smc-3000b (Скамко)

ПК ОДО Спецприборwww.spetspribor.comSMC-3000BКонтроллер шагового двигателяруководство пользователяSMC-3000BОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ••••••••••••максимальная скорость – 3000 шаг./секмаксимальный ток питания двигателя – 4 А1разгон с постоянным ускорениемпрограммируемое направление вращенияпрограммируемое ускорениепрограммируемый средний ток фазпрограммируемый ток удержаниярежим перемещения на N шаговполушаговый режимодин внешний источник питанияуправление по интерфейсу RS-232 или местноеадресация до 7 устройств на одном RS-232Примечания:1. При наличии радиатора для микросхемы драйвера.ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВАКонтроллер шагового двигателя SMC-3000B предназначен для работы с биполярнымиили униполярными шаговыми двигателями.

Основой устройства является RISC-контроллерAT90S2313 фирмы “Atmel”, который программно формирует сигналы управления фазамишагового двигателя. В качестве ключей фаз двигателя применена специализированнаямикросхема L298 фирмы “ST Microelectronics”, которая содержит два мощных транзисторныхмоста. Средний ток фаз и ток удержания формируется с помощью ШИМ. Управление режимамиработы устройства осуществляется с компьютера через интерфейс RS-232. Скорость обмена поRS-232 фиксирована и равна 2400 бод. На один порт может быть подключено до семиустройств. Основные функции доступны с местной клавиатуры.НАЗНАЧЕНИЕ КОНТАКТОВ РАЗЪЕМОВПлата имеет два разъёма типа RJ-45 для подключения к RS-232.

Разъёмы соединеныпараллельно и служат для каскадирования устройств.Для подключения клавиатуры служит разъем KEYBOARD. Клавиатура состоит из трехкнопок: «DOWN», «UP» и «ON/OFF». Кнопки «DOWN» и «UP» без фиксации, кнопка«ON/OFF» - с фиксацией. Все кнопки должны иметь нормально-разомкнутые контакты. Принажатии кнопки должны замыкать управляющие входы на общий провод.Разъемы LIMITS предназначены для подключения концевых выключателей UPLM(ограничение движения вперед) и DNLM (ограничение движения назад).Шаговый двигатель подключается к разъему «MOTOR».

Этот разъем имеет 4 выходныхконтакта (фазы PH_A, PH_B, PH_C, PH_D) и 4 общих контакта. Для подключения биполярногошагового двигателя используются только 4 выходных контакта: одна обмотка подключается кконтактам PH_A и PH_B, другая – к PH_C и PH_D. Для подключения униполярного двигателядополнительно используются 1, 2 или 4 общих контакта, в зависимости от схемы соединенияобмоток конкретного двигателя.-2-SMC-3000BПитание подается на разъем «POWER».

Контакты этого разъема задублированыввиду большого потребляемого двигателем тока.Для внутрисхемного программирования микроконтроллера на плате предусмотренразъем ISP.Назначение контактов всех разъемов показано на рисунке 1.GND+UCOMISPPH_DPOWER1SMC3000BRS-232 INKEYBOARDLIMITSPH_CPH_BPH_AGNDDNLMGNDUPLMGNDONUPDNRS-232 OUTMOTORРис. 1. Назначение контактов разъемов.КАБЕЛЬ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ПОРТАДля подключения контроллера шагового двигателя к порту RS-232 компьютераиспользуется специальный кабель. Со стороны компьютера кабель имеет разъем D-SUB-9 (илиD-SUB-25, как вариант), а со стороны контроллера – разъем RJ-11. Расположение контактоврозеток RJ-11, установленных на плате контроллера, показано на рисунке 2.

