Abstrak: Antarmuka Endat adalah protokol transmisi data serial digital, dupleks penuh yang dirancang oleh Heidenhain khusus untuk encoder. Ini memiliki keunggulan kecepatan transmisi tinggi, fungsi yang kuat, koneksi sederhana, dan kemampuan anti-jamming yang kuat. Ini adalah encoder dan kisi. Antarmuka universal untuk transmisi data. Artikel ini menjelaskan fitur, fungsi, waktu dan transmisi data, dan penyimpanan data OEM dari antarmuka Endat. Pada saat yang sama, ia memperkenalkan skema desain sirkuit berikutnya untuk akuisisi data encoder dan prinsip dan prinsip berdasarkan desain modul FPGA.
I. Tinjauan umum
Encoder absolut menggunakan biner alami, biner siklik (kode abu -abu) atau kode PRC untuk mengubah reticle fisik pada roda kode, mengubah sudut rotasi poros penghubung menjadi urutan pulsa listrik yang sesuai dan mengeluarkannya sebagai kuantitas digital. Ini memiliki keunggulan ukuran kecil, presisi tinggi, antarmuka digital dan penentuan posisi absolut. Ini banyak digunakan dalam radar, turntable, robot, peralatan mesin CNC dan sistem servo presisi tinggi dan banyak bidang lainnya. Output data dari encoder absolut didasarkan pada output serial sinkron. Antarmuka Endat adalah antarmuka serial digital, dupleks penuh dupleks yang dirancang untuk heidenhain encoders. Tidak hanya dapat mengirimkan nilai posisi untuk encoder tambahan dan absolut, tetapi juga dapat mentransfer atau memperbarui informasi yang disimpan dalam enkoder atau menyimpan informasi baru. Karena metode transmisi serial digunakan, hanya empat jalur sinyal yang diperlukan. Di bawah eksitasi jam perangkat elektronik berikutnya, informasi data ditransmisikan secara serempak. Jenis data (nilai posisi, parameter, informasi diagnostik, dll.) Ditentukan oleh pilihan perintah mode yang dikirim oleh perangkat elektronik berikutnya ke enkoder.
Dua Pengantar Antarmuka Endat
Karakteristik Antarmuka Endat
Kinerja Tinggi dan Biaya Rendah: Antarmuka universal cocok untuk semua encoder tambahan dan absolut, konsumsi daya yang lebih ekonomis, ukuran kecil dan koneksi kompak, konfigurasi sistem cepat, titik nol dapat diapung sesuai dengan nilai offset.
Kualitas Sinyal yang Lebih Baik: Optimalisasi Khusus dalam Encoder meningkatkan akurasi sistem dan memberikan akurasi kontur yang lebih baik untuk sistem CNC.
Kepraktisan yang lebih baik: konfigurasi sistem otomatis; Sinyal digital meningkatkan keandalan sistem; Informasi pemantauan dan diagnostik kondusif untuk keamanan sistem; Verifikasi kode redundansi kondusif untuk transmisi sinyal yang andal.
Tingkatkan keamanan sistem: Dua Bit Informasi Lokasi dan Kesalahan Independen, Pemeriksaan Data dan Respons.
Cocok untuk pengembangan teknologi canggih: (resolusi tinggi, siklus kontrol pendek, jam 16m tercepat, konsep desain keselamatan) yang cocok untuk teknologi drive langsung.
GAMBAR 1 ENDAT Antarmuka Encoder Data Acquisition Scematic
2. Endat2.2 Peningkatan Kinerja Encoder
Nilai posisi transmisi dan informasi tambahan dapat ditransmisikan secara bersamaan: Jenis informasi tambahan dapat dipilih dengan menyimpan kode pemilihan alamat.
Area penyimpanan data encoder mencakup parameter produsen encoder, parameter produsen OEM, parameter operasi, dan status operasi untuk memfasilitasi konfigurasi sistem.
Endat2.2 Encoder mengimplementasikan transmisi semua digital. Pemrosesan sinyal tambahan diselesaikan di dalam encoder (subdivisi 14bit bawaan), yang meningkatkan kualitas dan keandalan transmisi sinyal dan memungkinkan resolusi yang lebih tinggi.
Fungsi pemantauan dan diagnostik, kondisi alarm meliputi: kegagalan sumber cahaya, amplitudo sinyal yang tidak mencukupi, perhitungan posisi yang salah, tegangan operasi terlalu rendah atau tinggi, konsumsi arus terlalu tinggi, dll.; Memberikan sinyal peringatan ketika beberapa nilai ekstrem dari encoder didekati atau dilampaui.
Kisaran tegangan yang lebih luas (3.6 ~ 14V) dan laju transmisi (16m).
3. Waktu dan penyimpanan data OEM
Paket data ditransmisikan selama setiap bingkai transmisi data sinkron. Siklus transmisi dimulai dari tepi jatuh pertama jam dan nilai yang diukur disimpan, dan nilai posisi dihitung. Setelah dua pulsa clock (2T), perangkat elektronik berikutnya mengirimkan perintah mode "Nilai Posisi Transmisi Encoder" (dengan atau tanpa informasi tambahan).
Setelah menghitung nilai posisi absolut (tcal --- lihat Gambar. 2), enkoder mulai mentransfer data dari bit awal ke elektronik berikutnya. Bit kesalahan selanjutnya F1 dan F2 (yang hanya ada dalam perintah endat2.2) adalah untuk semua fungsi pemantauan dan sinyal grup dari layanan pemantauan kesalahan, generasi mereka tidak tergantung satu sama lain dan digunakan untuk menunjukkan kegagalan enkoder yang dapat mengakibatkan tidak benar informasi lokasi. Penyebab pasti kegagalan disimpan di area memori "operasional" dan dapat ditanyai oleh perangkat elektronik berikutnya.
