Controllore motore Bldc TRINAMIC TMCM-1640
Politica di supporto vitale
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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.
Caratteristiche
Il TMCM-1640 è un modulo controller/driver estremamente compatto per motori CC senza spazzole (BLDC) con corrente della bobina fino a 5 A, encoder opzionale e/o feedback del sensore Hall. Per la comunicazione il modulo offre interfacce RS485 e (mini-)USB.
Applicazioni
- Soluzioni compatte per motori DC brushless ad asse singolo
Dati elettrici
- Volume di fornituratage: +24Vcc nom. (+12V… +28.5V CC)
- Corrente motore: fino a 5A RMS (programmabile)
Controller di movimento integrato
- Microcontrollore ARM Cortex™-M3 ad alte prestazioni per il controllo del sistema e la gestione del protocollo di comunicazione
Driver integrato
- Pre-driver integrato ad alte prestazioni (TMC603)
- Funzionamento ad alta efficienza, bassa dissipazione di potenza (MOSFET con basso RDS(ON))
- Controllo dinamico della corrente
- Protezione integrata
Interfacce
- USB: connettore mini-USB, interfaccia di comunicazione seriale full speed (12Mbit/s).
- Interfaccia di comunicazione seriale RS485
- Interfaccia sensore Hall (+5V TTL o segnali open-collector)
- Interfaccia encoder (+5V TTL o segnali open-collector)
- 3 ingressi generici: 2 digitali (+5V / +24V compatibili), 1 analogico (0…10V)
- 1 uscita per uso generico (open-drain)
Software
- Disponibile con TMCL™
- funzionamento autonomo o funzionamento telecomandato
- memoria di programma (non volatile) per un massimo di 2048 comandi TMCL™
- Software di sviluppo di applicazioni basato su PC TMCL-IDE
- Software di sviluppo di applicazioni basato su PC TMCL-BLDC per le impostazioni iniziali
Per ulteriori informazioni, fare riferimento al manuale del firmware TMCL™ TMCM-1640 separato
Codici ordine
I cavi non sono inclusi. Aggiungi il TMCM-1640-CABLE al tuo ordine, se necessario.
| Ordine codice | Descrizione | Dimensioni [mm] |
| TMCM-1640 | Modulo controller/driver BLDC a 1 asse con un massimo di 5 A / 28.5 V.
Interfaccia RS485 e USB 2.0 |
Dimensioni: 42 x 42 x 15 |
| Componente parti | ||
| TMCM-1640-CAVO | Cablaggio per TMCM-1640 | |
| Imparentato motori | ||
| Codice articolo: QBL4208-41-04-006 | Motore QMot BLDC 42 mm, 4000 RPM, 0.06 Nm | Dimensioni: 42 x 42 x 41 |
| Codice articolo: QBL4208-61-04-013 | Motore QMot BLDC 42 mm, 4000 RPM, 0.13 Nm | Dimensioni: 42 x 42 x 61 |
Interfacciamento meccanico ed elettrico
Dimensioni della scheda controller/driver e fori di montaggio
Le dimensioni della scheda controller/driver (TMCM-164) sono di ca. 42 mm x 42 mm per adattarsi al lato posteriore di un motore CC senza spazzole NEMA 42 da 17 mm. L'altezza massima del componente (altezza sopra il livello del PCB) senza connettori di accoppiamento è di circa 10 mm e circa 3 mm sotto il livello del PCB. Sono presenti due fori di montaggio per viti M3 per il montaggio della scheda direttamente su un motore CC senza spazzole con flangia NEMA 17/42 mm.
Figura 4.1: Dimensione del modulo e posizione dei fori di montaggio
Connettori
La scheda controller/driver offre 6 connettori incluso il connettore del motore utilizzato per collegare le bobine del motore all'elettronica. Oltre al connettore di alimentazione è presente un connettore per i segnali del sensore di sala motore (opzionale) e un connettore per i segnali dell'encoder incrementale (opzionale). Per la comunicazione seriale è stato integrato a bordo un connettore mini-USB. È presente un connettore aggiuntivo per la comunicazione seriale RS485, 3 ingressi generici e un'uscita. Gli ingressi e le uscite per uso generico possono avere funzionalità dedicate a seconda del firmware.
