MODULO PER MOTORI PASSO-PASSO MODULO
Versione hardware V1.3
MANUALE HARDWARETMCM-1140
Controller/driver passo-passo a 1 asse
Encoder sensOstep™ 2 A / 24 V
USB, RS485 e CAN

TMCM-1140 Controller per motori passo-passo ad asse singolo/modulo driver

CARATTERISTICHE UNICHE:

coolstep™

Caratteristiche

Il TMCM-1140 è un modulo controller/driver a asse singolo per motori passo-passo bipolari bifase con un set di funzionalità all'avanguardia. È altamente integrato, offre una comoda gestione e può essere utilizzato in molte applicazioni decentralizzate. Il modulo può essere montato sul retro dei motori passo-passo NEMA 2 (dimensione flangia 17 mm) ed è stato progettato per correnti della bobina fino a 42 A RMS e volume di alimentazione 2 V CCtage. Grazie all'elevata efficienza energetica della tecnologia coolStep™ di TRINAMIC, il costo per il consumo energetico è contenuto. Il firmware TMCL™ consente sia il funzionamento autonomo che la modalità diretta.

CARATTERISTICHE PRINCIPALI

• Controller di movimento
• Professionista del movimentofile calcolo in tempo reale
• Modifica al volo dei parametri del motore (ad esempio posizione, velocità, accelerazione)
• Microcontrollore ad alte prestazioni per il controllo generale del sistema e la gestione del protocollo di comunicazione seriale

Driver per motore passo-passo bipolare

• Fino a 256 micropassi per passo completo
• Funzionamento ad alta efficienza, bassa dissipazione di potenza
• Controllo dinamico della corrente
• Protezione integrata
• Funzionalità stallGuard2 per il rilevamento dello stallo
•  Funzione coolStep per ridurre il consumo energetico e la dissipazione del calore

Codificatore
Encoder magnetico sensOstep (1024 incrementi per rotazione), ad esempio per il rilevamento della perdita di passo in tutte le condizioni operative e la supervisione del posizionamento

Interfacce

• Interfaccia di comunicazione RS485 a 2 fili
• Interfaccia di comunicazione CAN 2.0B
• Interfaccia dispositivo USB a piena velocità (12 Mbit/s).
• 4 ingressi multiuso:
  – 3 ingressi digitali per uso generale
• (Funzioni alternative: ingressi interruttore STOP_L / STOP_R / HOME o ingresso encoder A/B/N)
  – 1x ingresso analogico dedicato
• 2 uscite per uso generale
  – 1x open-drain 1A max.
  – 1x uscita di alimentazione +5 V (può essere attivata/disattivata nel software)

Software

• TMCL: funzionamento autonomo o funzionamento controllato a distanza, memoria di programma (non volatile) per un massimo di 2048 comandi TMCL e software di sviluppo di applicazioni basato su PC TMCL-IDE disponibile gratuitamente.

Dati elettrici e meccanici

• Volume di fornituratage: +24 V CC nominale (9…28 V CC)
• Corrente motore: fino a 2 A RMS / 2.8 A picco (programmabile)

Fare riferimento anche al manuale del firmware TMCL separato.

CARATTERISTICHE UNICHE DI TRINAMICS – FACILE DA USARE CON TMCL

stallGuard2™ stallGuard2 è una misurazione del carico senza sensori ad alta precisione che utilizza la forza elettromotrice posteriore sulle bobine. Può essere utilizzato per il rilevamento dello stallo e per altri usi con carichi inferiori a quelli che provocano lo stallo del motore. Il valore di misurazione stallGuard2 cambia in modo lineare su un'ampia gamma di impostazioni di carico, velocità e corrente. Al carico massimo del motore, il valore va a zero o vicino allo zero. Questo è il punto di funzionamento più efficiente dal punto di vista energetico per il motore.

coolstep™ coolStep è un ridimensionamento automatico della corrente adattativo al carico basato sulla misurazione del carico tramite stallGuard2 che adatta la corrente richiesta al carico. Il consumo energetico può essere ridotto fino al 75%. coolStep consente un notevole risparmio energetico, soprattutto per i motori che subiscono carichi variabili o funzionano con un ciclo di lavoro elevato. Poiché un'applicazione con motore passo-passo deve funzionare con una riserva di coppia compresa tra il 30% e il 50%, anche un'applicazione a carico costante consente un notevole risparmio energetico poiché coolStep abilita automaticamente la riserva di coppia quando richiesto. La riduzione del consumo energetico mantiene il sistema più fresco, aumenta la durata del motore e consente di ridurre i costi.

Codici d'ordine

Codice ordine	Descrizione	Dimensioni (mm3)
TMCM-1140-opzione	Controller motore passo-passo bipolare a asse singolo/elettronica driver con encoder sensOstep integrato e funzione coolStep	Dimensioni: 37 x 37 x 11.5

Tabella 2.1 Codici di ordinazione
Sono disponibili le seguenti opzioni:

Opzione firmware	Descrizione	Codice d'ordine esampon:
-TMCL	Modulo pre-programmato con firmware TMCL	TMCM-1140-TMCL
-CANopen	Modulo preprogrammato con firmware CANopen	TMCM-1140-CANopen

Tabella 2.2 Opzioni firmware
Per questo modulo è disponibile un set di cablaggio:

Codice ordine	Descrizione
TMCM-1140-CAVO	Cablaggio per TMCM-1140: • 1x cavo per connettore di alimentazione e comunicazione (lunghezza 200 mm) – 1x cavo per connettore In/Out multiuso (lunghezza 200mm) – 1x cavo per connettore motore (lunghezza 200mm) – 1x cavo da connettore USB tipo A a mini-USB tipo B (lunghezza 1.5 m)

Tabella 2.3 Codici di ordinazione dei cablaggi
Si prega di notare che il TMCM-1140 è disponibile anche con motori passo-passo NEMA17. Fare riferimento ai documenti PD-1140 per ulteriori informazioni su questi prodotti.

