TMCM-612
Controller a 6 assi/scheda driver ad alta risoluzione
1.1 A /34 V + Acquisizione dati
Manuale
Versione: 1.13
29 marzo 2012
Introduzione
Il TMCM-612 è un controller per motori passo-passo bifase a sei assi e un modulo driver con una parte di acquisizione dati ad alte prestazioni. Il convertitore ADC integrato a 2 canali e 8 bit può essere programmato per eseguire un ingresso sincrono a passi voltagScansiona e memorizza i valori ad un'elevata velocità di trasmissione dati. Il modulo fornisce un'elevata risoluzione di micropassi per eseguire attività di posizionamento e misurazione molto precise. I risultati della misurazione possono essere trasferiti ad un PC utilizzando l'interfaccia USB ad alta velocità. È possibile utilizzare numerosi canali di uscita analogici e I/O digitali per controllare ulteriore strumentazione.
Questo insieme di funzionalità rende il modulo predestinato agli strumenti analitici.
Il TMCM-612 viene fornito con l'ambiente di sviluppo software basato su PC TMCL-IDE per Trinamic Motion Control Language (TMCL). Su richiesta sono disponibili estensioni di acquisizione dati specifiche per l'utente. Il TMCM-612 può essere controllato tramite l'interfaccia USB ad alta velocità o tramite l'interfaccia RS-232.
Applicazioni
- Scheda controller/driver per il controllo fino a 6 assi con altissima precisione
- Versatili possibilità di applicazioni in modalità stand alone o controllata da PC
Tipo di motore
- Corrente bobina da 300 mA a 1.1 A RMS (1.5 A picco)
- Alimentazione nominale da 12V a 34V voltage
Interfaccia
- Interfaccia host RS232 o USB
- Ingressi per interruttori di riferimento e di arresto
- I/O analogici e digitali per uso generico
- Otto ingressi ADC a 16 bit (0 – 10 V)
- Otto uscite DAC a 10 bit (0 – 10 V)
Punti salienti
- Fino a 64 volte microstepping
- Convertitore AD 500kHz, 16 bit
- 128kbyte RAM per acquisizione dati
- Automatico ramp generazione nell'hardware
- Opzione StallGuard TM per il rilevamento dello stallo del motore senza sensori
- Frequenze a passo completo fino a 20kHz
- Alterazione al volo dei parametri di movimento (ad esempio posizione, velocità, accelerazione)
- Movimento di riferimento locale utilizzando la funzione StallGuard TM sensorless o l'interruttore di riferimento
- Controllo dinamico della corrente
- Tecnologia driver TRINAMIC: nessun dissipatore di calore richiesto
- Molte possibilità di regolazione rendono questo modulo la soluzione per un vasto campo di esigenze
Software
- Funzionamento autonomo tramite TMCL o funzionamento controllato a distanza
- Memorizzazione del programma TMCL: EEPROM da 16 KByte (2048 comandi TMCL)
- Software di sviluppo applicazioni basato su PC TMCL-IDE incluso
Altro
- Connettori estraibili per interruttori motore e riferimento
- Conformità RoHS a partire dal 1° luglio 2006
- Dimensioni: 160x160 mm²
| Codice ordine | Descrizione |
| TMCM-612/SG | Controller/driver 6 assi e modulo di acquisizione dati, StallGuard |
Tabella 1.1: Codici d'ordine
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 2008
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.
Interfaccia elettrica e meccanica
3.1 Dimensioni
3.2 Collegamento del modulo TMCM-612
La Figura 3.2 fornisce una panoramicaview di tutti i connettori. Le sezioni seguenti descrivono in dettaglio tutti i connettori.
3.2.1 Connettori utilizzati sul modulo TMCM-612
Tutti i connettori utilizzati sul modulo TMCM-612 sono connettori standard del settore ad eccezione degli interruttori del motore e di arresto. Pertanto i connettori di accoppiamento possono essere ottenuti da molti produttori diversi.
Interruttori motore e arresto: 1×4 pin, passo 2.54 mm, AMP Connettore 640456-4 Connettori ADC e DAC: basetta standard del settore, 2×8 pin, passo 2.54 mm.
I/O: header standard del settore, 2x7 pin, passo 2.54 mm.
Espansione (alimentazione/SPI): header standard del settore, 2×5 pin, passo 2.54 mm.
3.2.2 Alimentazione
Collegare un'alimentazione di max. 34 V CC qui (il volume operativo minimotage è 12V). Il dispositivo è protetto contro la polarità errata da un diodo che cortocircuita l'alimentazione quando la polarità è errata.
3.2.3 Indicatori LED
Sulla scheda sono presenti due LED. Il LED destro (“Power”, contrassegnato con +5V) si accende quando l'unità è alimentata. L'altro LED (“Attività”) lampeggia quando l'unità funziona normalmente.
3.2.4 Connettori del motore
I motori passo-passo possono essere collegati con connettori a 4 pin con passo da 2.54 mm. I punti di saldatura dietro i connettori sono elettricamente identici. L'assegnazione dei pin dei connettori è stampata sulla scheda. Collegare una bobina del motore ai terminali contrassegnati “A0” e “A1” e l'altra bobina ai connettori contrassegnati “B0” e “B1”. Vedere la Figura 3.2. Avvertenza: non collegare o scollegare mai un motore mentre l'unità è alimentata! Ciò può danneggiare i driver del motore e forse anche altre parti dell'unità! Figura 3.3: Collegamento del motore e dell'interruttore di riferimento
3.2.5 Interruttori di arresto/Interruttori di riferimento
Gli interruttori di arresto possono essere collegati ai terminali contrassegnati “L” e “R” e al terminale GND. Gli interruttori sono “normalmente chiusi”. I connettori dell'interruttore di riferimento hanno anche un terminale “+5V”. Si tratta di un'uscita da 5 V che può essere utilizzata per alimentare fotoaccoppiatori o sensori hall digitali.
