Driver del controller passo-passo TRINAMIC TMCM-1160 a 1 asse

Informazioni sul prodotto

Il modulo per motori passo-passo è un dispositivo hardware con versione V1.1 che funge da controller e driver passo-passo a un asse con una capacità di 2.8 A/48 V. È dotato di interfacce USB, RS485 e CAN Step/Dir, nonché di encoder sensOstep TM. Il prodotto è fabbricato da TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG ad Amburgo, Germania. Il dispositivo è dotato di un manuale hardware e di caratteristiche uniche come la profile calcolo, modifica al volo dei parametri del motore, microcontrollore ad alte prestazioni per il controllo generale del sistema e gestione del protocollo di comunicazione seriale, driver per motore passo-passo bipolare con fino a 256 micro passi per passo completo, funzionamento ad alta efficienza, bassa dissipazione di potenza, controllo dinamico della corrente, protezione integrata, funzione stallGuard2 per il rilevamento dello stallo e funzione cool Step per ridurre il consumo energetico e la dissipazione del calore.

Istruzioni per l'uso del prodotto

1. Dimensioni e fori di montaggio: il prodotto presenta dimensioni e fori di montaggio specifici che è necessario tenere in considerazione durante l'installazione del dispositivo.
2. Connettore di alimentazione: il connettore di alimentazione deve essere collegato all'alimentatore con la tensione correttatage per garantire il corretto funzionamento del dispositivo.
3. Connettore di comunicazione seriale: il connettore di comunicazione seriale può essere collegato all'interfaccia RS485 o CAN per scopi di comunicazione.
4. Connettore Step/Direzione: il connettore Step/Direzione deve essere collegato agli ingressi corrispondenti per le funzioni Step/Direzione/Abilitazione.
5. Connettore encoder: il connettore dell'encoder deve essere collegato agli ingressi dell'encoder per le funzioni dell'encoder.

Per un utilizzo ottimale del Modulo per motori passo-passo, si consiglia di fare riferimento al manuale hardware fornito dal produttore. Il manuale contiene informazioni dettagliate sull'interfacciamento meccanico ed elettrico del dispositivo, codici d'ordine e altre informazioni essenziali per l'installazione e l'utilizzo corretti del dispositivo.

Caratteristiche

Il TMCM-1160 è un modulo controller/driver ad asse singolo per motori passo-passo bipolari a 2 fasi con un set di funzionalità all'avanguardia. È altamente integrato, offre una gestione comoda e può essere utilizzato in molte applicazioni decentralizzate. Il modulo può essere montato sul retro dei motori passo-passo NEMA 23 (dimensione flangia 57 mm) o NEMA 24 (dimensione flangia 60 mm) ed è stato progettato per correnti di bobina fino a 2.8 A RMS e tensione di alimentazione CC 12, 24 o 48 Vtage. 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
• Alterazione al volo dei parametri motori (es. 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
• controllo delle condizioni e del posizionamento
• Interfaccia per il collegamento di encoder a/b/n incrementali esterni

Interfacce

• Interfaccia RS485
• Interfaccia CAN (2.0B fino a 1Mbit/s).
• Interfaccia USB a piena velocità (12 Mbit/s).
• Interfaccia passo/direzione (isolata otticamente)
• 3 ingressi per interruttori stop e home switch (+24V compatibile) con pull-up programmabile
• 2 ingressi generici (+24V compatibili) e 2 uscite generiche (collettore aperto)
• Interfaccia encoder incrementale a/b/n (segnali TTL e open-collector supportati direttamente)

Caratteristiche di sicurezza 

• Ingresso di spegnimento: il driver verrà disabilitato nell'hardware fintanto che questo pin viene lasciato aperto o in corto a terra
• Fornitura separata voltage ingressi per driver e logica digitale – alimentazione driver voltagPuò essere disinserito dall'esterno mentre l'alimentazione per la logica digitale e quindi la logica digitale rimane attiva

Software 

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

Dati elettrici e meccanici 

• Volume di fornituratage: volume di fornitura comunetages +12 V DC / +24 V DC / +48 V DC supportato (+9 V… +51 V DC)
• Corrente del motore: fino a 2.8 A RMS (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 sensorless ad alta precisione che utilizza la forza controelettromotrice sulle bobine. Può essere utilizzato per il rilevamento dello stallo e per altri usi con carichi inferiori a quelli che bloccano il motore. Il valore di misurazione stallGuard2 cambia linearmente in un'ampia gamma di impostazioni di carico, velocità e corrente. Al massimo carico 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.