Interfacciamento meccanico ed elettrico

3.1 Dimensioni e fori di montaggio
Le dimensioni della scheda controller/driver sono di ca. 37 mm x 37 mm x 11.5 mm per adattarsi al retro di un motore passo-passo da 42 mm. L'altezza massima del componente (altezza sopra il livello del PCB) senza connettori di accoppiamento è di circa 8 mm sopra il livello del PCB e 2 mm sotto il livello del PCB. Sono presenti due fori di montaggio per viti M3 per il montaggio su un motore passo-passo NEMA17.

3.2 Considerazioni sul montaggio della scheda
Il TMCM-1140 offre due fori di montaggio placcati in metallo. Entrambi i fori di montaggio sono collegati alla terra del sistema e del segnale (uguale alla terra dell'alimentatore).
Per ridurre al minimo la distorsione dei segnali e la radiazione dei segnali HF (migliorare la compatibilità EMC), soprattutto in ambienti sensibili/rumorosi, è importante garantire un solido collegamento a terra all'interno del sistema. Per supportare ciò, si consiglia di collegare entrambi i fori di montaggio della scheda oltre al collegamento di terra dell'alimentazione alla terra dell'alimentatore del sistema.
Tuttavia, questa potrebbe non essere sempre un'opzione, ad esempio nel caso in cui il telaio metallico del sistema/la piastra di montaggio del TMCM-1140 sia già collegato a terra e non sia desiderata una connessione diretta tra la terra dell'alimentazione (lato secondario) e la terra dell'alimentazione di rete (lato primario). non è un'opzione. In questo caso è necessario utilizzare distanziali/distanziali e viti in plastica (ad es. nylon).
3.3 Connettori di TMCM-1140
La scheda controller/driver del TMCM-1140 offre quattro connettori incluso il connettore del motore utilizzato per collegare le bobine del motore all'elettronica. Il connettore di alimentazione e comunicazione viene utilizzato per l'alimentazione, l'interfaccia CAN e l'interfaccia RS485. Il connettore I/O multiuso a 8 pin offre quattro ingressi multiuso e due uscite per uso generale. Inoltre è presente un connettore per l'interfaccia USB.

Etichetta	Tipo di connettore	Tipo di connettore di accoppiamento
Connettore di alimentazione e comunicazione	CI0106P1VK0-LF Serie CVIlux CI01, 6 pin, passo 2mm	Custodia connettore CVIlux: CI01065000-A Contatti CVIlux: CI01T011PE0-A or Alloggiamento connettore JST: PHR-6 Contatti JST: SPH-002T-P0.5S Filo: 0.22 mm2
Connettore I/O multiuso	CI0108P1VK0-LF Serie CVIlux CI01, 8 pin, passo 2mm	Custodia connettore CVIlux: CI01085000-A Contatti CVIlux: CI01T011PE0-A or Alloggiamento connettore JST: PHR-8 Contatti JST: SPH-002T-P0.5S Filo: 0.22 mm2
Connettore motore	CI0104P1VK0-LF Serie CVIlux CI01, 4 pin, passo 2mm	Custodia connettore CVIlux: CI01045000-A Contatti CVIlux: CI01T011PE0-A or Alloggiamento connettore JST: PHR-4 Contatti JST: SPH-002T-P0.5S Filo: 0.22 mm2
Connettore mini USB	Molex500075-1517 Presa verticale Mini USB tipo B	Qualsiasi presa mini-USB standard

Tabella 3.1 Connettori e connettori di accoppiamento, contatti e filo applicabile

3.3.1 Connettore di alimentazione e comunicazione
Un connettore a fila singola CVIlux CI6P0106VK1-LF da 0 mm a 2 pin viene utilizzato per l'alimentazione, la comunicazione seriale RS485 e CAN. Osservare le informazioni aggiuntive sull'alimentazione nel capitolo 3.3.1.1.
Nota: L'interfaccia CAN verrà disattivata nel caso in cui l'USB sia collegato a causa della condivisione interna delle risorse hardware.

	Spillo	Etichetta	Direzione	Descrizione
	1	Terra	Potenza (GND)	Massa del sistema e del segnale
	2	VDD	Alimentazione elettrica)	VDD (+9 V…+28 V)
	3	RS485+	bidirezionale	Interfaccia RS485, diff. segnale (non invertente)
	4	RS485-	bidirezionale	Interfaccia RS485, diff. segnale (invertente)
	5	CAN_H	bidirezionale	Interfaccia CAN, diff. segnale (non invertente)
	6	POSSO	bidirezionale	Interfaccia CAN, diff. segnale (invertente)

Tabella 3.2 Connettore per alimentazione e interfacce
3.3.1.1 Alimentazione
Per un corretto funzionamento è necessario prestare attenzione al concetto e al design dell'alimentatore. A causa delle limitazioni di spazio, il TMCM-1140 include circa 40µF/35V di condensatori di filtro di alimentazione. Si tratta di condensatori ceramici selezionati per l'elevata affidabilità e la lunga durata. Il modulo include un diodo soppressore da 28 V per over-voltage protezione.
ATTENZIONE!