L'interruttore di arresto sinistro viene utilizzato anche come interruttore di riferimento.
3.2.6 Interfaccia RS232
L'interfaccia RS232 (default 9600 bps, max. 115200 bps) è un modo per collegare l'unità a un PC o un microcontrollore con interfaccia RS232. Tutti i comandi TMCL possono essere inviati all'unità tramite questa interfaccia. È necessario utilizzare un cavo null modem per collegare il TMCM-612 a un PC, quindi è necessario effettuare le seguenti connessioni:
| Perno TMCM-612 | perno del PC |
| 2 | 3 |
| 3 | 2 |
| 5 | 5 |
Le assegnazioni dei pin della presa RS232 del TMCM-612 sono le seguenti:
| Numero PIN | Nome del segnale |
| 2 | RxD |
| 3 | TxD |
| 5 | Terra |
Tutti gli altri pin di questo connettore non sono collegati.
Interfaccia USB 3.2.7
L'interfaccia USB è anche un modo per collegare l'unità a un PC, quando è necessaria una maggiore velocità di comunicazione. L'interfaccia supporta lo standard USB 2.0. Consultare il capitolo 5.4 su come installare il driver del dispositivo necessario per comunicare con il TMCM-612 tramite USB.
L'interfaccia USB e l'interfaccia RS232 non devono essere utilizzate contemporaneamente.
3.2.8 I/O per scopi generali
Il connettore I/O per uso generale fornisce otto linee di ingresso/uscita digitali. Ognuna di queste linee può essere programmata per essere utilizzata sia come uscita digitale che come ingresso digitale o come ingresso analogico con precisione a 10 bit e volume massimo di ingressotage di +5V. Tutti gli ingressi e le uscite digitali funzionano a livello TTL, quindi il volume massimotage è 5 V. La corrente massima quando utilizzata come uscita digitale è 20 mA. L'assegnazione dei pin del connettore è la seguente:
| Spillo | Segnale | Spillo |
Segnale |
| 1 | Ingresso allarme | 2 | Terra |
| 3 | Entrata/uscita 0 | 4 | Entrata/uscita 1 |
| 5 | Entrata/uscita 2 | 6 | Entrata/uscita 3 |
| 7 | Entrata/uscita 4 | 8 | Entrata/uscita 5 |
| 9 | Entrata/uscita 6 | 10 | Entrata/uscita 7 |
| 11 | +5V | 12 | Terra |
| 13 | +5V | 14 | Terra |
Tabella 3.1: I/O per scopi generali
Anche l'ingresso di allarme è un ingresso digitale con livello TTL e un resistore pull-up interno. La funzionalità di questo ingresso può essere configurata per arrestare tutti i motori quando è alto o per arrestare tutti i motori quando è basso o per nessuna funzione (vedere la sezione software per i dettagli). Il pin 1 del connettore è mostrato nella Figura 3.2 ed è anch'esso contrassegnato da una freccia sulla scheda. I birilli con numeri dispari sono quelli vicini al bordo del tabellone.
3.2.9 Pulsante di reset
Premendo il pulsante di ripristino si ripristina il microcontrollore. Tutti i motori vengono quindi arrestati immediatamente e tutto viene reinizializzato.
3.2.10 Connettore ISP – ripristino delle impostazioni di fabbrica
Questo connettore viene utilizzato per due scopi:
Programmazione della CPU tramite un programmatore integrato nel circuito: questa operazione deve essere eseguita solo da Trinamic e non dall'utente!
(L'utente può aggiornare il firmware tramite l'interfaccia RS232 o USB utilizzando la funzione "Installa sistema operativo" nell'IDE TMCL.)
Ripristino di tutti i parametri ai valori predefiniti di fabbrica: Quasi tutti i parametri possono essere memorizzati nella EEPROM della CPU. Se alcuni parametri sono stati impostati in modo errato ciò può portare a casi di configurazione errata in cui il modulo non può più essere raggiunto da un PC. In tali circostanze, tutti i parametri possono essere ripristinati ai valori predefiniti di fabbrica procedendo come segue:
- Spegnere la corrente.
- Collegare i pin 1 e 3 del connettore ISP con un ponticello (come mostrato nella Figura 3.4).
- Accendere l'alimentazione e attendere finché il LED "Attività" non lampeggia velocemente (molto più velocemente del normale).
- Spegnere la corrente.
- Rimuovere il collegamento tra i pin 1 e 3 del connettore ISP.
- Accendere l'alimentazione e attendere finché il LED non lampeggia normalmente (l'operazione può richiedere alcuni secondi).
Ora tutti i parametri vengono ripristinati ai valori predefiniti di fabbrica e l'unità dovrebbe funzionare di nuovo normalmente.
3.2.11 Connettore ADC
Il connettore ADC è contrassegnato con "ADC" sulla scheda e fornisce otto ingressi analogici con precisione a 16 bit e un volume di ingressotagL'intervallo 0..+10V. Le assegnazioni dei pin di questo connettore sono le seguenti:
| Spillo | Segnale | Spillo |
Segnale |
| 1 | Ingresso ADC 0 | 2 | Terra |
| 3 | Ingresso ADC 1 | 4 | Terra |
| 5 | Ingresso ADC 2 | 6 | Terra |
| 7 | Ingresso ADC 3 | 8 | Terra |
| 9 | Ingresso ADC 4 | 10 | Terra |
| 11 | Ingresso ADC 5 | 12 | Terra |
| 13 | Ingresso ADC 6 | 14 | Terra |
| 15 | Ingresso ADC 7 | 16 | Terra |
Tabella 3.2: connettore ADC
Il pin 1 è contrassegnato da una freccia sulla scheda ed è mostrato anche nella Figura 3.2. Tutti i birilli con numeri dispari sono quelli vicini al bordo del tabellone.