Соответствиеконтактов разъемов кабеля последовательного порта приведено в таблице 1.-3-SMC-3000B123456123456Рис.2. Расположение контактов розеток RJ-11.Таблица 1. Соответствие контактов разъемов кабеля последовательного порта.Контакт разъемаRJ-112345Название сигналаКонтакт разъемаD-SUB-95253GNDRXDGNDTXDКонтакт разъемаD-SUB-257372Для подключения к порту компьютера нескольких контроллеров шаговых двигателей наплате контроллера имеются две розетки RJ-11. Всего может быть подключено до 7контроллеров. Контроллеры нужно соединить в цепочку с помощью кабелей, имеющих разъемыRJ-11.

Каждый кабель должен соединять одноименные контакты разъемов RJ-11. Один изкрайних контроллеров нужно подключить к порту компьютера.Перед соединением контроллеров в цепочку каждому из них должен быть присвоен (исохранен в EEPROM) уникальный адрес. Сделать это можно с помощью команды CMD_STA.Присваивать адреса контроллерам нужно по очереди, по одному подключая их к порту RS-232.Подробное описание команды CMD_STA приведено ниже.УПРАВЛЕНИЕ С МЕСТНОЙ КЛАВИАТУРЫКлавиатура может работать в двух режимах: в режиме управления скоростью и в режимепошагового перемещения. Для того, чтобы перевести клавиатуру в режим управленияскоростью, необходимо во время включения питания удерживать нажатой кнопку «DOWN», а врежим пошагового перемещения - кнопку «UP».В режиме управления скоростью кнопка «ON/OFF» включает двигатель, а кнопки«DOWN» и «UP» регулируют скорость вращения. Направление вращения двигателя и ускорениеостаются такими же, какими они были заданы с компьютера (или какими были считаны изEEPROM при включении питания).

Для сохранения значения скорости в EEPROM необходимопри остановленном двигателе нажать одновременно кнопки «DOWN» и «UP». Это значениескорости будет установлено при следующем включении устройства.В режиме пошагового перемещения при однократном нажатии кнопки «DOWN» (или«UP») производится один шаг назад (или вперед).

Если кнопку удерживать, шаги будутповторяться. Частота повторения шагов при отжатой кнопке «ON/OFF» фиксированная исоответствует минимальной скорости вращения двигателя. При нажатой кнопке «ON/OFF»-4-SMC-3000Bчастота повторения шагов соответствует текущей установленной скорости (или считаннойиз EEPROM при включении питания, если регулировка скорости не производилась).ОБРАБОТКА КОНЦЕВЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙПрограммно обрабатываются два концевых выключателя. Концевые выключателиподключаются к разъемам LIMITS. Концевой выключатель, который выполняет функциюограничения перемещения в прямом направлении, должен быть подключен к контактам UPLMи GND.

Концевой выключатель, который выполняет функцию ограничения перемещения вобратном (реверсном) направлении, должен быть подключен к контактам DNLM и GND.При срабатывании одного из концевых выключателей (размыкании его контактов)двигатель выполняет торможение с заданным ускорением, и движение в данном направлениипрекращается. Концевой выключатель должен оставаться в сработавшем состоянии до полнойостановки двигателя. Дальнейшее движение возможно только в обратном направлении.Если одновременно сработали оба концевых выключателя, то движение становитсяневозможным ни в одном из направлений. Такая ситуация должна быть исключенаконструктивно.Вместо механических концевых выключателей можно использовать любые датчикиположения с выходными сигналами в формате TTL и активным ВЫСОКИМ уровнем.

Такиедатчики могут быть непосредственно подключены к разъемам LIMITS. Если концевыевыключатели не используются, на разъемы LIMITS необходимо установить перемычки UPLIM– GND и DNLIM – GND.Примечание: при необходимости работы с концевыми выключателями, присрабатывании которых контакты замыкаются, возможна установка специальной версиипрограммного обеспечения.КОМАНДЫ КОНТРОЛЛЕРА ШАГОВОГО ДВИГАТЕЛЯ.Для обмена данными с PC используется порт RS-232.