	Aggiungi condensatori di alimentazione esterni! Si consiglia di collegare un condensatore elettrolitico di dimensioni significative (ad esempio almeno 470μF/35V) alle linee di alimentazione accanto al TMCM-1140! Regola pratica per la dimensione del condensatore elettrolitico: c = 1000 μF/ A × ISUPPLY Oltre alla stabilizzazione della potenza (buffer) e al filtraggio, questo condensatore aggiunto ridurrà anche qualsiasi voltage picchi che potrebbero altrimenti verificarsi da una combinazione di cavi di alimentazione ad alta induttanza e condensatori ceramici. Inoltre limiterà lo slew-rate dell'alimentatore voltage al modulo. Il basso ESR dei condensatori di filtro solo ceramici può causare problemi di stabilità con alcuni alimentatori a commutazione.
	Non collegare o scollegare il motore durante il funzionamento! Il cavo del motore e l'induttività del motore potrebbero portare a voltage picchi quando il motore è scollegato / collegato mentre è sotto tensione. Questi voltagLe punte potrebbero superare il voltage limiti dei MOSFET driver e potrebbe danneggiarli in modo permanente. Pertanto, scollegare sempre l'alimentazione prima di collegare/scollegare il motore.
	Mantieni l'alimentatore voltage al di sotto del limite superiore di 28 V! In caso contrario, l'elettronica del driver verrà seriamente danneggiata! Soprattutto, quando il volume operativo selezionatotage è vicino al limite superiore, si consiglia vivamente di utilizzare un alimentatore regolato. Si veda anche il capitolo 7, valori operativi.
	Non esiste protezione contro l'inversione di polarità! Il modulo cortocircuiterà qualsiasi volume di alimentazione invertitotage dovuto ai diodi interni dei transistor del driver.

3.3.1.2 RS485
Per il controllo remoto e la comunicazione con un sistema host, il TMCM-1140 fornisce un'interfaccia bus RS485 a due fili.
Per un corretto funzionamento è necessario tenere in considerazione i seguenti elementi quando si configura una rete RS485:

1. STRUTTURA AUTOBUS:
   La topologia di rete dovrebbe seguire il più fedelmente possibile una struttura a bus. Cioè, la connessione tra ciascun nodo e il bus stesso dovrebbe essere la più breve possibile. Fondamentalmente, dovrebbe essere breve rispetto alla lunghezza del bus.
2. TERMINATA AUTOBUS:
   Soprattutto per bus più lunghi e/o nodi multipli collegati al bus e/o velocità di comunicazione elevate, il bus dovrebbe essere adeguatamente terminato ad entrambe le estremità. Il TMCM-1140 non integra alcun resistore di terminazione. Pertanto, è necessario aggiungere esternamente resistori di terminazione da 120 Ohm su entrambe le estremità del bus.
3. NUMERO DI NODI:
   Lo standard di interfaccia elettrica RS485 (EIA-485) consente di collegare fino a 32 nodi ad un singolo bus. I ricetrasmettitori bus utilizzati sulle unità TMCM-1140 (hardware V1.2: SN65HVD3082ED, poiché hardware V1.3: SN65HVD1781D) hanno un carico del bus notevolmente ridotto e consentono di collegare un massimo di 255 unità a un singolo bus RS485 utilizzando il firmware TMCL . Nota: solitamente non è possibile ottenere una comunicazione affidabile con il numero massimo di nodi collegati a un bus e la massima velocità di comunicazione supportata contemporaneamente. Occorre invece trovare un compromesso tra lunghezza del cavo bus, velocità di comunicazione e numero di nodi.
4. VELOCITÀ DI COMUNICAZIONE:
   La velocità massima di comunicazione RS485 supportata dall'hardware TMCM-1140 V1.2 è 115200 bit/s e 1 Mbit/s dall'hardware V1.3. L'impostazione predefinita di fabbrica è 9600 bit/s. Consultare il manuale del firmware TMCM-1140 TMCL separato per informazioni relative ad altre possibili velocità di comunicazione al di sotto del limite superiore nell'hardware.
5. NO LINEE BUS GALLEGGIANTI:
   Evitare linee bus flottanti mentre né l'host/master né uno degli slave lungo la linea bus trasmettono dati (tutti i nodi bus passano alla modalità di ricezione). Le linee bus flottanti possono causare errori di comunicazione. Per garantire segnali validi sul bus si consiglia di utilizzare una rete di resistori che colleghi entrambe le linee del bus a livelli logici ben definiti.
   In realtà ci sono due opzioni che possono essere raccomandate:
   Aggiungi una rete di resistori (bias) solo su un lato del bus (resistore di terminazione 120R ancora su entrambe le estremità):

Oppure aggiungi una rete di resistori (Bias) a entrambe le estremità del bus (come la terminazione Profibus™):

Alcuni convertitori di interfaccia RS485 disponibili per PC includono già queste resistenze aggiuntive (ad es. USB-2485 con rete di polarizzazione a un'estremità del bus).

3.3.1.3 CAN
Per il controllo remoto e la comunicazione con un sistema host, il TMCM-1140 fornisce un'interfaccia bus CAN. Si prega di notare che l'interfaccia CAN non è disponibile nel caso in cui sia collegata l'USB. Per un corretto funzionamento è necessario tenere in considerazione i seguenti elementi quando si configura una rete CAN:

1. STRUTTURA AUTOBUS:
   La topologia di rete dovrebbe seguire il più fedelmente possibile una struttura a bus. Cioè, la connessione tra ciascun nodo e il bus stesso dovrebbe essere la più breve possibile. Fondamentalmente, dovrebbe essere breve rispetto alla lunghezza del bus.
2. TERMINATA AUTOBUS:
   Soprattutto per bus più lunghi e/o nodi multipli collegati al bus e/o velocità di comunicazione elevate, il bus dovrebbe essere adeguatamente terminato ad entrambe le estremità. Il TMCM-1140 non integra alcun resistore di terminazione. Pertanto, è necessario aggiungere esternamente resistori di terminazione da 120 Ohm su entrambe le estremità del bus.

3. NUMERO DI NODI:
   Il ricetrasmettitore bus utilizzato sulle unità TMCM-1140 (TJA1050T) supporta almeno 110 nodi in condizioni ottimali. Il numero praticamente ottenibile di nodi per bus CAN dipende fortemente dalla lunghezza del bus (bus più lungo > meno nodi) e dalla velocità di comunicazione (velocità maggiore -> meno nodi).

3.3.2 Connettore I/O multiuso
È disponibile un connettore a fila singola CVIlux CI8P0108VK1-LF da 0 mm a 2 pin per tutti gli ingressi e le uscite multiuso.