3.2.12 Connettore DAC
Il connettore DAC è contrassegnato con "DAC" sulla scheda e fornisce otto uscite analogiche con precisione a 10 bit e un volume di uscitatagL'intervallo 0..+10V. Le assegnazioni dei pin del connettore DAC sono le seguenti:
| Spillo | Segnale | Spillo |
Segnale |
| 1 | Uscita DAC 0 | 2 | Terra |
| 3 | Uscita DAC 1 | 4 | Terra |
| 5 | Uscita DAC 2 | 6 | Terra |
| 7 | Uscita DAC 3 | 8 | Terra |
| 9 | Uscita DAC 4 | 10 | Terra |
| 11 | Uscita DAC 5 | 12 | Terra |
| 13 | Uscita DAC 6 | 14 | Terra |
| 15 | Uscita DAC 7 | 16 | Terra |
Tabella 3.3: connettore DAC
Il pin 1 è contrassegnato da una freccia sulla scheda ed è mostrato anche nella Figura 3.2. Tutti i birilli con numeri dispari sono quelli vicini al bordo del tabellone.
3.2.13 Connettore di espansione
Il connettore di espansione è contrassegnato con "Power/SPI" sulla scheda. Qui è possibile collegare ulteriori periferiche alla CPU tramite l'interfaccia SPI o UART. Inoltre, l'analogico voltages (+5V e +15V) sono forniti qui. Le assegnazioni dei pin di questo connettore sono le seguenti:
| Spillo | Segnale | Spillo |
Segnale |
| 1 | +15 V (analogico) | 2 | DAC rif. 3.1 V |
| 3 | +5 V (analogico) | 4 | +5 V (digitale) |
| 5 | UART RxD (livello TTL) | 6 | UART TxD (livello TTL) |
| 7 | SPI_CS | 8 | SPI_MISO |
| 9 | SPI_SCK | 10 | SPI_MOSI |
Tabella 3.4: Connettore di espansione
Il pin 1 è contrassegnato da una freccia sulla scheda ed è mostrato anche nella Figura 3.2. Tutti i birilli con numeri dispari sono quelli vicini al bordo del tabellone.
Valutazioni operative
| Simbolo | Parametro | Minimo | Tipo | Massimo |
Unità |
| VS | Alimentazione CC voltage per il funzionamento | 12 | 15 … 28 | 34 | V |
| ICOIL | Corrente bobina motore per onda sinusoidale picco (regolato dal chopper, regolabile tramite software) | 0 | 0.3 … 1.5 | 1.5 | A |
| fCHOP | Frequenza del chopper del motore | 36.8 | kHz | ||
| IS | Corrente di alimentazione (per motore) | << ICOIL | 1.4 * IoCOIL | A | |
| VINPROT | Ingresso voltage per StopL, StopR, GPI0 (diodi di protezione interni) | -0.5 | 0 … 5 | V+5V+0.5 | V |
| VANA | Campo di misurazione analogica INx degli I/O | 0 … 5 | V | ||
| VADC | Campo di misura analogico | 0 … 10 | V | ||
| VDAC | Intervallo di uscita analogica | 0 … 10 | V | ||
| VINLO | Ingresso a basso livello INx, StopL, StopR | 0 | 0.9 | V | |
| VINHI | Ingresso di alto livello INx, StopL, StopR (pullup 10k integrato a +5 V per Stop) | 2 | 5 | V | |
| IOUTI | OUTx max +/- corrente di uscita (uscita CMOS) (somma per tutte le uscite max. 50 mA) | +/-20 | mA | ||
| TENV | Temperatura ambiente alla corrente nominale (senza raffreddamento) | -40 | +70 | °C |
4.1 Principali dati tecnici
- Volume di fornituratage: CC, 12...34 V
- Tipo di motore: motore passo-passo bipolare e bifase
- Corrente massima di picco della bobina: 1.5 A (regolabile tramite software in 255 passi)
- Interfacce:
RS232 (predefinito 9600 bps, massimo 115200 bps)
USB 2.0 - otto ingressi/uscite per uso generale (come uscita: 5 V, max. 20 mA, o come ingresso: livello TTL digitale o analogico max. 5 V, 10 bit)
- otto ingressi analogici con precisione a 16 bit e voltage campo 0..+10V
- otto uscite analogiche con precisione a 10 bit e voltage campo 0..+10V
- un ingresso allarme (livello TTL)
- due ingressi per interruttore di arresto per ogni motore (livello TTL), polarità selezionabile per ogni motore
- CPU: ATmega128
- Frequenza dell'orologio: 16 MHz
- Controller motore passo-passo: due TMC428
- Driver motore passo-passo: sei TMC246 (con StallGuard) o sei TMC236 (senza StallGuard), estesi per 64 micropassi
- EEPROM per la memorizzazione del programma TMCL: 16kByte (adatto per un massimo di 2048 comandi TMCL)
- RAM aggiuntiva da 128kB per l'acquisizione dati
- Aggiornamenti del firmware possibili tramite interfaccia RS232 o USB
- Intervallo di temperatura di funzionamento: -40..70°C
Descrizione funzionale
Nella Figura 5.1 sono mostrate le parti principali del modulo TMCM-612. Il modulo è costituito principalmente da due controller di movimento TMC428, sei driver per motori passo-passo TMC246, la memoria di programma TMCL (EEPROM) e le interfacce host (RS-232 e USB). Speciali sono i convertitori ADC e DAC e la RAM dati extra di 128kbyte.
5.1 Architettura del sistema
Il TMCM-612 integra un microcontrollore con il sistema operativo TMCL (Trinamic Motion Control Language).
Le attività di controllo del movimento in tempo reale sono realizzate dal TMC428.