Figura 1.1 misura del carico stallGuard2 SG in funzione del carico

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 di energia può essere ridotto fino al 75%. coolStep consente un notevole risparmio energetico, in particolare per i motori soggetti a carichi variabili o che operano con un ciclo di lavoro elevato. Poiché un'applicazione con motore passo-passo deve funzionare con una riserva di coppia dal 30% al 50%, anche un'applicazione a carico costante consente un notevole risparmio energetico perché 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-1160-opzione	Elettronica di controllo/driver per motore passo-passo bipolare ad asse singolo con encoder sensOstep integrato e funzione coolStep	Dimensioni: 60 x 60 x 15

Tabella 2.1 Codici di ordinazione

Sono disponibili le seguenti opzioni:

Opzione firmware	Descrizione	Codice d'ordine esample
-TMCL	Modulo pre-programmato con firmware TMCL	TMCM-1160-TMCL

Tabella 2.2 Opzioni firmware

Per questo modulo è disponibile un set di cablaggio:

Codice ordine

Descrizione

TMCM-1160-CAVO

Cablaggio per TMCM-1160: 1x cablaggio per connettore di alimentazione (lunghezza 200 mm) 1x cablaggio per connettore di comunicazione (lunghezza 200mm) 1x cablaggio per connettore I/O multiuso (lunghezza 200 mm) 1x cablaggio per connettore S/D (lunghezza 200mm) 1x cablaggio per connettore encoder (lunghezza 200mm) 1x cablaggio per connettore motore (lunghezza 200mm) 1x cavo connettore USB tipo A a connettore mini-USB tipo B (lunghezza 1.5 m)

Tabella 2.2 Codici di ordinazione dei cablaggi

Si prega di notare che il TMCM-1160 è disponibile anche con motori passo-passo NEMA23 o NEMA24. Per maggiori informazioni su questi prodotti, fare riferimento ai documenti del PD-1160.

Interfacciamento meccanico ed elettrico

Dimensioni e fori di montaggio 

• Le dimensioni della scheda controller/driver TMCM-1160 sono circa 60 mm x 60 mm, per poter essere installata sul lato posteriore del motore passo-passo da 60 mm.
• L'altezza massima del componente sopra il livello del PCB senza connettori di accoppiamento è di circa 10.5 mm (inclusi i ponticelli per la terminazione RS485/CAN).
• L'altezza massima dei componenti sotto il livello del PCB è di circa 4 mm.
• Sono presenti quattro fori di montaggio per viti M3 per montare la scheda su un motore passo-passo NEMA23 (due fori di montaggio negli angoli opposti) o NEMA24 (altri due fori di montaggio negli angoli opposti).

Connettori di TMCM-1160
Il TMCM-1160 offre sette connettori, incluso il connettore motore che viene utilizzato per collegare le bobine motore all'elettronica. Oltre al connettore di alimentazione, ci sono due connettori per la comunicazione seriale (connettore mini-USB e connettore a 5 pin per RS485 e CAN) e tre connettori per Step/Direction, segnali di input/output multiuso e per un encoder esterno.

Il connettore multiuso offre due uscite per uso generico, due ingressi per uso generico, due ingressi per interruttori di arresto e uno per un interruttore domestico aggiuntivo.
Il connettore di alimentazione offre ingressi separati per il driver e per l'alimentazione della logica oltre all'ingresso di spegnimento hardware. Lasciando aperto l'ingresso di arresto o collegandolo a terra si disabilitano gli azionamenti del motoretage nell'hardware. Per il funzionamento, questo ingresso dovrebbe essere collegato alla tensione di alimentazionetage.