	Spillo	Etichetta	Direzione	Descrizione
	1	Terra	Potenza (GND)	Massa del sistema e del segnale
	2	VDD	Alimentazione elettrica)	VDD, collegato al pin VDD del connettore di alimentazione e comunicazione
	3	USCITA_0	Produzione	Uscita open-drain (max. 1 A) Diodo di ricircolo integrato su VDD
	4	USCITA_1	Produzione	Uscita di alimentazione +5 V (max. 100 mA) Può essere attivata/disattivata nel software
	5	IN 0	Ingresso	Ingresso analogico dedicato, Ingresso voltage campo: 0..+10V Risoluzione: 12 bit (0..4095)
	6	IN_1, STOP_L, ENC_A	Ingresso	Ingresso digitale per uso generale (+compatibile con 24 V)
				Funzione alternativa 1: ingresso interruttore stop sinistro
				Funzione alternativa 2: ingresso canale A dell'encoder incrementale esterno
	7	IN_2, STOP_R, ENC_B	Ingresso	Ingresso digitale per uso generale (+compatibile con 24 V)
				Funzione alternativa 1: ingresso interruttore stop destro
				Funzione alternativa 2: ingresso canale B encoder incrementale esterno
	8	IN_3, CASA, ENC_N	Ingresso	Ingresso digitale per uso generale (+compatibile con 24 V)
				Funzione alternativa 1: ingresso interruttore di casa
				Funzione alternativa 2: indice encoder incrementale esterno/ingresso canale zero

Tabella 3.3 Connettore I/O multiuso

Nota:

•  Tutti gli ingressi hanno un volume basato su resistenzatage divisori di ingresso con diodi di protezione. Questi resistori garantiscono inoltre un livello GND valido quando lasciati scollegati.
• Per tutti gli ingressi digitali (IN_1, IN_2, IN_3) è possibile attivare una resistenza pull-up da 2k2 a +5V (impostazione predefinita con tutte le versioni firmware TMCL più recenti). Quindi questi ingressi hanno un livello logico predefinito (non connesso) pari a 1 ed è possibile collegare un interruttore esterno a GND. Ciò potrebbe essere particolarmente interessante nel caso in cui questi ingressi vengano utilizzati come ingressi di commutazione STOP_L / STOP_R e HOME (funzione alternativa 1) o come ingresso encoder per un encoder incrementale esterno A/B/N con uscite a collettore aperto (i pull-up non sono necessari per encoder con uscite push-pull).

3.3.2.1 Ingressi Digitali IN_1, IN_2, IN_3
Il connettore a otto pin del TMCM-1140 fornisce tre ingressi digitali multifunzione IN_1, IN_2 e IN_3. Tutti e tre gli ingressi accettano segnali di ingresso fino a +24V (nom.) e offrono lo stesso circuito di ingresso con voltage partitori resistivi, limitanti
diodi contro il sovra e il sotto voltage e resistori pull-up programmabili da 2k2.
I pull-up possono essere attivati ​​o disattivati ​​per tutti e tre gli input contemporaneamente nel software.
Con il comando firmware TMCL SIO 0, 0, 0 spegnerà i pull-up e il comando SIO 0, 0, 1 li accenderà (vedere manuale firmware TMCL separato, comando SIO per informazioni più dettagliate). I tre ingressi digitali hanno funzionalità alternative a seconda della configurazione nel software. Sono disponibili le seguenti funzioni:

Etichetta (Pine)	Funzione predefinita	Funzione alternativa 1	Funzione alternativa 2
NELL'1 (6)	Ingresso digitale per uso generale TMCL: GIO 1, 0 // ottieni il valore digitale dell'ingresso IN_1	STOP_L – ingresso interruttore di arresto sinistro, collegato al processore e ingresso REF TMC429 (supporta la funzionalità di arresto sinistro nell'hardware) TMCL: GAP 11, 0 // ottieni il valore digitale dell'ingresso STOP_L	ENC_A – canale di ingresso A dell'encoder incrementale esterno, collegato all'ingresso del contatore dell'encoder del processore
NELL'2 (7)	Ingresso digitale per uso generale TMCL: GIO 2, 0 // ottieni il valore digitale dell'ingresso IN_2	STOP_R – ingresso interruttore di arresto destro, collegato al processore e ingresso REF TMC429 (supporta la funzionalità dell'interruttore di arresto destro nell'hardware) TMCL: GAP 10, 0 // ottieni il valore digitale dell'ingresso STOP_R	ENC_B – canale B di ingresso dell'encoder incrementale esterno, collegato all'ingresso del contatore dell'encoder del processore
NELL'3 (8)	Ingresso digitale per uso generale TMCL: GIO 3, 0 // ottieni il valore digitale dell'ingresso IN_3	HOME – ingresso dell'interruttore home, collegato al processore TMCL: GAP 9, 0 // ottiene il valore digitale dell'input HOME	ENC_N – indice di ingresso dell'encoder incrementale esterno/canale zero, collegato all'ingresso di interruzione del processore