5.1.1 Microcontrollore
Su questo modulo, Atmel Atmega128 viene utilizzato per eseguire il sistema operativo TMCL e per controllare TMC428. La CPU ha una memoria flash da 128Kbyte e una EEPROM da 2Kbyte. Il microcontrollore esegue il sistema operativo TMCL (Trinamic Motion Control Language) che consente di eseguire comandi TMCL inviati al modulo dall'host tramite l'interfaccia RS232 e USB. Il microcontrollore interpreta i comandi TMCL e controlla il TMC428 che esegue i comandi di movimento. La flash ROM del microcontrollore contiene il sistema operativo TMCL e la memoria EEPROM del microcontrollore viene utilizzata per archiviare in modo permanente i dati di configurazione.
Il sistema operativo TMCL può essere aggiornato tramite l'interfaccia RS232. Utilizzare l'IDE TMCL per eseguire questa operazione.
5.1.2 EEPROM TMCL
Per memorizzare i programmi TMCL per il funzionamento autonomo, il modulo TMCM-612 è dotato di una EEPROM da 16 kByte collegata al microcontrollore. La EEPROM può memorizzare programmi TMCL costituiti da un massimo di 2048 comandi TMCL.
5.1.3 Controller di movimento TMC428
Il TMC428 è un CI di controllo motore passo-passo ad alte prestazioni e può controllare fino a tre motori passo-passo bifase. I parametri di movimento come velocità o accelerazione vengono inviati al TMC2 tramite SPI dal microcontrollore. Calcolo di ramps e velocità profileLe operazioni vengono eseguite internamente dall'hardware in base ai parametri di movimento target. Il TMCM-612 ha due TMC428 per 6 assi.
5.1.4 Driver per motori passo-passo
Sui moduli TMCM-612 vengono utilizzati i chip driver TMCM246. Questi chip sono completamente compatibili con i chip TMC236, ma hanno la funzionalità StallGuard aggiuntiva. Questi driver sono molto facili da usare. Possono controllare le correnti per le due fasi dei motori passo-passo. Questi circuiti integrati driver supportano 16x microstepping e una corrente di uscita massima di 1500 mA. Poiché la dissipazione di potenza dei chip TMC236 e TMC246 è molto bassa, non sono necessari dissipatori di calore o ventole di raffreddamento. La temperatura dei trucioli non diventa elevata. Le bobine verranno spente automaticamente quando la temperatura o la corrente superano i limiti e si riaccendono automaticamente quando i valori rientrano nei limiti.
5.1.5 Convertitore ADC/DAC
Il convertitore ADC può essere programmato per eseguire un ingresso sincrono a gradini voltage scansiona e memorizza i valori ad un'elevata velocità di trasmissione dati. Questi dati possono essere memorizzati nella RAM dati extra da 128 kbyte.
5.2 StallGuard™ – Rilevamento dello stallo del motore senza sensori
I moduli TMCM-612/SG sono dotati dell'opzione StallGuard. L'opzione StallGuard consente di rilevare se il carico meccanico su un motore passo-passo è troppo elevato o se il carrello è stato ostacolato. Il valore del carico può essere letto utilizzando un comando TMCL oppure il modulo può essere programmato in modo che il motore venga arrestato automaticamente quando è stato ostruito o il carico è stato troppo elevato.
StallGuard può essere utilizzato anche per trovare la posizione di riferimento senza la necessità di un interruttore di riferimento: basta attivare StallGuard e quindi lasciare che il viaggiatore corra contro un ostacolo meccanico posizionato alla fine del percorso. Quando il motore si è fermato è definitivamente alla fine del suo percorso e questo punto può essere utilizzato come posizione di riferimento. Per utilizzare StallGuard in un'applicazione reale, è necessario eseguire prima alcuni test manuali, poiché il livello di StallGuard dipende dalla velocità del motore e dal verificarsi di risonanze. Quando si accende StallGuard, la modalità di funzionamento del motore viene modificata e la risoluzione dei micropassi potrebbe essere peggiore. Pertanto, StallGuard dovrebbe essere spento quando non viene utilizzato.
Il decadimento misto dovrebbe essere disattivato quando StallGuard è operativo per ottenere risultati utilizzabili.
| Valore | Descrizione |
| -7..-1 | Il motore si arresta quando viene raggiunto il valore StallGuard e la posizione viene impostata su zero (utile per la corsa di riferimento). |
| 0 | La funzione StallGuard è disattivata (impostazione predefinita) |
| 1..7 | Il motore si arresta quando viene raggiunto il valore StallGuard e la posizione non è impostata su zero. |
Tabella 5.1: Parametro StallGuard SAP 205
Per attivare la funzione StallGuard utilizzare il comando TMCL SAP 205 e impostare il valore di soglia StallGuard in base alla Tabella 5.1. Il valore di carico effettivo è dato da GAP 206. L'IDE TMCL dispone di alcuni strumenti che consentono di provare e regolare la funzione StallGuard in modo semplice. Possono essere trovati in “StallGuard” nel menu “Setup” e sono descritti nei capitoli seguenti.
5.2.1 Strumento di regolazione StallGuard
Lo strumento di regolazione StallGuard aiuta a trovare i parametri del motore necessari quando si deve utilizzare StallGuard. Questa funzione può essere utilizzata solo quando è collegato un modulo dotato di StallGuard. Questo viene controllato quando lo strumento di regolazione StallGuard è selezionato nel menu "Configurazione". Dopo che questo è stato controllato con successo, viene visualizzato lo strumento di regolazione StallGuard.
Selezionare innanzitutto nell'area “Motore” l'asse da utilizzare.
Ora puoi inserire un valore di velocità e accelerazione nell'area "Guida" e quindi fare clic su "Ruota a sinistra" o "Ruota a destra". Facendo clic su uno di questi pulsanti verranno inviati i comandi necessari al modulo affinché il motore inizi a funzionare. La barra rossa nell'area “StallGuard” sul lato destro della finestra mostra il valore di carico effettivo. Utilizza il dispositivo di scorrimento per impostare il valore di soglia di StallGuard. Se il valore del carico raggiunge questo valore il motore si ferma. Facendo clic sul pulsante “Stop” si arresta anche il motore. Tutti i comandi necessari per impostare i valori immessi in questa finestra di dialogo vengono visualizzati nell'area “Comandi” nella parte inferiore della finestra. Lì possono essere selezionati, copiati e incollati nell'editor TMCL.