Etichetta	Tipo di connettore	Tipo di connettore di accoppiamento
Connettore di alimentazione	JST B4B-EH-A (serie JST EH, 4 pin, passo 2.5 mm)	Alloggiamento connettore: JST EHR-4 Contatti: JST SEH-001T-P0.6 Filo: 0.33 mm2, AWG22
Connettore di comunicazione seriale	JST B5B-PH-KS (serie JST PH, 5 pin, passo 2 mm)	Alloggiamento connettore: JST PHR-5 Contatti: JST SPH-002T-P0.5S Filo: 0.22 mm2, AWG24
Connettore I/O multiuso	JST B8B-PH-KS (serie JST PH, 8 pin, passo 2 mm)	Alloggiamento connettore: JST PHR-8 Contatti: JST SPH-002T-P0.5S Filo: 0.22 mm2, AWG24
Connettore passo/direzione	JST B4B-PH-KS (serie JST EH, 4 pin, passo 2 mm)	Alloggiamento connettore: JST PHR-4 Contatti: JST SPH-002T-P0.5S Filo: 0.22 mm2, AWG24
Connettore dell'encoder	JST B5B-PH-KS (serie JST EH, 5 pin, passo 2 mm)	Alloggiamento connettore: JST PHR-5 Contatti: JST SPH-002T-P0.5S Filo: 0.22 mm2, AWG24
Connettore motore	JST B4B-EH-A (serie JST PH, 4 pin, passo 2.5 mm)	Alloggiamento connettore: JST EHR-4 Contatti: JST SEH-001T-P0.6 Filo: 0.33 mm2, AWG22
Mini USB Connettore	Molex500075-1517 Presa verticale Mini USB tipo B	Qualsiasi presa mini-USB standard

Connettore di alimentazione
Questo modulo offre ingressi di alimentazione separati per logica digitale (pin 2) e driver/alimentazionetage (perno 1). Entrambi gli ingressi di alimentazione utilizzano connessioni di terra comuni (pin 4). In questo modo, l'alimentazione per il driver stage può essere spento pur mantenendo le informazioni di posizione e stato quando si mantiene attiva l'alimentazione della logica digitale. A causa del diodo interno, l'alimentazione della logica digitale deve essere uguale o superiore al driver/power stage fornitura. Altrimenti il ​​diodo tra driver/power stagL'alimentazione e l'alimentazione della logica digitale potrebbero cortocircuitare le alimentazioni separate.

+ SOLO FORNITURA UDRIVER
Nel caso in cui l'alimentazione sia fornita solo alla sezione di potenza (pin 1) un diodo interno distribuirà l'alimentazione alla sezione logica. Quindi, quando non sono richieste alimentazioni separate, è possibile utilizzare solo i pin 1 e 4 per alimentare il modulo. In tal caso, il pin 2 (alimentazione logica) e il pin 3 (ingresso /SHUTDOWN) possono essere collegati insieme per abilitare il drivertage.

ABILITAZIONE DEL DRIVER STAGE
Collegare l'ingresso /SHUTDOWN a +UDriver o +ULogic per attivare i drivertage. Lasciando aperto questo ingresso o collegandolo a massa si disabilitano i drivertage.
Un connettore JST EH serie B4B-EH a 4 pin viene utilizzato come connettore di alimentazione su scheda.

	Spillo	Etichetta	Descrizione
	1	+VDriver	Modulo + driver stage ingresso alimentazione
	2	+VLogica	(Opzionale) ingresso di alimentazione logica digitale separato
	3	FERMARE	Ingresso di spegnimento. Collega questo ingresso a +VAutista o +VLogica per attivare i drivertage. Lasciando aperto questo ingresso o collegandolo a terra
			disabiliterà i driver stage
	4	Terra	Terra del modulo (alimentazione e massa del segnale)

Tabella 3.2 Connettore per alimentazione

Alimentazione elettrica
Per un corretto funzionamento, è necessario prestare attenzione al concetto e alla progettazione dell'alimentatore. A causa delle limitazioni di spazio, il TMCM-1160 include circa 20 µF / 100 V di condensatori di filtro di alimentazione. Si tratta di condensatori ceramici selezionati per elevata affidabilità e lunga durata.

SUGGERIMENTI PER I CAVI DI ALIMENTAZIONE

• Mantenere i cavi di alimentazione il più corti possibile.
• Utilizzare diametri grandi per i cavi di alimentazione.

ATTENZIONE!

	Aggiungi condensatori di alimentazione esterni! Si consiglia di collegare un condensatore elettrolitico di dimensioni significative (ad esempio 2200 µF / 63 V) alle linee di alimentazione accanto al TMCM-1160, soprattutto se la distanza dall'alimentazione è elevata (ad esempio più di 2-3 m)! Regola pratica per la dimensione del condensatore elettrolitico: c = 1000 × IMOT 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 potrebbero 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 51 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 un alimentatore regolato. Vedi anche il capitolo Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden.Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. (valori di funzionamento).
	Non esiste protezione contro l'inversione di polarità! Il modulo cortocircuiterà qualsiasi volume di alimentazione invertitotage dovuto ai diodi interni dei transistor del driver.

