针对电机位置编码器的不同数字接口选择

2018-05-28 17:22:11编辑:王磊 关键字:编码器原理  无线局域网  RS-485

在本系列中,到目前为止,我们已经讨论了针对电机位置编码器的不同数字接口选择,其中包括EnDat 2.2双向/串行/同步 (BiSS) 和HIPERFACE DSL。

这些是使用基于RS-485或RS-422的串行数字接口,与一个绝对位置编码器相连接的主要标准。更进一步的接口标准包括Profibus分散式外设 (DP) 和Profibus输入/输出 (I/O),以及控制器局域网 (CAN) 或基于以太网的接口。还有专有的、驱动厂商专门指定的标准,诸如西门子公司的DRIVE-CLiQ、Fanuc串行接口、三菱公司的高速串行接口,以及更多其它标准。在这个博客系列中,我们只涉及了EnDat、BiSS和HIPERFACE。在这篇博文中,我将总结所有这些标准,并且与读者分享一个EMC兼容设计,这个设计能够支持你在工业驱动应用中所使用的任何标准。

表1中的内容试图汇总所有这些编码器接口标准的技术规格,从物理层 (PHY) 和电源电压方面对这3个标准进行了比较(EnDat 2.2,HIPERFACE DSL和BiSS)。图1是最大时钟频率与电缆长度之间关系的概览。

表1:EnDat 2.2、BiSS和HIPERFACE DSL接口

图1:最大时钟频率与电缆长度技术规格(0至100m)之间的关系

表2中列出了针对RS-422/RS-485收发器的基本技术规格,以及那些适用于表1中提及的3个标准的电源的基本技术规格。表3显示了针对同样内容的电源技术规格。

表2:收发器要求

表3:编码器电源要求

一款用于绝对位置编码器接口的解决方案

到绝对位置编码器的通用数字接口参考设计 (TIDA-00179) 执行一个电磁兼容性 (EMC) 兼容的通用数字接口;这个接口与EnDat 2.2、BiSS或HIPERFACE DSL等绝对位置编码器相连接。

这个TI Designs参考设计的主要构造块为:

  • 一个双向四线制RS-485接口和通过RS-485供电的两线制双向RS-485接口。

  • 一个选择有源编码器接口的复用器或解复用器。

  • 具有可编程输出电压和过压、过流以及短路保护功能的编码器电源。

  • 一个与主机处理器相连,以运行相应的编码器标准协议的3.3V数字接口。

这个运行相应编码器主控协议的主机处理器不属于这个设计。

图2显示的是一个通用数字接口模块的经简化系统方框图。作为一个工业驱动的子系统,此模块与绝对位置编码器相连,浅绿色方框内是其参考设计。

图2:具有到绝对位置编码器的通用数字接口的工业驱动

这个设计由工业标准24V电源供电,并且特有一个15V至60V的宽输入电压范围。一个具有3.3V逻辑I/O信号的连接器可以实现到Sitara™ AM437x或C2000™ 微控制器单元 (MCU) 等主机处理器的直接对接,以运行相应的编码器主控协议。C2000 MCU提供DesignDRIVE开发平台,以及TIDM-SERVODRIVE;TIDM-SERVODRIVE可被调整为与一个主机端口接口和TIDA-00179相连接。这个设计使得主机处理器能够激活四线制RS-485物理接口,使之与一个EnDat 2.2或BiSS编码器相连,或者激活支持RS-485供电的两线制RS-485接口,使之与一个HIPERFACE DSL编码器相连。

为了满足所选择的编码器电源范围和技术规格的需要,这个受保护编码器电源特有一个5.25V或11V的可编程输出电压。我们选择了电压,连同电压纹波和输出电流,以确保与针对EnDat 2.2、BiSS和HIPERFACE DSL编码器标准等总体电源技术规格的兼容性。编码器电源还具有短路保护功能,而过压阀值用故障反馈与所选输出电压相匹配。

你可以通过一个Sub D-15连接器或一个10引脚排针,将绝对位置编码器与参考设计相连。此连接器具有专门用于连接两线制HIPERFACE DSL编码器的引脚,其中包括RS-485供电,以及针对EnDat 2.2和BiSS位置编码器的共用引脚。这个设计支持的电缆长度长达100m。要获得相关电缆技术规格,请参见相应的编码器厂商建议。

此设计已经过抗静电放电 (ESD)、电气快速瞬变 (EFT)、浪涌和传导射频 (RF) 的EMC测试,测试等级符合IEC 61800-3中指定的等级。

TIDA-00179的运行需要一个硬件和一个软件层。主机控制通常由FPGA执行;这个设计使用AM437x主机处理器来运行所有这三个编码器协议。

与TIDA-00179硬件将针对EnDat 2.2 (TIDA-00172)、BiSS C (TIDA-00175) 和 HIPERFACE DSL (TIDA-00177) 组合在一起相类似,与AM437x一起提供的全新软件将与它们相关的3款软件组合在一起-- TIDEP0050 (EnDat 2.2)、TIDEP0022 (BiSS C) 和TIDEP0035 (Hiperface DSL),以实现与符合本博文中所讨论的3个主要标准中的任何一个标准的编码器相对接。