Обмен происходит через буферпараметров объемом 16 байт. Каждый байт буфера имеет свой собственный адрес, по которомуPC может обращаться для чтения или для записи. Для того, чтобы различать передаваемые поRS-232 адреса и данные, используется бит паритета. Единичное значение этого бита являетсяпризнаком передачи адреса. Поскольку буфер имеет размер 16 байт, адрес имеет разрядность 4бит. При передаче адреса эти биты расположены в младших разрядах D0 - D3. Биты D4 - D6представляют собой адрес устройства (slave address), с помощью которого могут адресоватьсядо семи (адрес 0 зарезервирован для программирования) устройств на одном порту RS-232.

Еслипереданный в этих битах адрес не соответствует назначенному, то контроллер игнорирует всепосылки по RS-232. Бит D7 - признак чтение/запись. Если бит D7 = 0, то переданный адресзапоминается и контроллер готов принять байт данных. Принятый байт данных будет записанпо этому адресу.

Если бит D7 = 1, то приняв адрес, контроллер сам передаст байт данных,которые будут считаны по этому адресу. Независимо от значения бита D7 передаваемый адресзапоминается в контроллере и может быть использован при последующих операцияхчтения/записи данных.-5-SMC-3000BPD7D6D5D4D3D2D1D00Data Byte10Slave AddressAddress- запись адреса11Slave AddressAddress- запись адреса и чтение данных- запись данныхБуфер параметров имеет следующую структуру:Address0123456789101112131415NameBUFF_CMDBUFF_ECHOBUFF_SPDLBUFF_SPDHBUFF_SPDABUFF_MODEBUFF_ADDRBUFF_STPLBUFF_STPMBUFF_STPHBUFF_HOLDBUFF_STATBUFF_CSLBUFF_CSHDEFAULT00NVMNVMNVMNVMNVM*NVMNVMNVMNVM000DescriptionКоманда контроллераБайт - эхо, последний переданный байт данныхСкорость, младший байтСкорость, старший байтУскорениеРежим и ток фазАдрес устройстваКоличество шагов, младший байтКоличество шагов, средний байтКоличество шагов, старший байтPWM удержанияСтатус (только чтение)Текущая скорость, младший байт (только чтение)Текущая скорость, старший байт (только чтение)NVM - параметр при инициализации считывается из энергонезависимой памяти.* - в NVM запоминается не текущее значение BUFF_ADDR, а текущее значениеустановленного адреса.

Поэтому, если просто перезаписать BUFF_ADDR, не выполнив полнойпроцедуры установки адреса, то новое значение BUFF_ADDR в NVM записано не будет.Подробное описание параметров:0BUFF_CMDКоманда контроллераЭтот параметр содержит код команды, подлежащей выполнению. Типичный порядокобмена PC с контроллером следующий: вначале передаются необходимые параметры, затемпередается код команды. Команда выполняется, после чего контроллер передает обратно в PC-6-SMC-3000Bкод выполненной команды.

Одновременно код команды в BUFF_CMD контроллеромобнуляется. Возможные коды команд приведены в таблице:Code in BUFF_CMD0123456789NameCMD_NONCMD_ONCMD_OFFCMD_STSCMD_RDSCMD_SAVCMD_NSTCMD_SAECMD_STADescriptionНет операцииВключение двигателя на вращениеВыключение двигателяУстановить скорость и ток фазСчитать состояниеСохранить параметры в NVMВключение двигателя на N шаговРазрешение программирования адреса устройстваПрограммирование адреса устройстваCMD_ON: Команда “Включение двигателя на вращение” включает двигатель, при этомвступают в силу такие параметры, как скорость, ускорение, направление, режим перекрытияфаз, шаг/полушаг, ток фаз. Если эта команда поступает во время вращения двигателя, тодвигатель вначале останавливается, затем запускается снова с новыми параметрами.CMD_OFF: Команда “Выключение двигателя” выключает двигатель, при этом вступает всилу параметр PWM удержания.CMD_STS: Команда “Установить скорость” включает двигатель, при этом вступает всилу только параметры скорость и ток фаз.