Tabella 3.4 Ingressi multifunzione / funzioni alternative

– Tutti e tre gli ingressi digitali sono collegati al processore integrato e possono essere utilizzati come ingressi digitali generici (impostazione predefinita).
– Per utilizzare IN_1 e IN_2 come ingressi STOP_L e STOP_R, questa funzione deve essere abilitata esplicitamente nel software (impostazione di fabbrica: disattivata). Con il firmware TMCL la funzionalità dell'interruttore di arresto può essere abilitata utilizzando SAP 12, 0, 0 (STOP_R/finecorsa destro) e SAP 13, 0, 0 (STOP_L/finecorsa sinistro). Come già indicano i nomi: lo stato del finecorsa sinistro (STOP_L) sarà significativo durante le svolte a sinistra del motore e lo stato del finecorsa destro solo durante le svolte a destra del motore (direzione positiva). La lettura dei valori di input utilizzando i comandi GAP elencati nella tabella sopra è possibile in qualsiasi momento. Per ulteriori informazioni, consultare il manuale firmware TMCL separato.
– Encoder esterno: un encoder incrementale A/B/N esterno può essere collegato al TMCM-1140 e utilizzato in aggiunta o in alternativa all'encoder interno sensOstep™. Utilizzando TMCL il valore del contatore dell'encoder per questo secondo encoder può essere letto tramite il comando TMCL GAP 216, 0 (vedere il manuale firmware TMCL separato per maggiori dettagli). La scala predefinita di fabbrica del contatore dell'encoder è 1:1, ovvero dopo una rotazione dell'encoder il contatore dell'encoder verrà incrementato/decrementato in base al numero di tick dell'encoder (linee dell'encoder x 4). Quando si utilizza un encoder esterno, collegare il canale A dell'encoder a IN_1, il canale B a IN_2, il canale N o zero a IN_3 (opzionale), la terra dell'encoder alla terra di alimentazione del modulo (ad esempio, pin 1 del connettore I/O multiuso) e +5 V fornire l'ingresso dell'encoder a OUT_1 (tutto sul connettore I/O multiuso). Si tenga presente che per alimentare l'encoder con +5V è necessario prima attivare l'uscita OUT_1 utilizzando SIO 1, 2, 1 (vedere anche capitolo 3.3.2.3).
3.3.2.2 Ingresso analogico IN_0
Il connettore a otto pin del TMCM-1140 fornisce un ingresso analogico dedicato IN_0. Questo ingresso analogico dedicato offre un intervallo di ingresso su scala completa di ca. 0…+10 V (0..+10.56V nom.) con una risoluzione del convertitore analogico-digitale interno del microcontrollore di 12 bit (0… 4095).
L'ingresso è protetto contro il volume più altotages fino a +24 V utilizzando voltage divisori resistivi insieme a diodi limitatori contro voltages sotto 0 V (GND) e sopra +3.3 V DC (vedi figura sotto). Con il firmware TMCL il valore analogico di questo ingresso può essere letto utilizzando il comando GIO 0, 1. Il comando restituirà il valore grezzo del convertitore analogico-digitale a 12 bit tra 0 e 4095. È anche possibile leggere il valore digitale di questo ingresso utilizzando il comando TMCL GIO 0, 0. Il punto di scatto (tra 0 e 1) sarà a ca. Vol. ingresso +5 Vtage (metà dell'intervallo di ingresso analogico).
3.3.2.3 Uscite OUT_0, OUT_1
Il connettore a otto pin del TMCM-1140 offre due uscite per uso generale OUT_0 e OUT_1. OUT_0 è un'uscita a drain aperto in grado di commutare (assorbire) fino a 1 A. L'uscita dei transistor MOSFET a canale N è collegata a un diodo a ruota libera per la protezione contro voltage picchi soprattutto da carichi induttivi (relè ecc.) al di sopra dell'alimentazione voltage (vedi figura sotto).
OUT_0 non deve essere collegato a nessun voltage sopra fornitura voltage del modulo a causa del diodo di ricircolo interno.

Con il firmware TMCL, OUT_0 può essere attivato (OUT_0 abbassato) utilizzando il comando SIO 0, 2, 1 e disattivato nuovamente (OUT_0 mobile) utilizzando il comando SIO 0, 2, 0 (questa è anche l'impostazione predefinita di fabbrica di questa uscita). Nel caso in cui un'uscita flottante
nell'applicazione non è necessario un resistore esterno per fornire, ad esempio, voltage può essere aggiunto.
Al contrario, OUT_1 è in grado di fornire +5 V (generando 100 mA max.) a un carico esterno. Un MOSFET a canale P integrato consente di accendere/spegnere questa alimentazione +5 V nel software (vedere la figura sotto). Questa uscita potrebbe essere utilizzata per fornire
+5 V a un circuito encoder esterno. Si tenga presente che l'alimentazione +5V deve essere attivata esplicitamente nel software.Con il firmware TMCL OUT_1 può essere acceso (fornire +5V al circuito esterno) usando il comando SIO 1, 2, 1 e spento (uscita abbassata tramite resistenza pull-down da 10k) usando il comando SIO 1, 2, 0 (questo è anche il impostazione predefinita di fabbrica di questa uscita).
3.3.3 Connettore motore
Come connettore motore è disponibile un connettore a fila singola CVIlux CI4P0104VK1-LF passo 0 mm a 2 pin. Il connettore del motore viene utilizzato per collegare i quattro fili del motore delle due bobine del motore passo-passo bipolare all'elettronica.

	Spillo	Etichetta	Direzione	Descrizione
	1	OB2	Produzione	Pin 2 della bobina del motore B
	2	OB1	Produzione	Pin 1 della bobina del motore B
	3	OA2	Produzione	Pin 2 della bobina del motore A
	4	OA1	Produzione	Pin 1 della bobina del motore A

Tabella 3.5 Connettore motore

Example per il collegamento dei motori passo-passo QSH4218 NEMA 17 / 42mm:
	TMCM-1140	Motore QS4218
	Pin connettore motore	Colore del cavo	Bobina	Descrizione
	1	Rosso	B	Bobina motore B pin 1

2	Blu	B-	Bobina motore B pin 2
3	Verde	A-	Bobina motore A pin 2
4	Nero	A	Bobina motore A pin 1

3.3.4 Connettore Mini-USB
A bordo è disponibile un connettore mini-USB a 5 pin per la comunicazione seriale (in alternativa all'interfaccia CAN e RS485). Questo modulo supporta connessioni USB 2.0 Full-Speed ​​(12 Mbit/s).
L'interfaccia CAN verrà disattivata non appena l'USB viene collegato a causa della condivisione interna delle risorse hardware.

