata la posizione del magnete, il magnete deve essere fissato utilizzando Loctite o resina epossidica.

Domande frequenti

C'è un modo per sapere se il sensore è presente/alimentato?
Per determinare visivamente se il sensore è alimentato e funzionante, controllare il LED integrato, vedere la Sezione 1.5.

Disegni meccanici

Cronologia delle revisioni