Connettore di comunicazione seriale
Il modulo supporta la comunicazione RS485 e CAN tramite questo connettore.

L'interfaccia CAN verrà disattivata nel caso in cui l'USB sia collegato a causa della condivisione interna delle risorse hardware.

Per la comunicazione seriale viene utilizzato un connettore JST B2B-PH-K a 5 pin con passo da 5 mm.

	Spillo	Etichetta	Descrizione
	1	CAN_H	Segnale bus CAN (dominante alto)
	2	POSSO	Segnale bus CAN (dominante basso)
	3	Terra	Terra del modulo (terra del sistema e del segnale)
	4	RS485+	Segnale bus RS485 (non invertito)
	5	RS485-	Segnale bus RS485 (invertito)

Tabella 3.3 Connettore per comunicazione seriale

RS485
Per il controllo remoto e la comunicazione con un sistema host, il TMCM-1160 fornisce un'interfaccia bus RS485 a due fili. Per un corretto funzionamento, durante la configurazione di una rete RS485, è necessario tenere conto dei seguenti elementi:

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.
   Figura 6.4 Struttura del bus
2. TERMINATA AUTOBUS:
   In particolare per bus più lunghi e/o nodi multipli collegati al bus e/o elevate velocità di comunicazione, il bus dovrebbe essere terminato correttamente a entrambe le estremità. Il TMCM-1160 offre resistori di terminazione integrati che possono essere attivati ​​con l'aiuto di un jumper. Il jumper deve essere rimosso per le unità non collegate a un'estremità del bus!
3. NUMERO DI NODI:
   Lo standard di interfaccia elettrica RS485 (EIA-485) consente di collegare fino a 32 nodi a un singolo bus. Il transceiver bus utilizzato sulle unità TMCM-1160 (SN65HVD485ED) ha 1/2 del carico bus standard e consente di collegare un massimo di 64 unità a un singolo bus RS485.
4. 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 sono commutati in modalità di ricezione). Linee bus flottanti possono causare errori di comunicazione. Per garantire segnali validi sul bus si consiglia di utilizzare una rete resistiva che colleghi entrambe le linee del bus a livelli logici ben definiti. Contrariamente alle resistenze di terminazione, questa rete è normalmente richiesta solo una volta per bus. Alcuni convertitori di interfaccia RS485 disponibili per PC includono già queste resistenze aggiuntive (ad es. USB-2-485).
   
   POTERE
   Per il controllo remoto e la comunicazione con un sistema host, il TMCM-1160 fornisce un'interfaccia bus CAN. Si prega di notare che l'interfaccia CAN non è disponibile nel caso in cui l'USB sia collegato. Per un funzionamento corretto, durante l'impostazione di una rete CAN è necessario tenere conto dei seguenti elementi:
5. 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.
   
   Figura 3.6 Struttura del bus CAN
6. TERMINATA AUTOBUS:
   In particolare per bus più lunghi e/o più nodi collegati al bus e/o elevate velocità di comunicazione, il bus dovrebbe essere terminato correttamente a entrambe le estremità. Il TMCM-1160 offre resistori di terminazione integrati che possono essere attivati ​​con l'aiuto di un jumper (vedere capitolo 7). Il jumper deve essere rimosso per le unità non collegate a un'estremità del bus!
7. NUMERO DI NODI:
   Il transceiver bus utilizzato sulle unità TMCM-1160 (TJA1050T o simili) supporta almeno 110 nodi in condizioni ottimali. Il numero di nodi praticamente realizzabile per bus CAN dipende in larga misura dalla lunghezza del bus (bus più lungo -> meno nodi) e dalla velocità di comunicazione (velocità più elevata -> meno nodi).

Connettore I/O multiuso
Un connettore JST B2B-PH-K a 8 pin con passo da 8 mm viene utilizzato per collegare all'unità ingressi generici, interruttori home e stop e uscite:

	Spillo	Etichetta	Descrizione
	1	USCITA_0	Uscita per uso generale, open drain (max. 1 A) Diodo di ruota libera integrato collegato a +VLogic
	2	USCITA_1	Uscita per uso generale, open drain (max. 1 A) Diodo di ruota libera integrato collegato a +VLogic
	3	IN 0	Ingresso per uso generale (analogico e digitale), compatibile con +24V Risoluzione quando utilizzato come ingresso analogico: 12 bit (0..4095)
	4	IN 1	Ingresso per uso generale (analogico e digitale), compatibile con +24V Risoluzione quando utilizzato come ingresso analogico: 12 bit (0..4095)
	5	STOP_L	Ingresso interruttore stop sinistro (ingresso digitale), compatibile +24V, programmabile pull-up interno a +5V
	6	STOP_R	Ingresso interruttore stop destro (ingresso digitale), compatibile +24V, pull-up interno programmabile a +5V
	7	CASA	Ingresso interruttore Home (ingresso digitale), compatibile +24V, pull-up interno programmabile a +5V
	8	Terra	Terra del modulo (terra del sistema e del segnale)

Tabella 3.4 Connettore I/O multiuso

Tutti gli ingressi hanno un volume basato su resistenzatage divisori con diodi di protezione. Questi resistori assicurano anche un livello GND valido

Per gli ingressi dell'interruttore di riferimento (STOP_L, STOP_R, HOME) è possibile attivare una resistenza pull-up da 1k a +5V (separatamente per ogni ingresso). Quindi questi ingressi hanno un livello logico predefinito (non connesso) di "1" e può essere collegato un interruttore esterno a GND.

Ingressi digitali STOP_L, STOP_R e HOME
Il connettore a otto pin del TMCM-1160 fornisce tre ingressi digitali di commutazione di riferimento STOP_L, STOP_R e HOME. Tutti e tre gli ingressi accettano segnali di ingresso fino a +24 V. Sono protetti contro queste tensioni più elevatetages usando voltage divisori resistivi insieme a diodi limitatori contro voltages sotto 0 V (GND) e sopra +3.3 V DC.

Figura 3.6 Ingressi STOP_L, STOP_R e HOME (circuito di ingresso semplificato)

Tutti e tre gli ingressi digitali sono collegati al processore integrato e possono essere utilizzati come ingressi digitali generici!

Ingressi per uso generico IN_0 e IN_1
Il connettore a otto pin del TMCM-1160 fornisce due ingressi per uso generale che possono essere utilizzati come ingressi digitali o analogici.

INGRESSI PER USO GENERALE COME INGRESSI ANALOGICI
Come ingresso analogico offrono un intervallo di ingresso a fondo scala di 0…+10 V con una risoluzione del convertitore analogico/digitale interno del microcontrollore di 12 bit (0…4095). L'ingresso è protetto da volumi più elevatitages fino a +24 V utilizzando voltage divisori resistivi insieme a diodi limitatori contro voltages sotto 0 V (GND) e sopra +3.3 V DC.

Figura 3.7 Ingressi per uso generale (circuito di ingresso semplificato)

Uscite OUT_0, OUT_1
Il connettore a otto pin del TMCM-1160 offre due uscite per uso generale OUT_0 e OUT_1. Queste due uscite sono uscite open-drain e possono assorbire fino a 1 A ciascuna. Le uscite dei transistor MOSFET a canale N sono collegate a diodi a ruota libera, ciascuna per la protezione contro la tensionetage picchi soprattutto da carichi induttivi (relè ecc.) sopra l'alimentazione voltage.

• Nel caso in cui i diodi a ruota libera siano collegati all'alimentazione VDD voltage: nessuna delle due uscite deve essere collegata a nessun volumetage sopra fornitura voltage del modulo.
• Si consiglia di collegare +Vlogic del connettore di alimentazione all'uscita dell'alimentatore nel caso in cui le uscite OUT_0/1 vengano utilizzate per commutare carichi induttivi (es. relè ecc.).

Figura 3.8 Uscite per uso generale

Connettore passo/direzione
Un connettore JST B2B-PH-K a 4 pin con passo da 4 mm viene utilizzato per i segnali di ingresso di passo e direzione. Questa è un'opzione nel caso in cui il controller di bordo venga utilizzato per la configurazione dei drivertage, solo. L'ingresso Step/Direction è optoisolato e consentirà il controllo diretto dei drivertage.

Si prega di non collegare alcun segnale a questo ingresso se si utilizza il controller di movimento integrato! In caso contrario, il segnale di passo o di direzione collegato qui potrebbe interferire con i segnali generati a bordo.