| Dominio | Connettore tipo | Accoppiamento connettore tipo |
| Energia | Tyco elettronica (precedentemente AMP) MTA-100
serie (3-640456-2), 2 pol., maschio |
Serie MTA 100 (3-640440-2), 2 poli, femmina |
| Motore | Tyco elettronica (precedentemente AMP) MTA-100
serie (3-640456-3), 3 pol., maschio |
Serie MTA 100 (3-640440-3), 3 poli, femmina |
| USB | Connettore mini-USB standard a 5 pin, femmina | Connettore mini-USB standard a 5 pin, maschio |
| Sala | Connettore JST B2B-PH-K a 5 pin passo 5 mm | Custodia: JST PHR-5
Contatti a crimpare: BPH-002T-P0.5S (0.5-0.22mm) |
| Codificatore | Connettore JST B2B-PH-K a 5 pin passo 5 mm | Custodia: JST PHR-5
Contatti a crimpare: BPH-002T-P0.5S (0.5-0.22mm) |
| Ingresso/uscita, RS485 | Connettore JST B2B-PH-K a 8 pin passo 8 mm | Custodia: JST PHR-8
Contatti a crimpare: BPH-002T-P0.5S (0.5-0.22mm) |
Connettore di alimentazione
Un'elettronica Tyco a 2 pin (precedentemente AMP) Il connettore della serie MTA-100 (3-640456-2) viene utilizzato come connettore di alimentazione a bordo.
Connettore di accoppiamento: Tyco electronics (precedentemente AMP) Serie MTA-100 (3-640440-2)
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Spillo | Etichetta | Descrizione |
| 1 | +U | Modulo + driver stage ingresso alimentazione | |
| 2 | Terra | Terra del modulo (alimentazione e massa del segnale) |
Tabella 4.1: Connettore per alimentazione
- Si noti che non esiste alcuna protezione contro l'inversione di polarità e solo una protezione limitata contro voltages sopra il limite massimo superiore. L'alimentazione in genere dovrebbe essere compresa in un intervallo compreso tra +9 e +28.5 V.
- Quando si utilizza il volume di alimentazionetages vicino al limite superiore, è obbligatorio un alimentatore regolato. Assicurarsi che nel sistema siano disponibili sufficienti condensatori di filtraggio della potenza (consigliati 2200 µF o più) per assorbire l'energia meccanica restituita dal motore in condizioni di stallo e per prevenire qualsiasi voltage sovratensione ad es. durante l'accensione (soprattutto con cavi di alimentazione più lunghi poiché a bordo sono presenti solo condensatori di filtro ceramici). In sistemi più grandi potrebbe essere necessario un circuito a diodo zener per limitare il volume massimotage quando il motore funziona ad alta velocità.
- L'alimentatore dovrebbe essere progettato in modo da fornire il motore nominale voltage alla potenza massima del motore desiderata. In nessun caso il valore della fornitura potrà superare il volume massimotage limite.
- Per garantire un funzionamento affidabile dell'unità, l'alimentatore deve disporre di un condensatore di uscita sufficiente e i cavi di alimentazione devono avere una bassa resistenza, in modo che il funzionamento del chopper non comporti un aumento dell'ondulazione dell'alimentazione direttamente sull'unità. L'ondulazione dell'alimentazione dovuta al funzionamento del chopper deve essere mantenuta a un massimo di pochi 100 mV.
Linee guida per l'alimentazione:
- mantenere i cavi di alimentazione più corti possibile
- utilizzare grandi diametri per i cavi di alimentazione
- aggiungere condensatori di filtro da 2200µF o più grandi vicino all'unità di azionamento del motore, specialmente se la distanza dall'alimentatore è grande (cioè più di 2-3 m)
Connettore motore
Un'elettronica Tyco a 3 pin (precedentemente AMP) Il connettore della serie MTA-100 (3-640456-3) viene utilizzato come connettore del motore a bordo.
Connettore di accoppiamento: Tycos electronics (precedentemente AMP) Serie MTA-100 (3-640440-3)
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Spillo | Etichetta | Descrizione |
| 1 | BM1 | Bobina motore fase 1 / U | |
| 2 | BM2 | Bobina motore fase 2 / V | |
| 3 | BM3 | Bobina motore fase 3 / W |
Connettore sensore Hall
Un connettore JST B2B-PH-K a 5 pin con passo da 5 mm viene utilizzato per i segnali del sensore Hall.
- Alloggiamento del connettore di accoppiamento: PHR-5
- Contatti del connettore di accoppiamento: SPH-002T-P0.5S.
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Spillo | Etichetta | Descrizione |
| 1 | Terra | Alimentazione del sensore Hall e massa del segnale | |
| 2 | +5V | Uscita +5V per alimentazione sensore Hall | |
| 3 | SALA_1 | Segnale sensore Hall 1 | |
| 4 | SALA_2 | Segnale sensore Hall 2 | |
| 5 | SALA_3 | Segnale sensore Hall 3 |
Tabella 4.3: Connettore per i segnali dei sensori Hall
Connettore dell'encoder
- Per i segnali dell'encoder viene utilizzato un connettore JST B2B-PH-K a 5 pin con passo da 5 mm.
- Alloggiamento del connettore di accoppiamento: PHR-5
- Contatti del connettore di accoppiamento: SPH-002T-P0.5S.
