Контроллер для управление шаговыми, DC и BLDC двигателями
Контроллер может работать со всеми компактными шаговыми двигателями с током обмотки до 3 А, без обратной связи, а так же с шаговыми двигателями, оснащенными энкодером в цепи обратной связи, в том числе линейным энкодером на позиционере. Разъем для мотора на контроллере соответствует разъему, который использует компания Standa, и подходит для всех позиционеров Standa. USB соединение обеспечивает легкость подключения и простоту работы с компьютером. Несколько контроллеров могут быть подключены к одному компьютеру через несколько USB-портов или с помощью специальной объединительной платы, поставляемой в составе многоосных систем. Контроллер совместим практически со всеми операционными системами (Windows, Mac OS X, Linux и т. д.).
С контроллером предоставляется все необходимое программное обеспечение и конфигурационные файлы, чтобы быстро начать работу по принципу "подключил и работает".
Документация на контроллер и программное обеспечение доступны онлайн на сайте doc.xisupport.com.
Технические характеристики
Требования к электродвигателю
- Тип электродвигателя: биполярный шаговый электродвигатель, двигатель постоянного тока, бесколлекторный двигатель постоянного тока.
- Номинальный ток в обмотке: не менее 100 мА.
- Номинальное напряжение на обмотке: не менее 2 В.
Электрические характеристики контроллера
- Режимы электропитания: от внешнего источника питания.
- Ток в каждой обмотке мотора: до 3 А.
- Максимальная частота следования импульсов с энкодера: 200 кГц для несимметричного и 5МГц для дифференциального
- Стабилизированный выход 5 В (для питания энкодера и прочей внешней электроники): выходной ток не более 100 мА, стабильность выходного напряжения не хуже 5%.
- ESD защита по всем контактам внешних разъемов (D-Sub 15 pin, USB, питание).
- Защита от замыкания обмоток мотора на "землю".
- Защита от замыкания обмоток мотора между собой.
- Защита от подключения/отключения мотора к контроллеру в процессе работы.
- Защита от подачи питания неверной полярности (не более 1 сек).
- Защита от подачи напряжения питания больше допустимого (не более 1 сек).
- Ограничение тока потребляемого от USB.
- Ограничение тока потребляемого от внешнего источника питания.
- Ограничение скорости вращения мотора.
- Установка полного рабочего тока через обмотку ШД. Программно, с точностью 10 мА.
- Снижение тока через обмотку ШД в режиме удержания. Программно, с шагом 1%.
Возможности управления движением
- Режимы деления шага: полношаговый, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256.
- Бесшумное движение на малых скоростях.
- Минимальная скорость: 1/256 полного шага/сек.
- Максимальная скорость: до 35 000 полных шагов/сек при всех режимах деления шага.
- Минимальное смещение: 1/256 шага.
- Максимальное смещение: 2 147 483 647 полных шагов при всех режимах деления шага.
- Режим плавного старта/останова.
- Счетчик позиции: 40 бит (32 бит - полный шаг, 8 бит - микрошаг).
- Режимы движения: движение в направлении, движение в заданную точку, смещение на заданную дельту, поддержание заданной скорости, трапецевидный профиль скорости, режим компенсации люфта.
- Поддержка бессенсорного режима работы шаговых двигателей (8SMC5-USB-SL).
Дополнительные функции микропрограммы
- Режим автокалибровки "HOME" на уровне микропрограммы.
- Сохранение/загрузка настроек в энергонезависимую память контроллера.
- Обновление микропрограммы в энергонезависимой памяти контроллера по USB.
- Автоматическое сохранение позиции по счетчику шагов и по энкодеру с защитой от неожиданного отключения питания.
Дополнительные функции, реализованные через разъем подключения мотора
- Отработка сигналов с одного или двух концевиков. Конфигурируется программно.
- "Опознавание" позиционеров Standa и автоматическая загрузка всех конфигурационных данных для них (при поддержке соответствующей возможности в позиционере). Автонастройка параметров движения на основе считанных данных.
- Определение "потери шагов" и восстановление правильной позиции с помощью датчика оборотов или квадратурного энкодера (при поддержке соответствующей возможности в позиционере).
- Определение положения с помощью квадратурного энкодера. Режим x4.
- Движение шагового двигателя в режиме "ведущего энкодера", т.е. с опорой на показания квадратурного энкодера, обеспечивающее движение без потери шагов на максимальной доступной скорости реализовано в прошивке начиная с 4.1.
Дополнительные функции, реализованные через разъем backplane
- Дубликат входа USB. Используется совместно с объединительной платой.
- Последовательный порт RS-232. Доступны линии TX, RX. Параметры: скорость – 9600 - 921600 бод, ТТЛ 3.3 В. На базе последовательного порта по запросу доступны конфигурации с интерфейсом Ethernet, Bluetooth, WiFi, ZigBee и другие.
- Вход синхронизации – при подаче импульса на этот вход (срабатывание, полярность и длительность настраиваются пользователем) контроллер начинает движение в заранее заданную позицию или на заданное смещение. Параметры: ТТЛ 3.3 В.
- Выход синхронизации – выдача импульса с этого выхода контроллера (срабатывание, полярность и длительность настраиваются пользователем) производится либо по началу движения, либо завершению движения, либо через заданное перемещение (задается пользователем). Параметры: ТТЛ 3.3 В.
- Кнопки "вправо", "влево". Нажатие на кнопку приводит к движению в заданную сторону с постепенным настраиваемым ростом скорости и в соответствии с настройками ускорения и другими параметрами. Параметры: ТТЛ 3.3 В.
- Вход "джойстик". Позволяет работать с джойстиками с диапазоном выдаваемых напряжений не шире 0 - 3 В.
- Выход для управления магнитным тормозом. Позволяет управлять магнитным тормозом, установленным на ось шагового двигателя. Параметры: ТТЛ 3.3 В, 5 мА.
- Аналоговый вход общего назначения. Позволяет работать с сигналами 0-3 В. Частота считывания 1 кГц. Конфигурируется программно.
- Цифровой вх/вых общего назначения. Частота обновления 1 кГц. Конфигурируется программно. Параметры: ТТЛ 3.3 В, 5 мА.
- Индикация концевых выключателей. TTL 3.3 В, 2 мА. Предназначены для непосредственного подключения светодиодов.
- Дублирующие статусный светодиод цифровые выходы Power и Status. TTL 3.3 В, 2 мА. Предназначены для непосредственного подключения светодиодов.
- Интерфейс управления внешним драйвером. Позволяет управлять любым внешним драйвером с помощью трех сигналов: enable, direction, clock.
- Создание многоосных систем. Многоосные системы создаются с помощью стандартных USB-хабов, внешних или установленных на специальную объединительную плату. На ПК многоосная система выглядит как множество виртуальных последовательных портов, по числу подключенных осей.
Программирование
- Все поставляемое программное обеспечение, поставляемое с контроллером, совместимо с Windows 8, Windows 7, Windows Vista, Windows XP SP3, Linux, Mac OS X, в том числе с 64-бит версиями.
- Контроллер поставляется с кросс-платформенной библиотекой и примерами, которые позволяют быстро начать программирование на C++, C#, .NET, Delphi, Visual Basic, gcc, Xcode, Matlab, Java и LabVIEW.
- Контроллер поставляется с интерфейсом пользователя XILab, позволяющим легко управлять всеми функциями устройства без необходимости в разработке собственных программ.
- В XILab интегрирован скриптовый язык, диалект EcmaScript, позволяющий легко, без компиляции и освоения какого-либо языка программирования задавать последовательности действий, включая циклы и условные переходы.
Доступные модификации