	Spillo	Etichetta	Direzione	Descrizione
	1	V-BUS	Energia (ingresso di alimentazione)	Alimentazione +5V dall'host
	2	D-	bidirezionale	Dati USB -
	3	D+	bidirezionale	Dati USB +
	4	ID	Potenza (GND)	Collegato al segnale e alla terra del sistema
	5	Terra	Potenza (GND)	Collegato al segnale e alla terra del sistema

Tabella 3.6 Connettore per USB

Per il controllo remoto e la comunicazione con un sistema host, il TMCM-1140 fornisce un'interfaccia USB 2.0 full-speed (12 Mbit/s) (connettore mini-USB). Non appena viene collegato un host USB, il modulo accetterà i comandi tramite USB.
MODALITÀ DI FUNZIONAMENTO ALIMENTATA DA BUS USB
Il TMCM-1140 supporta sia il funzionamento autoalimentato tramite USB (quando viene fornita un'alimentazione esterna tramite il connettore di alimentazione) sia il funzionamento con alimentazione tramite bus USB (nessuna alimentazione esterna tramite il connettore di alimentazione).
La logica del core digitale integrata verrà alimentata tramite USB nel caso in cui non sia collegata nessun'altra alimentazione (funzionamento alimentato dal bus USB). La logica del nucleo digitale include il microcontrollore stesso e anche la EEPROM. La modalità operativa alimentata dal bus USB è stata implementata per consentire la configurazione, l'impostazione dei parametri, le letture, gli aggiornamenti del firmware, ecc. semplicemente collegando un cavo USB tra il modulo e il PC host. Non sono necessari cavi aggiuntivi o dispositivi esterni (ad esempio alimentatore).
Si prega di notare che il modulo potrebbe assorbire corrente dall'alimentazione del bus USB +5V anche in funzionamento USB autoalimentato a seconda del voltage livello di questa fornitura.
I movimenti del motore non sono possibili in questa modalità. Pertanto, collegare sempre un alimentatore al connettore di alimentazione e comunicazione per i movimenti del motore.

Corrente del driver del motore

Il driver del motore passo-passo integrato funziona in corrente controllata. La corrente del driver può essere programmata nel software per correnti della bobina del motore fino a 2 A RMS con 32 passi di scala effettivi nell'hardware (CS nella tabella sottostante).
Spiegazione delle diverse colonne nella tabella seguente:
Impostazione della corrente del motore nel software (TMCL)
Questi sono i valori per il parametro dell'asse TMCL 6 (corrente di funzionamento del motore) e 7 (corrente di standby del motore). Vengono utilizzati per impostare la corrente di funzionamento/standby utilizzando i seguenti comandi TMCL:
SAP 6, 0, // imposta la corrente di esecuzione
SAP7, // imposta la corrente di standby (valore di lettura con GAP anziché SAP. Per ulteriori informazioni consultare il manuale firmware TMCM-0 separato)
Corrente motore IRMS [A] Corrente motore risultante in base all'impostazione della corrente motore

Motore impostazione corrente in software (TMCL)	Passaggio di ridimensionamento corrente (CS)	Corrente del motore ICOIL_PEAK [UN]	Motore attuale IBOBINA_RMS [UN]
0..7	0	0.092	0.065
8..15	1	0.184	0.130
16..23	2	0.276	0.195
24..31	3	0.368	0.260
32..39	4	0.460	0.326
40..47	5	0.552	0.391
48..55	6	0.645	0.456
56..63	7	0.737	0.521
64..71	8	0.829	0.586
72..79	9	0.921	0.651
80..87	10	1.013	0.716
88..95	11	1.105	0.781
96..103	12	1.197	0.846
104..111	13	1.289	0.912
112..119	14	1.381	0.977
120..127	15	1.473	1.042
128..135	16	1.565	1.107
136..143	17	1.657	1.172
144..151	18	1.749	1.237
152..159	19	1.842	1.302
160..167	20	1.934	1.367
168..175	21	2.026	1.432
176..183	22	2.118	1.497
184..191	23	2.210	1.563
192..199	24	2.302	1.628
200..207	25	2.394	1.693
208..215	26	2.486	1.758
216..223	27	2.578	1.823
224..231	28	2.670	1.888
232..239	29	2.762	1.953
240..247	30	2.854	2.018
248..255	31	2.946	2.083

Oltre alle impostazioni nella tabella, la corrente del motore può essere disattivata completamente (a ruota libera) utilizzando il parametro dell'asse 204 (vedere il manuale del firmware TMCM-1140).

Ripristinare le impostazioni predefinite di fabbrica

È possibile ripristinare il TMCM-1140 alle impostazioni predefinite di fabbrica senza stabilire un collegamento di comunicazione. Ciò potrebbe essere utile nel caso in cui i parametri di comunicazione dell'interfaccia preferita siano stati impostati su valori sconosciuti o siano andati persi accidentalmente. Per questa procedura è necessario accorciare due pad sul lato inferiore della scheda.

Si prega di eseguire i seguenti passaggi:

1. Alimentazione assente e cavo USB scollegato
2. Accorciare due piazzole come indicato nella Figura 5.1
3. Scheda di alimentazione (l'alimentazione tramite USB è sufficiente per questo scopo)
4. Attendere fino a quando i LED rosso e verde sulla scheda iniziano a lampeggiare velocemente (l'operazione potrebbe richiedere del tempo)
5. Scheda di spegnimento (scollegare il cavo USB)
6. Rimuovere il corto tra i pad
7. Dopo aver acceso l'alimentazione/collegato il cavo USB, tutte le impostazioni permanenti sono state ripristinate ai valori predefiniti di fabbrica

LED integrati

La scheda offre due LED per indicare lo stato della scheda. La funzione di entrambi i LED dipende dalla versione del firmware. Con il firmware TMCL standard il LED verde dovrebbe lampeggiare lentamente durante il funzionamento e il LED rosso
dovrebbe essere spento.
Quando non è programmato un firmware valido nella scheda o durante l'aggiornamento del firmware, i LED rosso e verde sono sempre accesi.
COMPORTAMENTO DEI LED CON FIRMWARE STANDARD TMCL

Stato	Etichetta	Descrizione
Battito del cuore	Correre	Questo LED verde lampeggia lentamente durante il funzionamento.
Errore	Errore	Questo LED rosso si accende se si verifica un errore.