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Spillo | Etichetta | Descrizione |
| 1 | Terra | Alimentazione del sensore Hall e massa del segnale | |
| 2 | +5V | Uscita +5V per alimentazione encoder (max. 100mA) | |
| 3 | A | Canale dell'encoder a | |
| 4 | B | Canale dell'encoder b | |
| 5 | N | Indice encoder / canale nullo |
Tabella 4.4: Connettore per segnali encoder
Connettore USB
A bordo è disponibile un connettore mini-USB standard a 5 pin per la comunicazione seriale.
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Spillo | Etichetta | Descrizione |
| 1 | V-BUS | +5V di potenza | |
| 2 | D- | Dati - | |
| 3 | D+ | Dati + | |
| 4 | ID | Non connesso | |
| 5 | Terra | terra |
Tabella 4.5: Connettore mini USB
GPIO e connettore RS485
Un connettore JST B2B-PH-K a 8 pin con passo da 8 mm viene utilizzato per collegare ingressi e uscite per uso generico.
- Alloggiamento del connettore di accoppiamento: PHR-8
- Contatti del connettore di accoppiamento: SPH-002T-P0.5S
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Spillo | Etichetta | Descrizione |
| 1 | Terra | Messa a terra del segnale e del sistema | |
| 2 | +5V | Uscita +5V per alimentazione circuito esterno (max. 100mA) | |
| 3 | AIN | Ingresso analogico (0…10V), utilizzabile come controllo di velocità
ingresso in modalità standalone (a seconda del firmware) |
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| 4 | IN 0 | Ingresso digitale, utilizzabile come stop (STOP_R) / finecorsa
ingresso (a seconda del firmware) |
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| 5 | IN 1 | Ingresso digitale, utilizzabile come stop (STOP_L) / finecorsa
ingresso (a seconda del firmware) |
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| 6 | FUORI | Uscita digitale (open-drain, max. 100mA) | |
| 7 | RS485+ | Interfaccia seriale RS485 2 fili (segnale non invertito) | |
| 8 | RS485- | Interfaccia seriale RS485 2 fili (segnale invertito) |
Tabella 4.6: Connettore di ingresso/uscita per uso generico
Circuiti di ingresso/uscita
Ingresso sensore Hall
Il circuito di ingresso del sensore Hall supporta i segnali del sensore Hall a collettore aperto e push-pull (TTL) +5V. Per supportare i segnali a collettore aperto, il circuito di ingresso offre resistori di pull-up da 2k7 a +5V (generati a bordo dall'alimentatore voltagE).
Figura 4.3: Circuito di ingresso del sensore Hall
Ingresso codificatore
Il circuito di ingresso dell'encoder supporta segnali push-pull (TTL) +5V e sensori Hall a collettore aperto. Per supportare i segnali a collettore aperto, il circuito di ingresso offre resistenze di pull-up da 2k7 a +5V (+5V generati a bordo dall'alimentatore voltagE).
Figura 4.4: Circuito ingresso encoder
Ingressi/uscite per uso generico
LED integrati
La scheda offre tre LED per indicare lo stato della scheda. Il LED verde si accende nel caso in cui siano disponibili +5V dal regolatore di commutazione CC/CC a bordo. La funzione dei due LED rossi dipende dalla versione del firmware. Con il firmware TMCL standard un LED rosso indica temperatura elevata (Avviso temperatura) e l'altro si accenderà nel caso in cui la corrente del motore raggiunga il limite precedentemente impostato nel software (Sovracorrente).
COMPORTAMENTO DEI LED CON FIRMWARE STANDARD TMCL
| Etichetta | Descrizione |
| +5V | LED verde, indica +5V disponibili dal regolatore DC/DC a bordo |
| Avviso di temperatura | LED rosso, lampeggia quando la temperatura a bordo supera circa 100°C e rimane acceso fisso quando la temperatura supera circa 120°C |
| Sovracorrente | LED rosso, acceso quando la corrente del motore raggiunge l'impostazione MaxCurrent nel software |
Valutazioni operative
I valori nominali operativi indicati di seguito devono essere utilizzati come valori di progetto. In nessun caso i valori massimi devono essere superati durante il funzionamento.