5.2.2 StallGuard profiler
Il professionista StallGuardfiler è un'utilità che ti aiuta a trovare i parametri migliori per l'utilizzo del rilevamento dello stallo. Esamina le velocità date e mostra quali sono le migliori. Similmente allo strumento di regolazione StallGuard, può essere utilizzato solo insieme a un modulo che supporti StallGuard. Questo viene controllato subito dopo StallGuard profiler è stato selezionato nel menu “Configurazione”. Dopo che questo è stato controllato con successo, StallGuard profileverrà visualizzata la finestra r.
Selezionare innanzitutto l'asse da utilizzare. Quindi, inserire la “Velocità iniziale” e la “Velocità finale”. La velocità iniziale viene utilizzata all'inizio del professionistafile registrazione. La registrazione termina quando viene raggiunta la velocità finale. La velocità iniziale e la velocità finale non devono essere uguali. Dopo aver inserito questi parametri, fare clic sul pulsante “Avvia” per avviare StallGuard profile registrazione. A seconda dell'intervallo tra la velocità iniziale e quella finale, ciò può richiedere diversi minuti, poiché il valore di caricamento per ogni valore di velocità viene misurato dieci volte. Il valore "Velocità effettiva" mostra la velocità attualmente in fase di test e quindi indica i progressi del professionistafile registrazione. Puoi anche interrompere un professionistafile registrazione facendo clic sul pulsante “Interrompi”. Il risultato può anche essere esportato in Excel o in un testo file utilizzando il pulsante “Esporta”.
5.2.2.1 Il risultato del test StallGuard profiler
Il risultato viene mostrato come grafico in StallGuard profilefinestra. Dopo il professionistafile la registrazione è terminata, puoi scorrere la sezione profile grafico utilizzando la barra di scorrimento sottostante. La scala sull'asse verticale mostra il valore del carico: un valore più alto significa un carico maggiore. La scala sull'asse orizzontale è la scala della velocità. Il colore di ciascuna linea mostra la deviazione standard dei dieci valori di carico che sono stati misurati per la velocità in quel punto. Questo è un indicatore della vibrazione del motore alla velocità data. I colori utilizzati sono tre:
- Verde: la deviazione standard è molto bassa o zero. Ciò significa che effettivamente non vi è alcuna vibrazione a questa velocità.
- Giallo: questo colore significa che potrebbero esserci delle basse vibrazioni a questa velocità.
- Rosso: il colore rosso significa che c'è un'elevata vibrazione a quella velocità.
5.2.2.2 Interpretazione del risultato
Per utilizzare in modo efficace la funzionalità StallGuard è necessario scegliere una velocità in cui il valore di carico sia il più basso possibile e in cui il colore sia verde. I migliori valori di velocità sono quelli in cui il valore di carico è zero (aree che non mostrano alcuna linea verde, gialla o rossa). Si possono usare anche le velocità indicate in giallo, ma con attenzione perché potrebbero causare problemi (magari il motore si ferma anche se non è in stallo).
Le velocità mostrate in rosso non devono essere scelte. A causa delle vibrazioni, il valore del carico è spesso imprevedibile e quindi non utilizzabile per produrre buoni risultati quando si utilizza il rilevamento dello stallo.
Perché è molto raro che si ottenga esattamente lo stesso risultato quando si registra un professionistafile con gli stessi parametri una seconda volta, sempre due o più profiledovrebbero essere registrati e confrontati tra loro.
5.3 Interruttori di riferimento
Con gli interruttori di riferimento è possibile definire un intervallo per il movimento del motore o il punto zero. Anche una perdita di passo del sistema può essere rilevata, ad esempio a causa di un sovraccarico o di un'interazione manuale, utilizzando un interruttore di corsa. Il TMCM-612 dispone di un ingresso per interruttore di riferimento sinistro e destro per ciascun motore.
| Motore X | Direzione | Nome | Limiti |
Descrizione |
| 0, 1, 2, 3, 4, 5 | In | R | Tempo di esecuzione | Ingresso interruttore di riferimento destro per il motore #X |
| 0, 1, 2, 3, 4, 5 | In | L | Tempo di esecuzione | Ingresso interruttore di riferimento sinistro per il motore #X |
Tabella 5.2: Pinout interruttori di riferimento
Nota: Nel modulo sono incluse resistenze pullup da 10k per gli interruttori di riferimento.
5.3.1 Finecorsa sinistro e destro
Il TMCM-612 può essere configurato in modo che un motore abbia un finecorsa sinistro e uno destro (Figura 5.4). Il motore si ferma poi quando il carrello ha raggiunto uno dei finecorsa.
5.3.2 Configurazione a triplo interruttore
È possibile programmare un intervallo di tolleranza attorno alla posizione dell'interruttore di riferimento. Ciò è utile per una configurazione a triplo interruttore, come illustrato nella Figura 5.5. In tale configurazione due interruttori vengono utilizzati come interruttori di arresto automatico e un interruttore aggiuntivo viene utilizzato come interruttore di riferimento tra l'interruttore di arresto sinistro e l'interruttore di arresto destro. L'interruttore di arresto sinistro e l'interruttore di riferimento sono cablati insieme. L'interruttore centrale (interruttore di corsa) consente il monitoraggio dell'asse per rilevare una perdita di passo.
5.3.3 Un Finecorsa per sistemi circolari
Se viene utilizzato un sistema circolare (Figura 5.6), è necessario un solo interruttore di riferimento, poiché in tale sistema non ci sono punti finali.