Valutazioni operative

I valori nominali operativi mostrano gli intervalli previsti o caratteristici e devono essere utilizzati come valori di progettazione.
In nessun caso devono essere superati i valori massimi!

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
VDD	Volume di alimentazionetage per il funzionamento	9	12…24	28	V
ICOIL_picco	Corrente bobina motore per onda sinusoidale picco (regolato dal chopper, regolabile tramite software)	0		2.8	A
ICOIL_RMS	Corrente motore continua (RMS)	0		2.0	A
IDD	Corrente di alimentazione		<< ICOIL	1.4 * IoCOIL	A
TENV	Temperatura ambiente alla corrente nominale (non è richiesto il raffreddamento forzato)	-30		+50	°C
TENV_1A	Temperatura ambiente a 1 A RMS corrente motore / metà max. corrente (non è necessario il raffreddamento forzato)	-30		+70	°C

Tabella 7.1 Classificazioni operative generali del modulo

VALUTAZIONI OPERATIVE DI I/OS MULTIUSO

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
VOUT_0	Voltage all'uscita open drain OUT_0	0		+VDD	V
IOUT_0	Corrente di discesa in uscita dell'uscita open drain OUT_0			1	A
VOUT_1	Voltage sull'uscita OUT_1 (se attivato)		+5		V
IOUT_1	Corrente sorgente di uscita per OUT_1			100	mA
Numero di telaio_1/2/3	Ingresso voltage per IN_1, IN_2, IN_3 (ingressi digitali)	0		+VDD	V
Numero telaio 1/2/3	Basso livello voltage per IN_1, IN_2 e IN_3	0		1.1	V
Numero di telaio 1/2/3	Alto livello voltage per IN_1, IN_2 e IN_3	3.4		+VDD	V
Numero VIN_0	Campo di misura per ingresso analogico IN_0	0		(+10*)	V

Tabella 7.2 Classificazioni operative degli I/O multiuso
*) ca. 0…+10.56 V sull'ingresso analogico IN_0 viene convertito in 0..4095 (ADC a 12 bit, valori grezzi). Sopra ca.
+10.56V l'ingresso analogico si saturerà ma non verrà danneggiato (fino a VDD).
VALUTAZIONI OPERATIVE DELL'INTERFACCIA RS485

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
NRS485	Numero di nodi collegati alla singola rete RS485			256
fRS485	Bit rate massimo supportato su connessione RS485		9600	115200 1000000*)	bps

Tabella 7.3: Valori operativi dell'interfaccia RS485
*) revisione hardware V1.2: max. 115200 bit/s, revisione hardware V1.3: max. 1Mbit/sec
VALUTAZIONI OPERATIVE DELL'INTERFACCIA CAN

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
NCAN	Numero di nodi collegati alla singola rete RS485			> 110
fCAN	Bit rate massimo supportato su connessione CAN		1000	1000	kbit / s

Tabella 7.4 Classificazioni operative dell'interfaccia CAN

Descrizione funzionale

Il TMCM-1140 è un modulo controller/driver altamente integrato che può essere controllato tramite diverse interfacce seriali. Il traffico di comunicazione è mantenuto basso poiché tutte le operazioni time-critical (esamp calcoli) vengono eseguiti a bordo. La fornitura nominale voltage dell'unità è 24 V CC. Il modulo è progettato sia per il funzionamento autonomo che per la modalità diretta. È possibile il controllo remoto completo del dispositivo con feedback. Il firmware del modulo può essere aggiornato tramite qualsiasi interfaccia seriale.
Nella Figura 8.1 sono mostrate le parti principali del TMCM-1140:
– il microprocessore, che esegue il sistema operativo TMCL (collegato alla memoria TMCL),
– il motion controller, che calcola ramps e velocità profiles internamente dall'hardware,
– il driver di potenza con stallGuard2 e la sua funzione coolStep ad alta efficienza energetica,
– il driver MOSFET stage, e
– l'encoder sensOstep con risoluzioni di 10 bit (1024 passi) per giro.

Il TMCM-1140 viene fornito con l'ambiente di sviluppo software basato su PC TMCL-IDE per Trinamic Motion Control Language (TMCM). L'utilizzo di comandi di alto livello TMCL predefiniti come il movimento per posizionare è garantito uno sviluppo rapido e veloce delle applicazioni di controllo del movimento.
Fare riferimento al Manuale firmware TMCM-1140 per ulteriori informazioni sui comandi TMCL.

TMCM-1140 Descrizione operativa

9.1 Calcolo: velocità e accelerazione rispetto alla frequenza di microstep e fullstep
I valori dei parametri inviati al TMC429 non hanno valori tipici del motore come giri al secondo come velocità. Ma questi valori possono essere calcolati dai parametri TMC429 come mostrato in questa sezione.
PARAMETRI DI TMC429

Segnale	Descrizione	Allineare
fCLK	frequenza di clock	16 MHz
velocità	–	0…2047
a_max	massima accelerazione	0…2047
impulso_div	divisore per la velocità. Maggiore è il valore, minore è il valore predefinito della velocità massima = 0	0…13
ramp_div	divisore per l'accelerazione. Maggiore è il valore, minore è l'accelerazione massima valore predefinito = 0	0…13
Usr	risoluzione microstep (microstep per fullstep = 2usrs)	0…8

Tabella 9.1 Parametri velocità TMC429

FREQUENZA DI MICROSTEP
La frequenza microstep del motore passo-passo viene calcolata con

FREQUENZA A TUTTO PASSO
Per calcolare la frequenza del passo completo dalla frequenza del micropasso, la frequenza del micropasso deve essere divisa per il numero di micropassi per passo completo.