	Spillo	Etichetta	Descrizione
	1	COM	Alimentazione comune per gli ingressi optoisolati (+5V…+24V)
	2	ABILITARE	Abilita l'ingresso del segnale (la funzione dipende dal firmware)
	FARE UN PASSO	Ingresso segnale passo (collegato all'ingresso passo del driver IC TMC262)
	4	DIREZIONE	Segnale di direzione (collegato all'ingresso di direzione del driver IC TMC262)

Tabella 3.4 Connettore per segnali passo/direzione

Passo / Direzione / Abilita ingressi
Gli ingressi Step, Direction e Enable sono elettricamente (otticamente) isolati dall'alimentazione e da tutti gli altri segnali del modulo TMCM-1160. Questi ingressi hanno un ingresso di riferimento comune COMMON.
L'ingresso COMMON deve essere collegato a un'alimentazione positiva voltage tra +5 V e +24 V. I segnali Step / Direction / Enable possono essere pilotati da uscite open-collector / open-drain o da uscite push-pull.
In caso di uscite push-pull il COMMON fornisce voltage dovrebbe essere uguale/simile al segnale alto voltage livello dei driver push-pull.

Figura 3.9 Ingressi Passo/Direzione/Abilitazione

Connettore dell'encoder
Il modulo supporta un codificatore a/b/n incrementale esterno tramite questo connettore. L'encoder esterno può essere utilizzato in aggiunta o in alternativa all'encoder sensOstep interno/di bordo.
Un connettore JST B2B-PH-K a 5 pin con passo da 5 mm viene utilizzato per collegare direttamente un encoder esterno con segnali TTL (+5 V push-pull) o open-collector:

	Spillo	Etichetta	Descrizione
	1	Terra	Terra del modulo (terra del sistema e del segnale)
	2	+5V	Uscita alimentazione +5V per circuito encoder esterno (100 mA max.)
	3	ENC_A	Encoder un ingresso di canale (pull-up interno)
	4	ENC_B	Ingresso canale encoder b (pull-up interno)
	5	ENC_N	Encoder opzionale n / ingresso canale indice (pull-up interno)

Tabella 3.5 Connettore per un encoder incrementale esterno

Ingressi codificatore
Il TMCM-1160 offre un ingresso encoder dedicato per encoder incrementali a/b con canale indice/n opzionale.
Gli encoder con segnali push-pull (TTL) +5 V o segnali open-collector (pull-up on-board) possono essere collegati direttamente. Questo connettore offre un'uscita di alimentazione +5 V per l'alimentazione del circuito dell'encoder. Da questa uscita possono essere prelevati fino a 100 mA.
Il collegamento di un encoder esterno è un'opzione. Un encoder esterno può essere utilizzato in aggiunta o in alternativa all'encoder interno sensOstep.

Figura 3.9 Ingressi a/b/n dell'encoder

Connettore motore
Entrambi gli avvolgimenti della bobina del motore (motore passo-passo bipolare) sono collegati al connettore del motore.

	Spillo	Etichetta	Descrizione
	1	OA1	Bobina motore A
	2	OA2	Bobina motore A
	3	OB1	Bobina motore B
	4	OB2	Bobina motore B

Figura 3.3 Connettore motore

TMCM-1160	Motore Q5718
Pin connettore motore	Colore del cavo	Bobina	Descrizione
1	Nero	A	Bobina motore A pin 1
2	Verde	A-	Bobina motore A pin 2
3	Rosso	B	Bobina motore B pin 1
4	Blu	B-	Bobina motore B pin 2

Connettore mini USB
A bordo è disponibile un connettore mini-USB standard a 5 pin. Questo modulo supporta connessioni USB 2.0 full-speed (12 Mbit/s).

Notare che:

• La logica del core digitale su scheda (principalmente processore ed EEPROM) sarà alimentata tramite USB nel caso in cui non sia collegata alcuna altra alimentazione. La connessione USB potrebbe essere utilizzata per impostare i parametri / scaricare programmi TMCL o eseguire aggiornamenti del firmware mentre l'alimentazione del modulo (e del resto della macchina) è stata spenta o non è collegata.
• L'interfaccia CAN verrà disattivata non appena l'USB viene collegato a causa della condivisione interna delle risorse hardware.

	Spillo	Etichetta	Descrizione
	1	V-BUS	Alimentazione +5V dall'host
	2	D-	Dati -
	3	D+	Dati +
	4	ID	Non connesso
	5	Terra	Terra del modulo (terra del sistema e del segnale)

Tabella 3.6 Connettore mini USB
Per il controllo remoto e la comunicazione con un sistema host, il TMCM-1160 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-1160 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 di base digitale integrata sarà alimentata tramite USB nel caso in cui non sia collegata alcuna altra alimentazione (funzionamento alimentato dal bus USB). La logica del nucleo digitale comprende 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, la lettura, 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 es. alimentatore).
Si prega di notare che il modulo potrebbe assorbire corrente dall'alimentazione del bus USB +5 V anche in funzionamento USB autoalimentato a seconda del voltage livello di questa fornitura.