5.4 Interfaccia USB
Per utilizzare l'interfaccia USB è necessario prima installare un driver del dispositivo. Sul CD è fornito un driver del dispositivo che può essere utilizzato con Windows 98, Windows ME, Windows 2000 e Windows XP. Il driver del dispositivo non può essere utilizzato con Windows NT4 e Windows 95 poiché questi sistemi operativi non supportano affatto USB. Nella maggior parte delle distribuzioni Linux il driver per il chip USB utilizzato sul dispositivo TMCM-612 (FT245BM) è già incluso nel kernel. Quando il modulo TMCM-612 viene collegato per la prima volta all'interfaccia USB di un PC, verrà richiesto un driver dal sistema operativo. Ora inserisci il CD e seleziona “tmcm-612.inf” file Là. Il driver verrà quindi installato ed è ora pronto per essere utilizzato.
Si prega di notare che il TMCM-612 necessita sempre di un proprio alimentatore e non è alimentato dal bus USB. Quindi il modulo non verrà riconosciuto se non è alimentato.
Per utilizzare la connessione USB con l'IDE TMCL, è necessaria almeno la versione 1.31 dell'IDE. Nella schermata "Connessione" della finestra di dialogo "Opzioni", selezionare "USB (TMCM-612)" e quindi selezionare il modulo nella casella di riepilogo "Dispositivo". Ora tutta la comunicazione tra l'IDE TMCL e il modulo utilizza l'interfaccia USB. Per controllare il modulo TMCM-612 dalle proprie applicazioni PC è necessaria la versione USB del "TMCL Wrapper DLL".
Messa in funzione del TMCM-612
Sulla base di un piccolo example viene mostrato passo dopo passo come viene messo in funzione il TMCM-612. Gli utenti esperti possono saltare questo capitolo e procedere al capitolo 7:
Example: La seguente applicazione deve essere implementata con l'ambiente di sviluppo del software TMCL-IDE nel modulo TMCM-612. Per il trasferimento dei dati tra il PC host e il modulo viene utilizzata l'interfaccia RS-232.
Una formula su come la "velocità" viene convertita in un'unità fisica come le rotazioni al secondo può essere trovata in 7.1 Calcolo:
Velocità e accelerazione rispetto alla frequenza di micropassi e passi completi Girare il motore 0 a sinistra con velocità 500
Girare il motore 1 a destra con velocità 500
Gira il Motore 2 con velocità 500, accelerazione 5 e spostati tra la posizione +10000 e –10000.
Passaggio 1: collegare l'interfaccia RS-232 come specificato in 3.2.6.
Passaggio 2: collegare i motori come specificato in 3.2.4.
Passaggio 3: collegare l'alimentazione.
Passaggio 4: accendere l'alimentazione. Un LED di bordo dovrebbe iniziare a lampeggiare. Ciò indica la corretta configurazione del microcontrollore.
Passaggio 5: avviare l'ambiente di sviluppo del software TMCL-IDE. Digitare il seguente programma TMCL:
Una descrizione dei comandi TMCL è disponibile nell'Appendice A.
Passaggio 6: fare clic sull'icona "Assembla" per convertire il TMCL in codice macchina.
Successivamente scaricare il programma sul modulo TMCM-612 tramite l'icona “Download”.
Passaggio 7: premere l'icona "Esegui". Verrà eseguito il programma desiderato.
Il programma viene memorizzato nella EEPROM del microcontrollore. Se l'opzione di avvio automatico TMCL nella scheda "Configura modulo" "Altro" è attivata, il programma verrà eseguito ad ogni accensione.
Una documentazione sulle operazioni TMCL è disponibile nel manuale di riferimento TMCL. Il capitolo successivo illustra le operazioni aggiuntive per trasformare il TMCM-612 in un sistema di controllo del movimento ad alte prestazioni.
TMCM-612 Descrizione operativa
7.1 Calcolo: velocità e accelerazione rispetto alla frequenza di micropassi e passi completi
I valori dei parametri inviati al TMC428 non hanno valori tipici del motore, come le rotazioni al secondo come velocità. Ma questi valori possono essere calcolati dai parametri TMC428, come mostrato in questo documento. I parametri per il TMC428 sono:
| Segnale | Descrizione |
Allineare |
| fCLK | frequenza di clock | 0..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. Più alto è il valore, minore è il valore predefinito di accelerazione massima = 0 | 0..13 |
| Usr | risoluzione microstep (microstep per fullstep = 2usrs) | 0..7 (un valore di 7 è mappato internamente su 6 dal TMC428) |
Tabella 7.1: Parametri di velocità del TMC428
Viene calcolata la frequenza di microstep del motore passo-passo
Per calcolare la frequenza del passo completo dalla frequenza dei micropassi, la frequenza dei micropassi deve essere divisa per il numero di micropassi per passo completo.
La variazione della frequenza degli impulsi per unità di tempo (variazione della frequenza degli impulsi al secondo – l'accelerazione a) è data da b
Ciò si traduce in un’accelerazione a passi completi di:
Exampon:
f_CLK = 16 MHz
velocità = 1000
a_massimo = 1000
div_impulso = 1
ramp_div = 1
usr = 6
Se il motore passo-passo ha ad esempio 72 passi completi per rotazione, il numero di rotazioni del motore è:
TMCL
Come la maggior parte degli altri moduli di controllo del movimento Trinamic, anche il TMCM-612 è dotato di TMCL, il Trinamic Motion Control Language. Il linguaggio TMCL in questa unità è stato esteso in modo che sia possibile controllare sei motori con i normali comandi TMCL. Con poche eccezioni, tutti i comandi funzionano come descritto nel “Manuale di riferimento e programmazione TMCL”. La differenza principale è che l'intervallo del parametro “Motore” è stato esteso a sei motori: il suo intervallo è ora 0..5 in modo che tutti i comandi che richiedono un numero di motore possano indirizzare tutti e sei i motori. Tutti i parametri degli assi possono essere impostati in modo indipendente per ciascun motore. TMCL, il linguaggio TRINAMIC Motion Control, è descritto in una documentazione separata, il Manuale di riferimento e programmazione TMCL. Questo manuale è fornito sul CD TMC TechLib e sul web sito di TRINAMIC: www.trinamic.com. Fare riferimento a queste fonti per schede tecniche aggiornate e note applicative. Il CD-ROM TMC TechLib comprendente schede tecniche, note applicative, schemi delle schede di valutazione, software delle schede di valutazione, codice sorgente example, fogli di calcolo per il calcolo dei parametri, strumenti e altro ancora sono disponibili presso TRINAMIC su richiesta e vengono forniti con ciascun modulo.