La variazione della frequenza del polso per unità di tempo (variazione della frequenza del polso al secondo – l'accelerazione a) è data da

Ciò si traduce in un'accelerazione a passi interi di:

EXAMPLE

Segnale	valore
f_CLK	16 MHz
velocità	1000
a_max	1000
impulso_div	1
ramp_div	1
usrs	6

CALCOLO DEL NUMERO DI ROTAZIONI
Un motore passo-passo ha ad esempio 72 impulsi per rotazione.

Politica di supporto vitale

TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG non autorizza né garantisce alcuno dei suoi prodotti per l'uso in sistemi di supporto vitale, senza lo specifico consenso scritto di TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG.
I sistemi di supporto vitale sono apparecchiature destinate a supportare o sostenere la vita e il cui mancato funzionamento, se utilizzato correttamente in conformità con le istruzioni fornite, può ragionevolmente causare lesioni personali o morte.
© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2013 – 2015

Le informazioni fornite in questa scheda tecnica sono ritenute accurate e affidabili. Tuttavia non si assume alcuna responsabilità per le conseguenze del suo utilizzo né per eventuali violazioni di brevetti o altri diritti di terzi che potrebbero derivare dal suo utilizzo.
Le specifiche sono soggette a modifiche senza preavviso.
Tutti i marchi utilizzati sono di proprietà dei rispettivi proprietari.

Cronologia delle revisioni

11.1 Revisione del documento

Versione	Data	Autore	Descrizione
0.90	2011-DIC-22	GE	Versione iniziale
0.91	2012-MAG-02	GE	Aggiornato per la versione PCB TMCM-1140_V11
1.00	2012-GIU-12	SD	Prima versione completa che include nuovi capitoli su: – ripristinare le impostazioni di fabbrica e – LED
1.01	2012-LUG-30	SD	Circuito interno degli ingressi corretto.
1.02	2013 MARZO 26	SD	I nomi degli ingressi sono cambiati: AIN_0   IN 0 IN 0       IN 1 IN 1       IN 2 IN 2       IN 3 Cambiati i nomi delle uscite: USCITA_1 = USCITA_0 USCITA_0 = USCITA_1
1.03	2013-LUG-23	SD	– Tipi di connettori aggiornati. – Aggiornato capitolo 3.3.1.1.
1.04	2015-GEN-05	GE	– Aggiunta la nuova versione hardware V13 – Aggiunte impostazioni della corrente del driver del motore (capitolo 4) – Diverse aggiunte

Tabella 11.1 Revisione del documento
11.2 Revisione hardware

Versione	Data	Descrizione
TMCM-1040_V10*)	2011 MARZO 08	Versione iniziale
TMCM-1140_V11*)	2011-LUG-19	– Ottimizzazione dei circuiti I/O multiuso – Generazione e distribuzione del clock modificate (oscillatore a 16 MHz)
TMCM-1140_V12**)	2012 aprile 12	– Ulteriore ottimizzazione dei costi incl. IC sensore diverso con 10 bit max. risoluzione
TMCM-1140_V13**)	2013-AGO-22	– MOSFET del driver del motore passo-passo: i MOSFET dei drivertage sono stati sostituiti. I nuovi MOSFET offrono una minore dissipazione del calore rispetto a quelli precedenti/attualmente utilizzati. A parte questo, le prestazioni e le impostazioni, inclusa la corrente di uscita del driver e la forma d'onda di uscita, sono essenzialmente le stesse. – Uscite per uso generale OUT_0 / OUT_1: i MOSFET utilizzati per accendere/spegnere queste uscite sono stati sostituiti. I nuovi MOSFET offrono una minore dissipazione del calore rispetto a quelli precedenti/attualmente utilizzati. A parte questo, la funzionalità e le valutazioni sono essenzialmente le stesse. – Ricetrasmettitore RS485: il ricetrasmettitore RS485 è stato sostituito con il ricetrasmettitore SN65HVD1781 che offre una migliore protezione dai guasti (protezione dai guasti fino a 70 V) e supporta velocità di comunicazione più elevate (fino a 1 Mbit/s). – In corso (disponibile a breve): rivestimento conforme di entrambi i lati del PCB. Fornisce una migliore protezione contro l'umidità e la polvere/trucioli (ad es. nel caso delle versioni montate su motore PD42-x-1140: minuscole parti metalliche sulla

Versione	Data	Descrizione
		Il PCB attratto dal magnete dell'encoder potrebbe causare il malfunzionamento del dispositivo non protetto).

Tabella 11.2 Revisione hardware
*): V10, V11: solo prototipi.
**) V12: versione del prodotto di serie. Viene sostituito con la versione del prodotto della serie V13 a causa dell'EOL (fine vita) dei MOSFET. Perfavore guarda
“PCN_1014_08_29_TMCM-1140.pdf” sul nostro Web-sito, anche

Riferimenti

[TMCM-1140TMCL]	Manuale firmware TMCM-1140 TMCL
[TMC262]	Scheda tecnica TMC262
[TMC429]	Scheda tecnica TMC429
[TMCL-IDE]	Manuale dell'utente di TMCL-IDE

TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
Amburgo, Germania
www.trinamic.com
Si prega di fare riferimento a www.trinamic.com.
www.trinamic.com
Scaricato da Arrow.com.

Documenti / Risorse

Modulo controller/driver per motori passo-passo ad asse singolo TRINAMIC TMCM-1140 [pdf] Manuale d'uso V1.3, TMCM-1140, Modulo driver controller motore passo-passo ad asse singolo, TMCM-1140 Modulo driver controller motore passo-passo ad asse singolo, Modulo driver controller motore passo-passo asse, Modulo driver controller motore passo-passo, Modulo driver controller motore, Modulo driver controller, Driver Modulo, Modulo

Riferimenti

• Manuale d'uso