I movimenti del motore non sono possibili in questa modalità operativa. Pertanto, collegare il connettore di alimentazione e passare alla modalità di funzionamento autoalimentato USB.

Maglioni

La maggior parte delle impostazioni della scheda vengono eseguite tramite il software. Tuttavia, sono disponibili due ponticelli per la configurazione.

Figura 4.1 Terminazione del bus RS485 e CAN

Terminazione bus RS485
La scheda include una resistenza da 120 Ohm per una corretta terminazione del bus dell'interfaccia RS485. Quando questo ponticello è chiuso, la resistenza sarà posta tra le due linee bus differenziali RS485+ e RS485-.

Terminazione bus CAN
La scheda include una resistenza da 120 Ohm per una corretta terminazione del bus dell'interfaccia CAN. Quando questo jumper è chiuso, la resistenza sarà posta tra le due linee bus differenziali CAN_H e CAN_L.

Ripristinare le impostazioni predefinite di fabbrica

È possibile ripristinare il PD-1160 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 stati accidentalmente persi.
Per questa procedura è necessario accorciare due cuscinetti sul lato inferiore della scheda (vedere Figura 5.1).

Figura 5.1 Ripristino delle impostazioni predefinite di fabbrica

ESEGUIRE I SEGUENTI PASSI:

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 a bordo

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 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.

Figura 6.1 LED di bordo

COMPORTAMENTO DEI LED CON FIRMWARE STANDARD TMCL

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

Valutazioni operative

Le valutazioni operative mostrano gli intervalli previsti o caratteristici e devono essere utilizzate come valori di progettazione. In nessun caso devono essere superati i valori massimi!

VALUTAZIONI OPERATIVE GENERALI DEL MODULO

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
+VDriver / +VLogica	Volume di alimentazionetage per il funzionamento	9	12, 24, 48	51	V CC *)
IUSB	Corrente di alimentazione USB quando alimentata dal bus USB (+5 V di alimentazione USB)		70		mA
ICOIL_picco	Corrente bobina motore per picco sinusoidale (regolata tramite chopper, regolabile via software)	0		4	A
ICOIL_RMS	Corrente continua del motore (RMS)	0		2.8	A
FORNITURA	Corrente di alimentazione		<< ICOIL	1.4 * IoCOIL	A
TENV	Temperatura ambiente a +48 V di alimentazione e corrente nominale (ciclo di lavoro al 100%, nessun raffreddamento forzato richiesto)			40	°C
TENV	Temperatura ambiente con alimentazione +24V e corrente nominale (ciclo di lavoro 100%, senza raffreddamento forzato necessario)			50	°C

Tabella 7.1 Classificazioni operative generali del modulo

• Attenzione: a causa del diodo interno tra VDriver e VLogic VLogic dovrebbe essere sempre uguale o superiore a VDriver.

VALUTAZIONI OPERATIVE GENERALI DELL'INGRESSO PASSO/DIREZIONE

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
VCOMUNE	Volume di fornituratage per ingresso di alimentazione comune per passo, direzione e abilitazione (gli ingressi hanno logica negativa)		5…24	27	V
VSTEP/DIR/ABILITA_O N	Segnale volumetage in fase, direzione e abilitazione input (attivo, optoaccoppiatore acceso)	3.5	4.5…24	30	V
VSTEP/DIR/ABILITA_OF F	Segnale volumetage in fase, direzione e abilitazione input (inattivo, optoaccoppiatore spento)	-5.5	0	2	V
VSTEP/DIR/ABILITA_O N	Corrente dell'optoaccoppiatore all'accensione (regolata internamente)		6…8		mA
fPASSO	frequenza di passo			1 *)	MHz

Tabella 7.2 Valutazioni operative dell'ingresso Step/Direction

• La frequenza massima per i segnali a gradino di livello +5 V TTL è con duty cycle del 50%.