8.1 Differenze nei comandi TMCL
Ci sono solo due comandi leggermente diversi sul modulo TMCM-612. Sono i seguenti:
8.1.1 COORDINAMENTO MVP
I comandi MVP ABS e MVP REL sono gli stessi degli altri moduli, ma il comando MVP COORD ha alcune opzioni in più. Per questo motivo il parametro “motore” con il comando MVP COORD viene interpretato come segue sul modulo TMCM-610:
Movimento di un solo motore: impostare il parametro “Motore” sul numero del motore (0..5).
Spostamento di più motori senza interpolazione: impostare il bit 7 del parametro “Motore”. Ora i bit 0..5 del parametro “Motore” definiscono quali motori devono essere avviati. Ciascuno di questi bit rappresenta un motore. Spostamento di più motori utilizzando l'interpolazione: impostare il bit 6 del parametro "Motore".
Ora i bit 0..5 del parametro “Motore” definiscono quali motori devono essere mossi tramite interpolazione. Ciascuno di questi bit rappresenta un motore. Non è possibile avviare un gruppo di più di tre motori utilizzando l'interpolazione. Tuttavia, è possibile avviare un gruppo di tre motori subito dopo aver avviato un gruppo di altri tre motori.
Examples:
- MVP COORD, $47, 2 sposta i motori 0, 1 e 2 sulla coordinata 2 utilizzando l'interpolazione.
- MVP COORD, $87, 5 sposta i motori 0, 1 e 2 sulla coordinata 5 senza utilizzare l'interpolazione.
Avvertimento: la funzionalità di interpolazione non è disponibile nelle versioni firmware precedenti alla 6.31. Se necessario, procurati il firmware più recente dal Trinamic website e aggiorna il tuo modulo.
8.1.2 ATTESA RFS
L'attesa della ricerca del riferimento di più motori con il comando WAIT RFS non è supportata. Il range del parametro “motore” è 0..5 (per i sei motori). Per attendere più ricerche di riferimento è sufficiente utilizzare un comando WAIT RFS per ciascun motore.
8.2 Comandi aggiuntivi
Alcuni dei comandi definiti dall'utente vengono utilizzati per accedere alle funzionalità aggiuntive del TMCM-612 come ADC, DAC, polarità dell'interruttore di riferimento e RAM aggiuntiva di acquisizione dati.
8.2.1 Leggere l'ADC: UF0
Il comando UF0 viene utilizzato per leggere l'ADC aggiuntivo a 16 bit. Il comando seleziona il canale, avvia la conversione e quindi restituisce il risultato. Il parametro “motore/banco” viene utilizzato per selezionare il canale (0..7). Nella modalità diretta TMCL utilizzare l'input manuale. Il risultato è compreso tra 0 e 65535, dove 65535 significa +10 V. Gli altri parametri di questo comando non vengono utilizzati e devono essere impostati su zero. Example: per leggere il canale 3 dell'ADC, utilizzare UF0 0, 3, 0.
8.2.2 Scrivere nel DAC: UF1
Il comando UF1 viene utilizzato per impostare il valore dei DAC aggiuntivi a 10 bit. Pertanto, il valore può essere impostato tra 0 e 1023. Un valore di 1023 equivale a un volume di uscitatage di +10V. Il parametro "motore/banco" viene utilizzato per specificare il canale (0..7) e il parametro "valore" viene utilizzato per specificare il valore di uscita.
Il parametro "tipo" specifica se un valore costante o l'accumulatore o il registro x devono essere emessi sul DAC (tipo=0 emette un valore costante, tipo=1 emette l'accumulatore, tipo=2 emette il registro x).
Exampon:
- Per impostare il canale DAC da 5 a 517, utilizzare UF1 0, 5, 517.
- Per impostare il canale 5 del DAC sul valore dell'accumulatore, utilizzare UF1 1, 5, 0.
- Per impostare il canale 5 del DAC sul valore del registro x, utilizzare UF1 2, 5, 0.
8.2.3 Impostare la polarità degli interruttori di arresto: UF2
Il comando UF2 viene utilizzato per impostare la polarità dell'interruttore di arresto per ciascun motore. Il parametro “valore” del comando viene utilizzato come maschera di bit, dove il bit 0 sta per il motore 0, il bit 1 per il motore 1 e così via. Quando viene impostato il bit corrispondente, la polarità degli interruttori di arresto di quel motore verrà invertita.
Il “tipo” e il parametro “motore/banco” di questo comando non vengono utilizzati e devono essere impostati a zero.
8.2.4 Lettura dalla RAM dati aggiuntiva: UF3
Con la versione firmware 6.35 o successiva è possibile utilizzare i comandi UF3 e UF4 per accedere alla RAM aggiuntiva. Il comando UF3 viene utilizzato per leggere i dati dalla RAM di acquisizione dati aggiuntiva. A seconda del parametro “tipo” il comando UF3 ha sei diverse funzioni:
- UF3 0, 0, : imposta il puntatore di lettura della RAM sul valore .
- UF3 1, 0, 0: imposta il puntatore di lettura della RAM su un valore memorizzato nell'accumulatore.
- UF3 2, 0, 0: ottiene il puntatore di lettura della RAM (copia il suo valore nell'accumulatore).
- UF3 3, 0, 0: Leggi il valore dalla RAM all'indirizzo fornito dal puntatore di lettura della RAM.