Dari bit terendah, nilai posisi absolut ditransmisikan dan panjang data ditentukan oleh jenis encoder yang digunakan. Jumlah pulsa jam yang diperlukan untuk mengirimkan nilai posisi disimpan dalam parameter pabrikan encoder. Transmisi data nilai posisi berakhir dengan kode pemeriksaan redundansi siklik.
Gbr. 2 Transmisi Nilai Posisi Tanpa Informasi Tambahan
Jika nilai posisi memiliki informasi tambahan, segera setelah nilai posisi adalah informasi tambahan 1 dan 2, mereka juga berakhir dengan CRC. Isi informasi tambahan ditentukan oleh alamat yang dipilih dari area memori dan kemudian ditransmisikan dalam periode pengambilan sampel berikutnya. Informasi ini ditransmisikan selama transmisi berikutnya sampai area memori baru dipilih. Di akhir kata data, sinyal jam harus diatur tinggi. Setelah 10US hingga 30US atau 1.25US hingga 3.75US (EndAT2.2 Waktu Pemulihan yang Dapat Diprogram TM), saluran data kembali rendah dan kemudian transfer data baru dapat dimulai dengan sinyal clock baru.
Gambar 3 Transmisi Lokasi dengan Informasi Lampiran
Pada saat yang sama, enkoder menyediakan area memori yang berbeda untuk parameter, yang dapat dibaca oleh perangkat elektronik berikutnya. Area -area ini dapat ditulis oleh produsen encoder, produsen OEM atau bahkan pengguna akhir. Beberapa area spesifik dapat ditulis terlindungi. Serangkaian enkoder yang berbeda mendukung area penyimpanan OEM yang berbeda dan rentang alamat yang berbeda. Oleh karena itu, setiap encoder harus membaca informasi alokasi area memori OEM. Untuk alasan ini, sirkuit elektronik berikutnya harus diprogram berdasarkan alamat relatif dan tidak dapat menggunakan alamat absolut.
Tiga Endat Interface Follow-Up Desain Sirkuit Perangkat Elektronik
Pengguna dapat merancang sirkuit antarmuka untuk mengumpulkan dan memproses data sesuai dengan protokol antarmuka endat dan karakteristik listrik sirkuit. Pada saat yang sama, Heidenhain juga menyediakan chip pemrosesan data tertentu untuk dipilih pengguna. Jika pengguna merancang sirkuit sendiri, karakteristik listrik dari antarmuka endat harus diikuti, dan protokol antarmuka endat perlu dikuasai untuk memastikan bahwa persyaratan waktu dan format bingkai data dari protokol diikuti secara ketat. Jika chip pemrosesan data yang disediakan oleh Heidenhain digunakan, desain dapat disederhanakan. Pengguna hanya perlu mengkonfigurasi daftar FPGA dan mengirim instruksi sesuai dengan format instruksi yang dapat diterima oleh chip, sehingga data yang diinginkan dapat diperoleh.
Dengan mengikuti elemen transceiver standar RS-485 (sinyal diferensial), data (nilai posisi dan parameter) dapat ditransmisikan secara dua arah antara encoder dan perangkat elektronik berikutnya di bawah eksitasi jam sinkron yang dikeluarkan oleh perangkat elektronik berikutnya.
Empat Makro Perangkat Lunak FPGA+
Mitra Hezehan Mazet menyediakan makro perangkat lunak endat untuk seri Virtex dan Spartan Xilinx dan seri ACEX dan Cyclone Altera. Menurut persyaratan pelanggan, Mazet juga dapat menyediakan soft core yang disesuaikan. Inti lunak mengimplementasikan semua fungsi antarmuka Endat. Pengguna dapat melakukan transmisi data 8-bit atau 16-bit dengan mikrokontroler melalui baris alamat 6-bit dan jalur data 16-bit. Berikut ini adalah diagram modul dan desain sirkuit FPGA.
Gambar 4 Diagram Modul FPGA
Gambar 5 Encoder dan diagram modul koneksi sirkuit berikutnya
Lima kesimpulan
Antarmuka Endat Heidenhain telah banyak digunakan di banyak industri, dan sekarang telah ditingkatkan ke tingkat yang baru. Frekuensi clock antarmuka endat 2.2 dua arah sekarang telah meningkat menjadi 16 MHz untuk memenuhi dorongan langsung aplikasi kinerja dinamis tinggi ini, terutama di industri elektronik. Meningkatkan frekuensi jam dari 8 MHz menjadi 16 MHz tidak hanya akan sangat mengurangi posisi baca. Waktu yang diperlukan untuk informasi juga dapat secara signifikan mempersingkat siklus loop kontrol. Pada saat yang sama, desain sistem yang sederhana dan ekonomis memberi pelanggan kenyamanan, fungsi dan keserbagunaan yang kuat, dan konsep desain keamanan yang berwawasan ke depan untuk memandu pengembangan berkelanjutan teknologi kontrol pengkodean.
referensi
[1] Posisi Endat Encoder Bidirectional Digital Interface Heidenhain Data Sheet
[2] Teknologi Kontrol Keamanan Tinggi Informasi Teknis Heidenhain
[3] Manual Teknis Antarmuka Endat Informasi Teknis Heidenhain