VALUTAZIONI OPERATIVE DEGLI INGRESSI/USCITE DI SCOPO GENERALE

Simbolo	Parametro	Minimo	Tipo	Massimo	Unità
VSTOP_L/R/HOME	Ingresso voltage per STOP_L/R/HOME	0		24	V
VSTOP_L/R/HOME_L	Basso livello voltage per STOP_L/R/HOME	0		1.3	V
VSTOPL/R/HOME_H	Alto livello voltage per STOP_L/R/HOME (pull-up interno programmabile da 1k a +5V)	3		24	V
VIN_0/1_digitale	Ingresso voltage per IN_0 e IN_1 se utilizzato come ingresso digitale	0		24	V
VIN_0/1_analogico	Ingresso gamma completa voltage per IN_0 e IN_1 quando utilizzato come ingresso analogico	0		10	V
VIN_0/1_L	Basso livello voltage per IN_0 e IN_1 quando utilizzato come ingresso digitale (pull-down interno 10k)	0		1.3 *)	V
VIN_0/1_H	Alto livello voltage per IN_0 e IN_1 quando utilizzato come ingresso digitale	3 *)		24	V
VOUT_0/1	Voltage all'uscita del collettore aperto	0		VLOGICA + 0.5**)	V
IOUT_0/1	Corrente di caduta in uscita alle uscite a collettore aperto			1	A

Tabella 7.3 Valori nominali operativi degli ingressi/uscite per uso generale

• questo voltage è programmabile (ADC interno a 12 bit)
• limitato alla fornitura del modulo voltage + 0.5 V grazie al diodo a ruota libera integrato tra l'uscita per uso generico e l'alimentazione del modulo voltage

Descrizione funzionale

Il TMCM-1160 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. Volume di fornitura comunetagsono +12VDC / +24VDC / +48VDC. 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 una qualsiasi delle interfacce seriali.
Nella Figura 8.1 sono mostrate le parti principali del TMCM-1160:

• il microprocessore, che esegue il sistema operativo TMCL (collegato alla memoria TMCL),
• il controller di movimento, 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.

Figura 8.1 Parti principali del TMCM-1160

Il TMCM-1160 è dotato dell'ambiente di sviluppo software basato su PC TMCL-IDE per il Trinamic Motion Control Language (TMCM). Utilizzando comandi TMCL di alto livello predefiniti come move to position è garantito uno sviluppo rapido e veloce delle applicazioni di controllo del movimento.
Fare riferimento al Manuale firmware TMCM-1160 per ulteriori informazioni sui comandi TMCL.

TMCM-1160 Descrizione operativa

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. Più alto è il valore, minore è la velocità massima valore predefinito = 0	0…13
ramp_div	divisore per l'accelerazione. Più alto 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 dei micropasso, la frequenza dei micropasso deve essere divisa per il numero di micropasso 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 in passi completi 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 passi completi 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
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.

Cronologia delle revisioni

Revisione del documento

Versione	Data	Autore GE – Göran Eggers SD – Sonja Dwersteg	Descrizione
0.91	2012-MAG-03	GE	Versione iniziale
1.00	2012-GIU-13	SD	Prima versione completa che include i seguenti capitoli:  Ripristinare le impostazioni predefinite di fabbrica, LED
1.01	2012-LUG-27	SD	Figura 3.6 (input per uso generale) corretta.
1.02	2013-LUG-08	SD	Capitolo 3.2.1.1 aggiornato

Tabella 11.1 Revisione del documento

Revisione hardware 

Versione	Data	Descrizione
TMCM-1160_V10	2011-LUG-20	Versione iniziale
TMCM-1160_V11	2012-GEN-24	Gli ingressi IN_0 e IN_1 possono essere utilizzati anche come ingressi analogici

Tabella 11.2 Revisione hardware

Riferimenti

• [TMCM-1160 TMCL] Manuale del firmware TMCM-1160 TMCL
• [TMC262] Scheda tecnica TMC262
• [TMC429] Scheda tecnica TMC429
• [TMCL-IDE] TMCL-IDE Manuale dell'utente
• [QSH5718] Manuale QSH5718
• [QSH6018] Manuale QSH6018

Si prega di fare riferimento a www.trinamic.com.

Documenti / Risorse

Driver del controller passo-passo TRINAMIC TMCM-1160 a 1 asse [pdf] Manuale di istruzioni Driver del controller passo-passo TMCM-1160 a 1 asse, TMCM-1160, driver del controller passo-passo a 1 asse, driver del controller passo-passo, driver del controller

Riferimenti

• Manuale d'uso