- UF3 4, 0, 0: legge il valore dalla RAM all'indirizzo fornito dal puntatore di lettura della RAM, quindi incrementa il puntatore di lettura della RAM di uno in modo che punti alla posizione di memoria successiva.
- UF3 5, 0, : Legge il valore dalla RAM ad un indirizzo fisso dato dal valore .
Con questi comandi è possibile leggere i dati memorizzati nella RAM aggiuntiva nel registro dell'accumulatore in modo che possano essere ulteriormente elaborati. Naturalmente questi comandi possono essere utilizzati anche in modalità diretta in modo che, ad esempio, un host possa leggere i dati che sono stati precedentemente memorizzati nella RAM, ad esempio da un programma TMCL.
Il puntatore di lettura RAM permette di accedere alla RAM ad un indirizzo precedentemente impostato. Può anche essere incrementato automaticamente. Quindi il registro dell'accumulatore non deve essere utilizzato per tali scopi.
I comandi UF3 e UF4 indirizzano la RAM come un array di parole a 32 bit, quindi è possibile memorizzare nella RAM fino a 32767 valori utilizzando questi comandi (il puntatore di lettura della RAM non deve essere impostato su valori superiori a 32767).
8.2.5 Scrivere nella RAM dati aggiuntiva: UF4
Il comando UF4 viene utilizzato per scrivere i dati nella RAM di acquisizione dati aggiuntiva. A seconda del parametro “tipo” il comando UF4 ha sei diverse funzioni:
- UF4, 0, 0, : imposta il puntatore di scrittura RAM sul valore .
- UF4 1, 0, 0: imposta il puntatore di scrittura RAM su un valore memorizzato nell'accumulatore.
- UF4 2, 0, 0: ottiene il puntatore di scrittura RAM (copia il suo valore nell'accumulatore).
- UF4 3, 0, 0: Scrive il contenuto dell'accumulatore nella RAM all'indirizzo fornito dal puntatore di scrittura RAM.
- UF4 4, 0, 0: scrive il contenuto dell'accumulatore nella RAM all'indirizzo fornito dal puntatore di scrittura RAM e quindi incrementa il puntatore di scrittura RAM in modo che punti alla posizione di memoria successiva.
- UF4 5, 0, : Scrive il contenuto dell'accumulatore nella RAM ad un indirizzo fisso dato dal valore .
- UF4 6, 0, : Scrivere un valore fisso alla RAM all'indirizzo fornito dal puntatore di scrittura RAM.
- UF4 7, 0, : Scrivere un valore fisso alla RAM all'indirizzo fornito dal puntatore di scrittura RAM e quindi incrementare il puntatore di scrittura RAM in modo che punti alla posizione di memoria successiva.
Con questi comandi è possibile scrivere dati nella RAM aggiuntiva in modo che possano essere memorizzati per successive elaborazioni (es. prelevando sample dall'ADC per l'elaborazione successiva). Naturalmente questi comandi possono essere utilizzati anche in modalità diretta in modo che un host possa scrivere valori nella RAM per essere poi elaborati dal TMCM-612. Il puntatore di scrittura RAM permette di accedere alla RAM ad un indirizzo precedentemente impostato. Il puntatore di scrittura RAM può anche essere incrementato automaticamente dopo ogni accesso di scrittura, in modo che l'accumulatore non debba essere utilizzato per questo scopo. Questo comando è disponibile nella versione firmware 6.35 o successiva. Nel seguente esample, i valori ADC vengono misurati e archiviati nella RAM ogni secondo. L'examples utilizza la funzionalità di incremento automatico.
UF4 0, 0, 0 //Imposta il puntatore di scrittura RAM su 0 Ciclo:
GIO 0, 1 //Leggi ADC 0
UF4 4, 0, 0 //Memorizza il valore nella RAM con incremento automatico WAIT TICKS, 0, 10
UF4 2, 0, 0 //Controlla se la RAM è già piena
COMP 32767
JC LE, Ciclo
Cronologia delle revisioni
9.1 Revisione della documentazione
| Versione | Data | Autore |
Descrizione |
| 1.00 | 11-nov-04 | OK | Versione iniziale |
| 1.01 | 07-nov-05 | OK | AD e DAC voltagè corretto |
| 1.10 | 15-Set-06 | HC | Revisione importante |
| 1.11 | 16-Maggio-08 | OK | Aggiunta funzionalità di interpolazione |
| 1.12 | 1-Apr-09 | OK | Aggiunti i comandi UF3 e UF4 |
| 1.13 | 29-mar-12 | OK | Comando UF1 ampliato (firmware V6.37) |
Tabella 9.1: Revisioni della documentazione
9.2 Revisione firmware
| Versione | Commento |
Descrizione |
| 6.00 | Versione iniziale | Fare riferimento alla documentazione TMCL |
| 6.31 | Fornisce anche la funzionalità di interpolazione | |
| 6.35 | È possibile indirizzare RAM aggiuntiva utilizzando i comandi UF3 e UF4 | |
| 6.37 | Comando UF1 esteso in modo che anche l'accumulatore o il registro x possano essere emessi sul DAC. |
Tabella 9.2: Revisioni firmware
Copyright © 2008..2012 di TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
Trinamic Motion Control GmbH & Co KG
Sternstrasse 67
D – 20357 Amburgo, Germania
Telefono +49-40-51 48 06 – 0
FAX: +49-40-51 48 06 – 60
http://www.trinamic.com
Documenti / Risorse
 |
Scheda driver ad alta risoluzione del controller a 612 assi TRINAMIC TMCM-6 [pdf] Manuale d'uso TMCM-612 Scheda driver ad alta risoluzione controller a 6 assi, TMCM-612, Scheda driver ad alta risoluzione controller a 6 assi, Scheda driver ad alta risoluzione, Scheda driver a risoluzione, Scheda driver, Scheda |