| Simbolo | Parametro | Minimo | Tipo | Massimo | Unità |
| +U | Volume di alimentazionetage per il funzionamento | 9 | 24 | 28.5 | V CC |
| ICOIL | Corrente motore continua (RMS) | 0 | 3 | 5 | A |
| FORNITURA | Corrente di alimentazione | << ICOIL | 1.4 * ICOIL | A | |
| TENV | Temperatura ambiente alla corrente nominale (non è necessario il raffreddamento forzato) | tbd | °C |
| Simbolo | Parametro | Minimo | Tipo | Massimo | Unità |
| VALL | Segnale volumetage all'ingresso del sensore Hall 1/2/3 (push-pull (TTL) o collettore aperto (pull-up interno 2k7)) | 0 | 5 | V | |
| CODIFICATORE | Segnale volumetage all'ingresso dell'encoder a/b/n (push-pull (TTL) o collettore aperto (pull-up interno 2k7)) | 0 | 5 | V | |
| VANO | Segnale volumetage all'ingresso analogico AIN | 0 | 10 | V | |
| VDIN_1/DIN_2 | Segnale volumetage sull'ingresso digitale DIN_1, DIN_2 | 0 | 24 | V | |
| VDIN_1/DIN_2_L | Segnale volumetage all'ingresso digitale DIN_1, DIN_2, livello basso | 0 | 0.8 | V | |
| VDIN_1/DIN_2_L | Segnale volumetage all'ingresso digitale DIN_1, DIN_2, livello alto | 2 | 24 | V |
Descrizione funzionale
Nella Figura 7.1 sono mostrate le parti principali del modulo TMCM-1640. Il modulo è costituito principalmente dalla CPU Cortex™-M3, dal pre-driver trifase TRINAMICs TMC603A, dai driver MOSFETtagee l'interfaccia USB 2.0.
Architettura di sistema
Il TMCM-1640 integra un microcontrollore con il sistema operativo TMCL™ (Trinamic Motion Control Language). I compiti di controllo del movimento in tempo reale sono realizzati dal TMC603A.
Microcontrollori
Su questo modulo, il processore CPU ARM Cortex™-M3 a 32 bit viene utilizzato per eseguire il sistema operativo TMCL™ e per controllare il TMC603A. La ROM flash del microcontrollore contiene il sistema operativo TMCL™. La memoria EEPROM viene utilizzata per memorizzare in modo permanente i dati di configurazione. Il microcontrollore esegue il sistema operativo TMCL™ che consente di eseguire i comandi TMCL™ inviati al modulo dall'host tramite l'interfaccia. Il microcontrollore interpreta i comandi TMCL™ e controlla il TMC603A che esegue i comandi di movimento.
Il sistema operativo TMCL™ può essere aggiornato tramite l'interfaccia host. Utilizzare l'ultima versione di TMCL-IDE per eseguire questa operazione.
TMC603A Predriver trifase
Il TMC603A è un driver per motori trifase per soluzioni di azionamento altamente compatte ed efficienti dal punto di vista energetico. Contiene tutti i circuiti di alimentazione e analogici necessari per un sistema motore BLDC ad alte prestazioni. Il TMC603A è progettato per fornire il frontend per un microcontrollore che effettua la commutazione del motore e gli algoritmi di controllo. Integra la misurazione della corrente basata su resistenza di shunt. Le funzioni di protezione e diagnostica, nonché un regolatore di commutazione step-down, riducono ulteriormente i costi del sistema e aumentano l'affidabilità.
Cronologia delle revisioni
Revisione del documento
| Versione | Data | Autore
GE – Göran Eggers SD – Sonja Dwersteg |
Descrizione |
| 0.90 | 2010-MAG-05 | GE | Versione iniziale |
| 1.00 | 2011-FEB-14 | SD | Prima versione completa |
| 1.01 | 2011-MAG-12 | SD | Piccole modifiche |
| 1.02 | 2011-OTT-31 | SD | Tabella per connettori e accoppiamenti nuovi, modifiche minori |
| 1.03 | 2011-NOV-03 | SD | Codici d'ordine nuovi |
| 1.04 | 2011-NOV-16 | GE | Tavolo finitoview connettori di accoppiamento corretti |
| 1.05 | 2018 MARZO 12 | GE | Nota sul funzionamento sensorless (padiglioneFx™) rimosso |
| 1.06 | 2020-OTT-02 | GE | Descrizione LED aggiunti |
Revisione hardware
| Versione | Data | Descrizione |
| TMCM-164_V10 | 2010 aprile 09 | Prime 8 schede prototipo |
| TMCM-1640_V10 | 2010-DIC-10 | Prima versione pre-serie |
Tabella 8.2: Revisione hardware
Riferimenti
- [TMCM-1640] TMCM-1640 Manuale firmware TMCL™
- [TMCL-IDE e TMCL-BLDC] Manuale utente TMCL-IDE
- [TMC603A] Scheda tecnica TMC603A
- [QBL4208] Manuale QBL4208
Si prega di fare riferimento alla nostra homepage http://www.trinamic.com.
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TMCM-1640 Controller / driver BLDC a 1 asse 5A / 24V DC Interfaccia RS485 + USB interfaccia sensore hall interfaccia encoder
Documenti / Risorse
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Controllore motore Bldc TRINAMIC TMCM-1640 [pdf] Manuale di istruzioni TMCM-1640 Controller motore Bldc, TMCM-1640, Controller motore Bldc, Controller motore, Controller |