TI Sitara AM437x使用并联的工业以太网提供针对单芯片驱动和模块化架构的集成解决方案。它为现有的FPGA IP内核提供一个寄存器兼容实现方式。可实现与驱动应用的内部和外部同步,而主机CPU无需运行其中任何一个主控协议。

如需获得更多信息,以及观看现场演示,敬请于11月24日至26日访问TI在本次纽伦堡SPS贸易展会上的展位。这个演示将为你展示与不同位置编码器协议的实时检测和连接。

图3:SPS上的多协议位置编码器演示

这篇博文总结了与电机位置编码器的EMC兼容接口设计相关的博文系列。

关键字:编码器原理  无线局域网  RS-485

来源: 互联网 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/article_2018052827099.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:如何确定头戴式耳机需要的功率需求
下一篇:干货!金丝键合射频互连线特性分析

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

浅谈编码器分类及其原理

生活中经常使用的电梯是如何精确的把人们送到指定楼层的?机床又是如何做到精确切割物料的?伺服电机又是如何保证旋转位置精度的?这一切都要归功于一种神器——编码器,可是编码器又是什么?他又是如何精确的测量电机位置的呢?今天就来聊一聊编码器。   一、什么是编码器 编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。他是工业中常用的电机定位设备,可以精确的测试电机的角位移和旋转位置。 图 1 编码器   二、编码器分类 按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。增量式编码器是将位移
发表于 2016-06-21 16:22:54
浅谈编码器分类及其原理

光电编码器的工作原理

光电编码器的工作原理 工作原理:当光电编码器的轴转动时A、B两根线都产生脉冲输出,A、B两相脉冲相差90度相位角,由此可测出光电编码器转动方向与电机转速。如果A相脉冲比B相脉冲超前则光电编码器为正转,否则为反转.Z线为零脉冲线,光电编码器每转一圈产生一个脉冲.主要用作计数。A线用来测量脉冲个数,B线与A线配合可测量出转动方向. N为电机转速  Δn=ND测-ND理例如:我们车的速度为1.5m/s,轮子的直径220mm,C=D*Pi,电机控制在21.7转/秒,根据伺服系统的指标, 设电机转速为1500转/分,故可求得当ND=21.7*60=130转/分时,光码盘每秒钟输出的脉冲数为:PD=130
发表于 2013-11-28 10:21:50
光电编码器的工作原理

光电编码器原理

完整的15A开关模式电源 光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,是目前应用最多的传感器。一般的光电编码器主要由光栅盘和光电检测装置组成。在伺服系统中,由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转.经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,其原理如图所示。通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90°的2个通道的光码输出,根据双通道光码的状态变化确定电机的转向。根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式3种。
发表于 2012-08-21 22:12:13
光电编码器原理

光电编码器原理及应用实例介绍

    1.光电编码器原理      根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。    1.1增量式编码器    增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90海佣煞奖愕嘏卸铣鲂较颍鳽相为每转一个脉冲,用于基准点定位。它的优点是原理构造简单,机械平均寿命可在几万小时以上,抗干扰能力强,可靠性高,适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。  
发表于 2012-04-07 18:01:21
光电编码器原理及应用实例介绍

旋转编码器原理/安装

旋转编码器是一种基于电磁感应原理的精密测量角位移的传感器,转子和定子中均有绕组。若在转子绕组中通上正弦激磁电流,则转子在定子绕组中感应出同频率的电压,但相位或幅值随转子和定子的相对位移而变化。感应电压经鉴相或鉴幅并经A/D转换等电子线路的处理,输出若干位的数字信号(绝对值型),或输出具有一定相位差及频率差的多相脉冲或正弦信号。旋转编码器一般说来有增量式旋转编码器,绝对式旋转编码器,正弦输出旋转编码器,马达旋转编码器这几种!一般很多高级的煤矿在井下电动机的控制的时候采用PLC系统的时候有应用   旋转编码器应用注意事项:   应注意三方面的参数:   1). 械安装尺寸,包括定位止口,轴径,安装孔位;电缆出线方式;安装空间
发表于 2012-02-12 15:52:34

物联网无线通讯芯片发布了新一代嵌入式Wi-FiSoC芯片W600

日前,物联网无线通讯芯片设计公司——北京联盛德微电子正式发布了新一代嵌入式Wi-Fi SoC芯片W600!W600是联盛德新一代支持多接口、多协议的无线局域网802.11n(1T1R)低功耗 WLAN SoC 芯片。芯片内置Cortex-M3 CPU处理器和Flash,集成射频收发前端RF Transceiver,CMOS PA功率放大器,基带处理器/媒体访问控制,集成电源管理电路,支持丰富的外围接口, 支持多种加解密协议。W600拥有提供客户的二次开发空间更大、芯片及模块尺寸更小、芯片外围电路器件更少、开发更简便以及性价比更优等优势。W600 功能框图芯片外观QFN32封装,5mm x 5mm。芯片集成度1、集成32位嵌入式C
发表于 2018-04-27 16:18:13
物联网无线通讯芯片发布了新一代嵌入式Wi-FiSoC芯片W600

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved