TRINAMIC TMCM-612 6 軸コントローラー高解像度ドライバーボードユーザーマニュアル

TMCM-612
6軸コントローラ/高解像度ドライバボード
1.1A /34 V + データ取得マニュアル
バージョン: 1.13
29年2012月XNUMX日

コンテンツ 隠れる

導入

TMCM-612は、高性能なデータ収集部を備えた2軸8相ステッピングモーターコントローラおよびドライバモジュールです。統合された16チャンネルXNUMXビットADCコンバータは、ステップ同期入力ボリュームを実行するようにプログラムできます。tag高いデータレートで値をスキャンして保存します。このモジュールは、非常に正確な位置決めと測定タスクを実行するために、高いマイクロステップ解像度を提供します。測定結果は、高速 USB インターフェイスを使用して PC に転送できます。多数のアナログ出力チャネルとデジタル I/O を使用して、さらに計測機器を制御できます。
この機能セットにより、モジュールは分析機器向けに最適化されます。
TMCM-612 には、Trinamic Motion Control Language (TMCL) 用の PC ベースのソフトウェア開発環境 TMCL-IDE が付属しています。ユーザー固有のデータ取得拡張機能は、リクエストに応じて利用できます。TMCM-612 は、高速 USB インターフェイスまたは RS-232 インターフェイスを介して制御できます。
アプリケーション

最大6軸を高精度に制御するコントローラ/ドライバボード

スタンドアロンまたはPC制御モードでのアプリケーションの多様な可能性

モータータイプ

コイル電流 300mA ～ 1.1A RMS (ピーク 1.5A)
12V～34Vの公称供給電圧tage

インタフェース

RS232 または USB ホストインターフェース
参照スイッチと停止スイッチの入力
汎用アナログおよびデジタルI/O
16 つの 0 ビット ADC 入力 (10 – XNUMXV)
10 つの 0 ビット DAC 出力 (10 – XNUMXV)

ハイライト

最大64倍のマイクロステップ
500kHz、16ビットADコンバータ
データ収集用の128kbyte RAM
自動ramp ハードウェア世代
センサレスモーターストール検出用のStallGuard TMオプション
最大20kHzのフルステップ周波数
動作パラメータ（位置、速度、加速度など）のオンザフライ変更

センサレスStallGuard TM機能またはリファレンススイッチを使用したローカルリファレンス移動
ダイナミック電流制御
TRINAMICドライバーテクノロジー：ヒートシンク不要
多くの調整可能性により、このモジュールは幅広い要求に応えるソリューションとなります

ソフトウェア

TMCLを使用したスタンドアロン操作またはリモート制御操作
TMCLプログラムストレージ: 16KByte EEPROM (2048TMCLコマンド)
PCベースのアプリケーション開発ソフトウェアTMCL-IDE付属

他の

モーターおよびリファレンススイッチ用のプラグ可能なコネクタ
1年2006月XNUMX日よりRoHS準拠
サイズ: 160x160mm²

注文コード	説明
TMCM-612/SG	6.軸コントローラ/ドライバおよびデータ収集モジュール、StallGuard

表1.1: 注文コード

生活支援方針

TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG は、TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG の書面による特別な同意がない限り、生命維持システムでの使用を認可または保証しません。
生命維持システムは、生命を維持または維持することを目的とした機器であり、提供された指示に従って適切に使用された場合、その機能が失敗した場合、人身傷害または死亡につながることが合理的に予想されます。
© TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG 2008
このデータシートに記載されている情報は正確かつ信頼できるものと考えています。ただし、このデータシートの使用の結果、またはこのデータシートの使用によって生じる可能性のある第三者の特許権やその他の権利の侵害については一切責任を負いません。仕様は予告なく変更される場合があります。

電気的および機械的インターフェース

3.1 寸法

3.2 TMCM-612モジュールの接続
図3.2はオーバーview すべてのコネクタについて。次のセクションでは、すべてのコネクタについて詳しく説明します。

3.2.1 TMCM-612モジュールで使用されるコネクタ
TMCM-612 モジュールで使用されるコネクタはすべて、モータースイッチと停止スイッチを除き、業界標準のコネクタです。そのため、対応するコネクタはさまざまなメーカーから入手できます。
モーターおよび停止スイッチ: 1×4ピン、2.54mmピッチ、 AMP 640456-4 コネクタ ADC および DAC コネクタ: 業界標準ヘッダー、2×8 ピン、2.54 mm ピッチ。
I/O: 業界標準ヘッダー、2x7ピン、2.54mmピッチ。
拡張 (電源/SPI): 業界標準ヘッダー、2×5 ピン、2.54mm ピッチ。
3.2.2 電源
最大34V DCの電源をここに接続します（最小動作電圧tage は 12V です。デバイスは、極性が間違っている場合に電源を短絡するダイオードによって、極性間違いから保護されています。
3.2.3 LEDインジケータ
ボードには 5 つの LED があります。右側の LED (「Power」、+XNUMXV と表示) は、ユニットの電源が入っているときに点灯します。もう一方の LED (「Activity」) は、ユニットが正常に動作しているときに点滅します。
3.2.4 モーターコネクタ
ステッピングモーターは、4 ピン 2.54 mm ピッチコネクタで接続できます。コネクタの後ろのはんだ付けポイントは電気的に同一です。コネクタのピン割り当てはボード上に印刷されています。モーターの 0 つのコイルを「A1」と「A0」のマークが付いた端子に接続し、もう 1 つのコイルを「B3.2」と「B3.3」のマークが付いたコネクタに接続します。図 XNUMX を参照してください。警告: ユニットの電源が入っている間は、モーターを接続または切断しないでください。モータードライバーが損傷する可能性があり、ユニットの他の部品も損傷する可能性があります。図 XNUMX: モーターとリファレンススイッチの接続

3.2.5 停止スイッチ/基準スイッチ
ストップスイッチは、「L」および「R」とマークされた端子と GND 端子に接続できます。スイッチは「通常閉じ」です。リファレンススイッチコネクタには「+5V」端子もあります。これは、フォトカプラまたはデジタルホールセンサーに供給するために使用できる 5V 出力です。
左の停止スイッチは参照スイッチとしても使用されます。
3.2.6RS232インターフェース
RS232 インターフェイス (デフォルト 9600 bps、最大 115200 bps) は、ユニットを PC または RS232 インターフェイスを備えたマイクロコントローラに接続する 612 つの方法です。すべての TMCL コマンドは、このインターフェイスを介してユニットに送信できます。TMCM-XNUMX を PC に接続するにはヌルモデムケーブルを使用する必要があるため、次の接続を行う必要があります。

TMCM-612 ピン	PCピン
2	3
3	2
5	5

TMCM-232 の RS612 ソケットのピン割り当ては次のとおりです。

ピン番号	信号名
2	RxD
3	送信
5	グランド

このコネクタの他のピンはすべて接続されていません。
3.2.7 USBインターフェイス
USB インターフェースは、より高速な通信が必要な場合にユニットを PC に接続する方法でもあります。インターフェースは USB 2.0 規格をサポートしています。USB 経由で TMCM-5.4 と通信するために必要なデバイスドライバーのインストール方法については、第 612 章を参照してください。
USB インターフェースと RS232 インターフェースを同時に使用しないでください。
3.2.8 汎用I/O
汎用I/Oコネクタは、10つのデジタル入力/出力ラインを提供します。これらのラインはそれぞれ、デジタル出力、デジタル入力、またはXNUMXビットの精度と最大入力電圧のアナログ入力として使用するようにプログラムできます。tagすべてのデジタル入力と出力はTTLレベルで動作するため、最大電圧は+5Vです。tage は 5V です。デジタル出力として使用する場合の最大電流は 20mA です。コネクタのピン割り当ては次のとおりです。

ピン	信号	ピン	信号
1	アラーム入力	2	グランド
3	入出力0	4	入出力1
5	入出力2	6	入出力3
7	入出力4	8	入出力5
9	入出力6	10	入出力7
11	+5V	12	グランド
13	+5V	14	グランド

表3.1: 汎用I/O
アラーム入力も、TTL レベルと内部プルアップ抵抗を備えたデジタル入力です。この入力の機能は、高レベルのときにすべてのモーターを停止するか、低レベルのときにすべてのモーターを停止するか、まったく機能しないように設定できます (詳細についてはソフトウェアセクションを参照してください)。コネクタのピン 1 は図 3.2 に示されており、ボード上に矢印でマークされています。奇数のピンは、ボードの端に近いピンです。
リセットボタン3.2.9個
リセットボタンを押すと、マイクロコントローラがリセットされます。すべてのモーターが直ちに停止し、すべてが再初期化されます。
3.2.10 ISPコネクタ – 工場出荷時のデフォルトに戻す
このコネクタは次の 2 つの目的で使用されます。
インサーキットプログラマーによる CPU のプログラミング: これは Trinamic のみが行うもので、ユーザーが行うものではありません。
(ユーザーは、TMCL IDE の「OS のインストール」機能を使用して、RS232 または USB インターフェイス経由でファームウェアをアップグレードできます。)
すべてのパラメータを工場出荷時のデフォルト値に復元する: ほぼすべてのパラメータは、CPU の EEPROM に保存できます。一部のパラメータが誤って設定されていると、PC からモジュールにアクセスできなくなるという誤った構成が発生する可能性があります。このような状況では、次の操作を実行して、すべてのパラメータを工場出荷時のデフォルト値にリセットできます。

電源を切ってください。
ISP コネクタのピン 1 と 3 をジャンパーで接続します (図 3.4 を参照)。

電源を入れ、「アクティビティ」LED が高速で点滅するまで待ちます (通常よりもはるかに速い)。
電源を切ってください。
ISP コネクタのピン 1 と 3 間のリンクを削除します。

電源を入れ、LED が正常に点滅するまで待ちます (数秒かかる場合があります)。
これで、すべてのパラメータが工場出荷時のデフォルト値に復元され、ユニットは再び正常に動作するはずです。

3.2.11 ADCコネクタ
ADCコネクタはボード上に「ADC」とマークされており、16ビット精度のXNUMXつのアナログ入力と入力ボリュームを提供します。tag0..+10Vの範囲です。このコネクタのピン割り当ては次のとおりです。

ピン	信号	ピン	信号
1	ADC入力0	2	グランド
3	ADC入力1	4	グランド
5	ADC入力2	6	グランド
7	ADC入力3	8	グランド
9	ADC入力4	10	グランド
11	ADC入力5	12	グランド
13	ADC入力6	14	グランド
15	ADC入力7	16	グランド

表3.2: ADCコネクタ
ピン 1 はボード上で矢印でマークされており、図 3.2 にも示されています。奇数番号のピンはすべてボードの端に近いピンです。
3.2.12 DACコネクタ
DACコネクタはボード上に「DAC」とマークされており、10ビット精度のXNUMXつのアナログ出力と出力ボリュームを提供します。tag0..+10Vの範囲です。DACコネクタのピン割り当ては次のとおりです。

ピン	信号	ピン	信号
1	DAC出力0	2	グランド
3	DAC出力1	4	グランド
5	DAC出力2	6	グランド
7	DAC出力3	8	グランド
9	DAC出力4	10	グランド
11	DAC出力5	12	グランド
13	DAC出力6	14	グランド
15	DAC出力7	16	グランド

表3.3: DACコネクタ
ピン 1 はボード上で矢印でマークされており、図 3.2 にも示されています。奇数番号のピンはすべてボードの端に近いピンです。
3.2.13 拡張コネクタ
拡張コネクタはボード上に「Power/SPI」と記されています。ここでは、SPIまたはUARTインターフェースを介してCPUに追加の周辺機器を接続できます。また、アナログボリュームtages (+5V および +15V) がここに提供されます。このコネクタのピン割り当ては次のとおりです。

ピン	信号	ピン	信号
1	+15V（アナログ）	2	DAC リファレンス 3.1V
3	+5V（アナログ）	4	+5V（デジタル）
5	UART RxD (TTL レベル)	6	UART TxD (TTL レベル)
7	SPI_CS	8	SPI_MISO
9	SPI_SCK	10	SPI_MOSI

表3.4: 拡張コネクタ
ピン 1 はボード上で矢印でマークされており、図 3.2 にも示されています。奇数番号のピンはすべてボードの端に近いピンです。

運用評価

シンボル	パラメータ	分	タイプ	マックス	ユニット
V_S	DC電源電圧tag操作用	12	15 … 28	34	V
アイコイル	正弦波の場合のモーターコイル電流ピーク (チョッパー制御、ソフトウェアで調整可能)	0	0.3 … 1.5	1.5	A
fCHOP	モーターチョッパー周波数		36.8		kHzの
I_S	電源電流（モーターあたり）		<< アイコイル	1.4 * 私_COIL	A
ヴィンプロト	入力ボリュームtage は StopL、StopR、GPI0（内部保護ダイオード）	-0.5	0 … 5	V_+5V+0.5	V
ヴァナ	INxアナログI/O測定範囲		0 … 5		V
VADC	アナログ測定範囲		0 … 10		V
ダック	アナログ出力範囲		0 … 10		V
ヴィンロ	INx、StopL、StopR 低レベル入力		0	0.9	V
ヴィニ	INx、StopL、StopR ハイレベル入力 (Stop 用に +10V への 5k プルアップを内蔵)	2	5		V
イオウティ	OUTx 最大 +/- 出力電流 (CMOS 出力) (すべての出力の合計は最大 50mA)			+/-20	mA
テンヴェ	定格電流時の環境温度（冷却なし）	-40		+70	°C

4.1主な技術データ

供給量tage: DC、12..34V
モータータイプ: バイポーラ、2相ステッピングモーター
最大ピークコイル電流: 1.5A (ソフトウェアで255段階で調整可能)

インターフェース:
RS232 (デフォルト 9600 bps、最大 115200 bps)
USB2.0 について
5 つの汎用入力/出力 (出力: 20V、最大 5mA、または入力: TTL レベルデジタルまたはアナログ最大 10V、XNUMX ビット)

16ビット精度と入力ボリュームを備えたXNUMXつのアナログ入力tag範囲 0..+10V
10ビット精度と出力ボリュームを備えたXNUMXつのアナログ出力tag範囲 0..+10V

1つのアラーム入力（TTLレベル）
各モーターに2つの停止スイッチ入力（TTLレベル）、各モーターの極性を選択可能
CPU: ATmega128
クロック周波数: 16MHz
ステッピングモーターコントローラー: TMC428 XNUMX個
ステッピングモータードライバー: TMC246 236 個 (StallGuard 付き) または TMC64 XNUMX 個 (StallGuard なし)、XNUMX マイクロステップに拡張

TMCL プログラム保存用 EEPROM: 16kBytes (最大 2048 個の TMCL コマンドに対応)
データ収集用の追加128kB RAM
RS232またはUSBインターフェースを介してファームウェアのアップグレードが可能
動作温度範囲: -40..70°C

機能説明

図 5.1 に、TMCM-612 モジュールの主要部分を示します。モジュールは主に、428 つの TMC246 モーションコントローラ、232 つの TMC128 ステッピングモータードライバ、TMCL プログラムメモリ (EEPROM)、およびホストインターフェイス (RS-XNUMX および USB) で構成されています。特に注目すべきは、ADC および DAC コンバータと XNUMXkbyte の追加データ RAM です。

5.1システムアーキテクチャ
TMCM-612 は、マイクロコントローラと TMCL (Trinamic Motion Control Language) オペレーティングシステムを統合しています。
モーション制御のリアルタイムタスクは TMC428 によって実現されます。
5.1.1マイクロコントローラー
このモジュールでは、Atmel Atmega128 を使用して TMCL オペレーティングシステムを実行し、TMC428 を制御します。CPU には 128K バイトのフラッシュメモリと 2K バイトの EEPROM があります。マイクロコントローラは TMCL (Trinamic Motion Control Language) オペレーティングシステムを実行し、RS232 および USB インターフェイス経由でホストからモジュールに送信される TMCL コマンドを実行できるようにします。マイクロコントローラは TMCL コマンドを解釈し、モーションコマンドを実行する TMC428 を制御します。マイクロコントローラのフラッシュ ROM には TMCL オペレーティングシステムが格納され、マイクロコントローラの EEPROM メモリは構成データを永続的に保存するために使用されます。
TMCL オペレーティングシステムは、RS232 インターフェイス経由で更新できます。これを行うには、TMCL IDE を使用します。
5.1.2 TMCL EEPROM
TMCM-612 モジュールには、スタンドアロン操作用の TMCL プログラムを保存するために、マイクロコントローラに接続された 16kByte EEPROM が装備されています。EEPROM には、最大 2048 個の TMCL コマンドで構成される TMCL プログラムを保存できます。
5.1.3 TMC428 モーションコントローラ
TMC428は高性能ステッピングモーター制御ICで、最大2つの428相ステッピングモーターを制御できます。速度や加速度などの動作パラメータは、マイクロコントローラによってSPI経由でTMCXNUMXに送信されます。rの計算ampsとスピードプロfiles は、ターゲットモーションパラメータに基づいてハードウェアによって内部的に実行されます。TMCM-612 には、428 軸用に 6 つの TMCXNUMX があります。
5.1.4 ステッピングモータードライバー
TMCM-612 モジュールでは、TMCM246 ドライバチップが使用されています。これらのチップは TMC236 チップと完全に互換性がありますが、追加の StallGuard 機能があります。これらのドライバは非常に使いやすいです。ステッピングモーターの 16 つのフェーズの電流を制御できます。これらのドライバ IC は、1500 倍のマイクロステップと最大出力電流 236mA をサポートしています。TMC246 および TMCXNUMX チップの電力消費は非常に低いため、ヒートシンクや冷却ファンは必要ありません。チップの温度は高くなりません。温度または電流が制限を超えるとコイルは自動的にオフになり、値が再び制限内になると自動的に再びオンになります。
5.1.5 ADC / DACコンバータ
ADCコンバータはステップ同期入力ボリュームを実行するようにプログラムできます。tag高いデータレートで値をスキャンして保存します。このデータは、追加の 128 KB のデータ RAM に保存できます。
5.2 StallGuard™ – センサレスモータストール検出
TMCM-612/SG モジュールには、StallGuard オプションが装備されています。StallGuard オプションを使用すると、ステッピングモーターの機械的負荷が高すぎるか、トラベラーが妨害されているかを検出できます。負荷値は TMCL コマンドを使用して読み取ることができます。また、妨害されたときや負荷が高すぎるときにモーターが自動的に停止するようにモジュールをプログラムすることもできます。
StallGuard は、リファレンススイッチを必要とせずにリファレンス位置を見つけるためにも使用できます。StallGuard をアクティブにし、トラベラーを経路の端に置かれた機械的障害物に向かって走らせるだけです。モーターが停止すると、確実に経路の端に到達し、この点をリファレンス位置として使用できます。実際のアプリケーションで StallGuard を使用するには、最初に手動テストをいくつか実行する必要があります。これは、StallGuard レベルがモーターの速度と共振の発生に依存するためです。StallGuard をオンにすると、モーターの動作モードが変更され、マイクロステップの解像度が悪くなる可能性があります。したがって、使用していないときは StallGuard をオフにする必要があります。
使用可能な結果を得るためには、StallGuard が動作しているときは混合減衰をオフにする必要があります。

価値	説明
-7..-1	StallGuard 値に達し、位置がゼロに設定されるとモーターが停止します (リファレンス実行に役立ちます)。
0	StallGuard機能が無効になっています（デフォルト）
1..7	StallGuard 値に達し、位置がゼロに設定されていない場合、モーターは停止します。

表5.1: StallGuardパラメータSAP 205
StallGuard 機能を有効にするには、TMCL コマンド SAP 205 を使用し、表 5.1 に従って StallGuard しきい値を設定します。実際の負荷値は GAP 206 で示されます。TMCL IDE には、StallGuard 機能を簡単に試して調整できるツールがいくつかあります。これらのツールは、「セットアップ」メニューの「StallGuard」にあり、次の章で説明します。
5.2.1 ストールガード調整ツール

StallGuard 調整ツールは、StallGuard を使用するときに必要なモーターパラメータを見つけるのに役立ちます。この機能は、StallGuard を備えたモジュールが接続されている場合にのみ使用できます。これは、[セットアップ] メニューで StallGuard 調整ツールが選択されたときにチェックされます。これが正常にチェックされると、StallGuard 調整ツールが表示されます。
まず、「モーター」領域で使用する軸を選択します。
ここで、「ドライブ」領域に速度と加速度の値を入力し、「左回転」または「右回転」をクリックします。これらのボタンのいずれかをクリックすると、必要なコマンドがモジュールに送信され、モーターが回転を開始します。ウィンドウの右側にある「StallGuard」領域の赤いバーには、実際の負荷値が表示されます。スライダーを使用して、StallGuard しきい値を設定します。負荷値がこの値に達すると、モーターが停止します。「停止」ボタンをクリックしても、モーターが停止します。このダイアログで入力した値を設定するために必要なすべてのコマンドは、ウィンドウの下部にある「コマンド」領域に表示されます。そこで、コマンドを選択してコピーし、TMCL エディターに貼り付けることができます。
5.2.2 ストールガードプロfiler
ストールガードプロfilerは、失速検出を使用するための最適なパラメータを見つけるのに役立つユーティリティです。指定された速度をスキャンし、どの速度が最適であるかを表示します。StallGuard調整ツールと同様に、StallGuardをサポートするモジュールと一緒にのみ使用できます。これは、StallGuard proの直後にチェックされます。filerが「セットアップ」メニューで選択されていることを確認します。これが正常にチェックされると、StallGuard profiler ウィンドウが表示されます。

まず、使用する軸を選択します。次に、「開始速度」と「終了速度」を入力します。開始速度は、プロセスの開始時に使用されます。file 記録。終了速度に達すると記録は終了します。開始速度と終了速度は等しくてはいけません。これらのパラメータを入力したら、「開始」ボタンをクリックして、StallGuard proを開始します。file 記録。開始速度と終了速度の範囲に応じて、各速度値の負荷値が10回測定されるため、これには数分かかる場合があります。「実際の速度」値は現在テスト中の速度を示し、これにより、プロテストの進行状況がわかります。file 録音を中止することもできますfile 「中止」ボタンをクリックすると録音を中止できます。結果はExcelまたはテキストファイルにエクスポートすることもできます。 file 「エクスポート」ボタンを使用します。
5.2.2.1 StallGuard Proの結果filer
結果はStallGuard proにグラフィックとして表示されますfilerウィンドウ。プロの後file 録音が終了したら、プロをスクロールしてfile 下のスクロールバーを使用してグラフをスクロールします。縦軸の目盛りは負荷値を示します。値が高いほど負荷が大きいことを意味します。横軸の目盛りは速度目盛りです。各線の色は、その時点での速度で測定された 10 個の負荷値の標準偏差を示します。これは、特定の速度でのモーターの振動の指標です。使用される色は 3 色です。

緑: 標準偏差が非常に低いかゼロです。これは、この速度では実質的に振動がないことを意味します。
黄色: この色は、この速度で低振動が発生する可能性があることを意味します。
赤: 赤色は、その速度で高い振動があることを意味します。

5.2.2.2 結果の解釈
StallGuard 機能を効果的に使用するには、負荷値が可能な限り低く、色が緑色になる速度を選択する必要があります。最適な速度値は、負荷値がゼロ (緑、黄色、または赤の線が表示されない領域) の速度です。黄色で表示される速度も使用できますが、問題が発生する可能性があるため注意が必要です (失速していなくてもモーターが停止する可能性があります)。
赤で表示される速度は選択しないでください。振動のため、負荷値は予測できないことが多く、失速検出を使用する場合に良好な結果を生成するために使用できません。
プロの録音で全く同じ結果が得られることはほとんどないので、file 同じパラメータで2回目に実行すると、常に2つ以上のfileを記録し、互いに比較する必要があります。
5.3 リファレンススイッチ
リファレンススイッチを使用すると、モーターの移動間隔またはゼロポイントを定義できます。また、移動スイッチを使用することで、過負荷や手動操作などによるシステムのステップ損失を検出することもできます。TMCM-612 には、モーターごとに XNUMX つの左および右リファレンススイッチ入力があります。

モーターX	方向	名前	制限	説明
0、1、2、3、4、5	In	R	10 ...	モーター#Xの右リファレンススイッチ入力
0、1、2、3、4、5	In	L	10 ...	モーター#Xの左基準スイッチ入力

表5.2: ピン配置参照スイッチ
注記： モジュールにはリファレンススイッチ用の 10k プルアップ抵抗が含まれています。
5.3.1 左右リミットスイッチ
TMCM-612 は、モーターに左と右のリミットスイッチが付くように構成できます (図 5.4)。トラベラーがいずれかのリミットスイッチに到達すると、モーターは停止します。

5.3.2 トリプルスイッチ構成
基準スイッチ位置の周囲の許容範囲をプログラムすることが可能です。これは、図 5.5 に示すように、トリプルスイッチ構成に役立ちます。この構成では、XNUMX つのスイッチが自動停止スイッチとして使用され、追加の XNUMX つのスイッチが左側の停止スイッチと右側の停止スイッチの間の基準スイッチとして使用されます。左側の停止スイッチと基準スイッチは配線されています。センタースイッチ（トラベルスイッチ）により、軸の監視が可能になり、脱調を検出できます。

5.3.3 円形システム用のXNUMXつのリミットスイッチ
循環システム (図 5.6) を使用する場合、そのようなシステムにはエンドポイントがないため、必要な基準スイッチは XNUMX つだけです。

5.4 USB
USB インターフェイスを使用するには、まずデバイスドライバーをインストールする必要があります。CD には、Windows 98、Windows ME、Windows 2000、Windows XP で使用できるデバイスドライバーが同梱されています。Windows NT4 および Windows 95 では、USB がまったくサポートされていないため、デバイスドライバーは使用できません。ほとんどの Linux ディストリビューションでは、TMCM-612 デバイス (FT245BM) で使用される USB チップのドライバーがカーネルに既に含まれています。TMCM-612 モジュールを PC の USB インターフェイスに初めて接続すると、オペレーティングシステムによってドライバーのインストールが求められます。CD を挿入し、「tmcm-612.inf」を選択します。 file そこにドライバーがインストールされ、使用できるようになります。
TMCM-612 には常に独自の電源が必要であり、USB バスからは電源が供給されないことに注意してください。そのため、電源が供給されていない場合はモジュールは認識されません。
TMCL IDE で USB 接続を使用するには、IDE のバージョン 1.31 以上が必要です。[オプション] ダイアログの [接続] 画面で、[USB (TMCM-612)] を選択し、[デバイス] リストボックスでモジュールを選択します。これで、TMCL IDE とモジュール間のすべての通信に USB インターフェイスが使用されます。独自の PC アプリケーションから TMCM-612 モジュールを制御するには、[TMCL Wrapper DLL] の USB バージョンが必要です。

TMCM-612の運用開始

小さな例に基づいてampここでは、TMCM-612 の操作方法を段階的に説明します。経験豊富なユーザーは、この章をスキップして第 7 章に進むことができます。
Example: 次のアプリケーションは、TMCM-612 モジュールの TMCL-IDE ソフトウェア開発環境を使用して実装されます。ホスト PC とモジュール間のデータ転送には、RS-232 インターフェイスが使用されます。
「速度」を回転数/秒などの物理単位に変換する式は、7.1 計算に記載されています。
速度と加速度対マイクロステップおよびフルステップ周波数モーターを速度0で左に500回転させる
モーター1を速度500で右に回します
モーター 2 を速度 500、加速度 5 で回転させ、位置 +10000 と –10000 の間を移動します。
ステップ 1: 232 の指定に従って RS-3.2.6 インターフェイスを接続します。
ステップ 2: 3.2.4 に指定されているようにモーターを接続します。
ステップ3: 電源を接続します。
ステップ 4: 電源をオンにします。オンボード LED が点滅し始めます。これはマイクロコントローラの構成が正しいことを示します。
ステップ 5: TMCL-IDE ソフトウェア開発環境を起動します。次の TMCL プログラムを入力します。
TMCL コマンドの説明については、付録 A を参照してください。

ステップ 6: 「アセンブル」アイコンをクリックして、TMCL をマシンコードに変換します。
次に、「ダウンロード」アイコンを使用してプログラムを TMCM-612 モジュールにダウンロードします。
ステップ 7: 「実行」アイコンを押します。目的のプログラムが実行されます。
プログラムはマイクロコントローラの EEPROM に保存されます。「モジュールの構成」タブの「その他」で TMCL 自動起動オプションを有効にすると、電源投入のたびにプログラムが実行されます。
TMCL 操作に関するドキュメントは、TMCL リファレンスマニュアルに記載されています。次の章では、TMCM-612 を高性能モーションコントロールシステムに変える追加操作について説明します。

TMCM-612 動作説明

7.1 計算: 速度と加速度対マイクロステップおよびフルステップ周波数
TMC428 に送信されるパラメータの値には、速度としての回転数/秒などの一般的なモーター値はありません。ただし、このドキュメントに示すように、これらの値は TMC428 パラメータから計算できます。TMC428 のパラメータは次のとおりです。

信号	説明	範囲
fCLK	クロック周波数	0..16MHz
速度	–	0..2047
a_max	最大加速度	0..2047
パルスディビジョン	速度の分周器。値が大きいほど、最大速度は小さくなります。デフォルト値 = 0	0..13
ramp_div	加速度の分周器。値が大きいほど、最大加速度は小さくなります。デフォルト値 = 0	0..13
ユーザー	マイクロステップ解像度 (フルステップあたりのマイクロステップ = 2)^ユーザー)	0..7 (値 7 は TMC6 によって内部的に 428 にマッピングされます)

表7.1: TMC428 速度パラメータ
ステッピングモーターのマイクロステップ周波数は次のように計算されます。

マイクロステップ周波数からフルステップ周波数を計算するには、マイクロステップ周波数をフルステップあたりのマイクロステップ数で割る必要があります。

単位時間あたりの脈拍数の変化（1秒あたりの脈拍数の変化 - 加速度a）はbで与えられる。これにより、フルステップで次の加速が実現します。

Examp上：
f_CLK = 16MHz
速度 = 1000
最大値 = 1000
パルス_div = 1
ramp_div = 1
ユーザー = 6

たとえば、ステッピングモーターが 72 回転あたり XNUMX フルステップの場合、モーターの回転数は次のようになります。

TMCL

他のほとんどの Trinamic モーションコントロールモジュールと同様に、TMCM-612 にも TMCL (Trinamic モーションコントロール言語) が搭載されています。このユニットの TMCL 言語は、通常の TMCL コマンドで 0 つのモーターを制御できるように拡張されています。いくつかの例外を除き、すべてのコマンドは「TMCL リファレンスおよびプログラミングマニュアル」で説明されているとおりに動作します。主な違いは、「モーター」パラメータの範囲が 5 つのモーターに拡張されたことです。範囲は XNUMX..XNUMX になり、モーター番号を必要とするすべてのコマンドで XNUMX つのモーターすべてを処理できます。すべての軸パラメータは、モーターごとに個別に設定できます。TMCL (TRINAMIC モーションコントロール言語) については、別のドキュメントである TMCL リファレンスおよびプログラミングマニュアルで説明されています。このマニュアルは、TMC TechLib CD および web TRINAMICのサイト: www.trinamic.com最新のデータシートとアプリケーションノートについては、これらのソースを参照してください。TMC TechLib CD-ROMには、データシート、アプリケーションノート、評価ボードの回路図、評価ボードのソフトウェア、ソースコードなどが含まれています。ampファイル、パラメータ計算スプレッドシート、ツールなどは、リクエストに応じて TRINAMIC から提供され、各モジュールに付属しています。
8.1 TMCLコマンドの違い
TMCM-612 モジュールにはわずかに異なるコマンドが XNUMX つだけあります。これらは次のとおりです。
8.1.1 MVP コーディネート
MVP ABS コマンドと MVP REL コマンドは他のモジュールと同じですが、MVP COORD コマンドにはさらにいくつかのオプションがあります。このため、MVP COORD コマンドの「モーター」パラメータは、TMCM-610 モジュールでは次のように解釈されます。
0 つのモーターのみを移動するには、「モーター」パラメータをモーター番号 (5..XNUMX) に設定します。
補間なしで複数のモーターを動かす: 「モーター」パラメータのビット 7 を設定します。これで、「モーター」パラメータのビット 0..5 は、どのモーターを起動するかを定義します。これらの各ビットは 6 つのモーターを表します。補間を使用して複数のモーターを動かす: 「モーター」パラメータのビット XNUMX を設定します。
ここで、「モーター」パラメータのビット 0..5 は、補間を使用して移動するモーターを定義します。これらの各ビットは XNUMX つのモーターを表します。補間を使用して XNUMX つ以上のモーターのグループを開始することはできません。ただし、他の XNUMX つのモーターのグループを開始した直後に、XNUMX つのモーターの XNUMX つのグループを開始することは可能です。
Exampレ：

MVP COORD、$47、2 は補間を使用してモーター 0、1、2 を座標 2 に移動します。
MVP COORD、$87、5 は、補間を使用せずにモーター 0、1、2 を座標 5 に移動します。

警告： 補間機能は、ファームウェアバージョン6.31より前では利用できません。必要な場合は、Trinamicから最新のファームウェアを入手してください。 webサイトにアクセスしてモジュールをアップグレードします。
8.1.2 待機RFS
WAIT RFS コマンドを使用して複数のモーターのリファレンス検索を待機することはサポートされていません。「motor」パラメータの範囲は 0..5 です (XNUMX つのモーターの場合)。複数のリファレンス検索を待機するには、モーターごとに XNUMX つの WAIT RFS コマンドを使用します。
8.2 追加コマンド
一部のユーザー定義コマンドは、ADC、DAC、リファレンススイッチ極性、追加のデータ取得 RAM などの TMCM-612 の追加機能にアクセスするために使用されます。
8.2.1 ADCの読み取り: UF0
UF0 コマンドは、追加の 16 ビット ADC を読み取るために使用されます。このコマンドは、チャネルを選択し、変換を開始して、結果を返します。「motor/bank」パラメータは、チャネル (0..7) を選択するために使用されます。TMCL ダイレクトモードでは、手動入力を使用します。結果は 0..65535 の範囲で、65535 は +10V を意味します。このコマンドの他のパラメータは使用されず、ゼロに設定する必要があります。例:ample: ADC のチャネル 3 を読み取るには、UF0 0、3、0 を使用します。
8.2.2 DACへの書き込み: UF1
UF1コマンドは、追加の10ビットDACの値を設定するために使用されます。したがって、値は0から1023の間で設定できます。1023の値は出力ボリュームに相当します。tage は +10V です。「motor/bank」パラメータはチャンネル (0..7) を指定するために使用され、「value」パラメータは出力値を指定するために使用されます。
「type」パラメータは、DAC に定数値、アキュムレータ、または x レジスタを出力するかどうかを指定します (type=0 は定数値を出力し、type=1 はアキュムレータを出力し、type=2 は x レジスタを出力します)。
Examp上：

DAC チャネル 5 を 517 に設定するには、UF1 0、5、517 を使用します。
DAC チャネル 5 をアキュムレータの値に設定するには、UF1 1、5、0 を使用します。

DAC チャネル 5 を x レジスタの値に設定するには、UF1 2, 5, 0 を使用します。

8.2.3 停止スイッチの極性を設定する: UF2
UF2 コマンドは、各モーターの停止スイッチの極性を設定するために使用されます。コマンドの「値」パラメータはビットマスクとして使用され、ビット 0 はモーター 0、ビット 1 はモーター 1 を表します。対応するビットが設定されると、そのモーターの停止スイッチの極性が反転します。
このコマンドの「type」および「motor/bank」パラメータは使用されない為、ゼロに設定する必要があります。
8.2.4 追加データRAMからの読み取り: UF3
ファームウェアリビジョン 6.35 以降では、コマンド UF3 および UF4 を使用して追加 RAM にアクセスできます。UF3 コマンドは、追加データ取得 RAM からデータを読み取るために使用されます。UF3 コマンドには、「type」パラメータに応じて XNUMX つの異なる機能があります。

UF3 0, 0, : RAM読み取りポインタを値に設定する。

UF3 1, 0, 0: RAM 読み取りポインタをアキュムレータに格納された値に設定します。
UF3 2, 0, 0: RAM 読み取りポインタを取得します (その値をアキュムレータにコピーします)。
UF3 3, 0, 0: RAM 読み取りポインタによって指定されたアドレスの RAM から値を読み取ります。

UF3 4, 0, 0: RAM 読み取りポインタによって指定されたアドレスの RAM から値を読み取り、RAM 読み取りポインタを XNUMX 増やして次のメモリ位置を指すようにします。
ウラン3 5, 0, : 値で指定された固定アドレスのRAMから値を読み取る。

これらのコマンドを使用すると、追加の RAM に保存されているデータをアキュムレータレジスタに読み込んで、さらに処理することができます。もちろん、これらのコマンドはダイレクトモードでも使用できるため、たとえばホストは、TMCL プログラムなどによって以前に RAM に保存されたデータを読み取ることができます。
RAM 読み取りポインタを使用すると、事前に設定されたアドレスで RAM にアクセスできます。また、自動的に増分することもできます。そのため、このような目的でアキュムレータレジスタを使用する必要はありません。
UF3 および UF4 コマンドは、RAM を 32 ビットワードの配列としてアドレス指定するため、これらのコマンドを使用して最大 32767 個の値を RAM に格納できます (RAM 読み取りポインターは 32767 を超える値に設定しないでください)。
8.2.5 追加データRAMへの書き込み: UF4
UF4 コマンドは、追加のデータ取得 RAM にデータを書き込むために使用されます。「type」パラメータに応じて、UF4 コマンドには XNUMX つの異なる機能があります。

UF4、0、0、 : RAM書き込みポインタを値に設定する。
UF4 1, 0, 0: RAM書き込みポインタをアキュムレータに格納された値に設定します。
UF4 2, 0, 0: RAM書き込みポインタを取得します（その値をアキュムレータにコピーします）。

UF4 3, 0, 0: アキュムレータの内容を、RAM 書き込みポインタによって指定されたアドレスの RAM に書き込みます。
UF4 4, 0, 0: アキュムレータの内容を RAM 書き込みポインタによって指定されたアドレスの RAM に書き込み、次に RAM 書き込みポインタを増分して次のメモリ位置を指すようにします。
ウラン4 5, 0, : アキュムレータの内容を、値で指定された固定アドレスのRAMに書き込む。

ウラン4 6, 0, : 固定値を書き込むRAM 書き込みポインタによって指定されたアドレスの RAM に書き込みます。
ウラン4 7, 0, : 固定値を書き込むRAM 書き込みポインタによって指定されたアドレスの RAM に書き込み、次に RAM 書き込みポインタを増分して次のメモリ位置を指すようにします。

これらのコマンドを使用すると、追加のRAMにデータを書き込んで、さらに処理するために保存することができます（たとえば、sを取得するなど）。amp（ADC からファイルを取り出して後で処理します）。もちろん、これらのコマンドはダイレクトモードでも使用できるため、ホストは RAM に値を書き込んで TMCM-612 で処理することができます。RAM 書き込みポインタを使用すると、以前に設定したアドレスで RAM にアクセスできます。RAM 書き込みポインタは、書き込みアクセスのたびに自動的に増分されるため、この目的でアキュムレータを使用する必要はありません。このコマンドは、ファームウェアリビジョン 6.35 以降で使用できます。次の例では、ampつまり、ADCの値は毎秒測定され、RAMに保存されます。amples は自動増分機能を利用します。
UF4 0, 0, 0 //RAM書き込みポインタを0に設定するループ:
GIO 0, 1 //ADC 0 を読み取る
UF4 4, 0, 0 //自動増分で値をRAMに保存 WAIT TICKS, 0, 10
UF4 2, 0, 0 //RAMがすでにいっぱいかどうか確認
コンプ32767
JC LE、ループ

改訂履歴

9.1 ドキュメントの改訂

バージョン	日付	著者	説明
1.00	11年04月XNUMX日	OK	初期バージョン
1.01	07年05月XNUMX日	OK	ADとDACボリュームtag修正されました
1.10	15年06月XNUMX日	HC	大幅な改訂
1.11	16年08月XNUMX日	OK	補間機能を追加
1.12	1年09月XNUMX日	OK	コマンド UF3 と UF4 が追加されました
1.13	29年12月XNUMX日	OK	コマンド UF1 拡張 (ファームウェア V6.37)

表9.1: ドキュメントの改訂
9.2 ファームウェアのリビジョン

バージョン	コメント	説明
6.00	初回リリース	TMCLドキュメントを参照してください
6.31		補間機能も提供
6.35		追加のRAMはコマンドUF3とUF4を使用してアドレス指定できます。
6.37		UF1 コマンドが拡張され、アキュムレータまたは x レジスタも DAC に出力できるようになりました。

表9.2: ファームウェアリビジョン

著作権 © 2008..2012 TRINAMIC Motion Control GmbH & Co. KG
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FAX: +49-40-51 48 06 – 60
http://www.trinamic.com

ドキュメント / リソース

TRINAMIC TMCM-612 6軸コントローラ高解像度ドライバボード [pdf] ユーザーマニュアル
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参考文献

ユーザーマニュアル

導入