Dapat antarmuka bus dari encoder poros fotoelektrik absolut
1 PENDAHULUAN Encoder sudut poros fotoelektrik absolut adalah perangkat pengukur sudut digital yang mengukur posisi sudut dan kecepatan sudut poros berputar secara real time. Ini mengubah informasi sudut poros menjadi kode digital dalam bentuk derajat, menit dan detik, dan koneksi bus dapat mewujudkan pengukuran waktu-nyata. Ini memiliki keunggulan keandalan kerja yang tinggi, kemampuan anti-interferensi yang kuat, presisi tinggi, memori power-off dan sebagainya. Ini banyak digunakan dalam sistem pelacakan dan penentuan posisi pengukuran digital seperti peralatan rentang pemotretan, teodolit digital, radar dan beberapa peralatan militer besar.
Dalam sistem kontrol aplikasi praktis ini, karena struktur data yang berbeda dari sensor dan detektor masing -masing subsistem, enkoder poros fotolektrik absolut akan menggunakan metode komunikasi data internal yang berbeda, terutama termasuk RS232, port serial RS485 / 488, port paralel, dll. . Namun, dalam aplikasi rekayasa tertentu, metode komunikasi di atas sering dibatasi oleh jarak transmisi dan laju komunikasi. Dalam beberapa tahun terakhir, komunikasi serial telah berkembang pesat, dan berbagai bentuk bus lapangan sistem kontrol telah muncul. Bus CAN adalah salah satu yang paling banyak digunakan. Ini adalah singkatan dari Controller Local Area Network Bus dan merupakan dukungan yang efektif untuk kontrol terdistribusi dan kontrol waktu nyata. Jaringan Komunikasi Serial. Karena kinerja tinggi, keandalan tinggi dan desain unik bus CAN, telah menjadi bus lapangan paling populer dan real-time di rumah dan di luar negeri. Pengembangan dan perubahan metode komunikasi internal dalam sistem kontrol membuat encoder yang digunakan untuk mengukur perpindahan sudut dan kecepatan sudut menyediakan antarmuka bus CAN untuk memenuhi persyaratan desain Fieldbus dari seluruh sistem kontrol.
2 prinsip kerja encoder dan transmisi data
2.1 Prinsip Kerja Encoder terdiri dari dua bagian: perangkat akuisisi data dan perangkat pemrosesan data. Diagram blok struktural ditunjukkan pada 1. Mikrokomputer chip tunggal adalah bagian inti dari sistem sirkuit enkoder. Setelah mengumpulkan sinyal encoder (kode kasar, kode halus menengah, kode halus), dibagi lagi dengan kode halus, koreksi saluran kode, penambahan digital, penyesuaian nol listrik, pemrosesan perangkat lunak seperti derajat, konversi menit dan kedua, dan akhirnya ditampilkan dan dan akhirnya ditampilkan dan dan ditampilkan dan tampilan dan menyadari antarmuka dengan sistem kontrol.
2.2 Transmisi Data Transmisi data antara encoder dan sistem kontrol dapat digunakan dalam mode paralel dan serial. Transmisi paralel mentransmisikan data melalui port paralel. Setiap data membutuhkan satu inti dari kabel data. Misalnya, kabel 24-core diperlukan untuk enkoder 24-bit. Oleh karena itu, ruang penggunaan terbatas, dan hanya cocok untuk transmisi jarak pendek dan persyaratan khusus. kesempatan. Dalam transmisi serial, informasi data ditransmisikan secara serial melalui pasangan yang dipelintir, dan bit tambahan ditambahkan sesuai dengan protokol komunikasi yang berbeda untuk mengimplementasikan fungsi seperti koreksi kesalahan. Fungsi ini dapat diperluas ke sistem bus data. Transmisi serial memiliki lebih sedikit kabel, perangkat keras lebih sedikit, biaya rendah, jarak transmisi panjang, dan data yang aman dan andal.
2.3 Encoder yang diusulkan Can Bus Interface Dalam perbandingan komprehensif berbagai bus lapangan, sistem komunikasi berdasarkan bus CAN memiliki banyak karakteristik yang sangat baik: sinyal data ditransmisikan oleh tegangan diferensial; Media transmisi bus dapat menggunakan twisted pair, kabel koaksial dan serat optik; dapat bekerja dalam mode multi-master, mode komunikasi yang fleksibel; dapat mengirimkan dan menerima data dalam mode point-to-point, point-to-multipoint dan global; Informasi simpul di jaringan dapat dibagi menjadi prioritas yang berbeda untuk memenuhi persyaratan waktu nyata yang berbeda; teknologi arbitrase bus non-destruktif; Data mengadopsi struktur bingkai pendek, setiap bingkai adalah 8byte, dan laju kesalahan data rendah; Sublayer Mac dari lapisan tautan data dalam protokol komunikasi memiliki kemampuan deteksi kesalahan yang ketat; Ini memiliki standar internasional dan keterbukaan yang baik. Oleh karena itu, dalam transformasi mode komunikasi internal dari sistem pelacakan fotoelektrik, bus CAN digunakan sebagai struktur bus komunikasi data, dan kemudian encoder CAN antarmuka bus diusulkan.
3 Aplikasi Encoder Can Bus Interface dalam Sistem Pelacakan Fotoelektrik
3.1 Encoder digunakan untuk deteksi posisi sistem pelacakan fotoelektrik. Encoder Axis Photoelectric Absolute adalah sensor untuk mengukur azimuth dan sudut pitch dari sistem pelacakan fotolistrik dalam sistem pelacakan fotoelektrik. Struktur bus internal dari sistem pelacakan fotoelektrik diubah menjadi metode komunikasi bus CAN. Antarmuka bus CAN memiliki karakteristik antarmuka fleksibel dan penghematan garis. Pada saat yang sama, ia memiliki mikroprosesor dan dapat digunakan sebagai simpul cerdas dalam sistem untuk mengirim bingkai jarak jauh langsung ke perangkat lain untuk mencapai kontrol cerdas. Gambar 2 adalah diagram struktur komunikasi dari sistem pelacakan fotoelektrik berdasarkan bus CAN. Sistem pelacakan fotoelektrik menggunakan struktur bus serial tunggal bus CAN, bukan struktur paralel dari beberapa metode komunikasi. Sudut azimuth dan pitch yang diukur oleh dua enkoder fotoelektrik dikirim ke mesin kontrol utama melalui bus, dan mesin kontrol utama memproses data yang sesuai. Melalui Sistem Kontrol Servo Kontrol Bus, semua sub-sistem dapat dihubungkan bersama oleh sepasang pasangan yang dipelintir, yang menyederhanakan kabel sistem, meningkatkan keseluruhan pemanfaatan bus sistem, transmisi data waktu nyata dan skalabilitas sistem, dan kesalahan bit Tingkat sangat berkurang.
3.2 Encoder Node Can Bus Antarmuka Komposisi Perangkat Keras
Antarmuka bus CAN terutama terdiri dari komputer mikro chip tunggal, pengontrol bus CAN, pengemudi bus CAN dan perangkat keras isolasi fotolektrik. Sirkuit spesifik antarmuka komunikasi bus CAN ditunjukkan pada Gambar 3.
Komputer chip tunggal memilih intel80c196kc, yang merupakan mikrokontroler tertanam 16-bit, yang lebih cocok untuk acara kontrol real-time yang kompleks. Ini juga bertanggung jawab untuk pemrosesan data encoder dan inisialisasi simpul bus CAN. Can Controller memilih SJA1000 Philips Semiconductor untuk mewujudkan antarmuka komunikasi data antara bus dan komputer host (komputer kontrol), mendukung protokol CAN2.0A dan CAN2.0B, memiliki buffer menerima 64-byte yang diperluas, dan mendukung pertama-tama dalam Prinsip -OU (FIFO), mendukung kode identifikasi 11-bit dan 29-bit, laju bit komunikasi hingga 1Mbps, dapat bekerja dalam mode dasar dan mode pelikan. Pengemudi bus CAN memilih Philips TJA1050, yang merupakan pengemudi bus CAN berkecepatan tinggi, yang menyediakan antarmuka antara pengontrol kaleng dan bus fisik, mewujudkan fungsi transmisi diferensial dan penerimaan bus CAN, dan memiliki rentang mode umum yang luas yang umum umum Di bawah kemampuan penerima diferensial interferensi elektromagnetik yang kuat, tingkat input kompatibel dengan perangkat 3.3V, dan node yang tidak berdaya tidak akan mengganggu bus. Bergabung dengan TJA1050 dapat memastikan komunikasi data berkecepatan tinggi. Untuk keamanan dan peningkatan kemampuan anti-jamming, penggunaan karakteristik kinerja simetris TJA1050 yang baik, gunakan terminal terpisah. Dua kapasitor kecil 30pf terhubung secara paralel antara canh dan canL dan ground, yang dapat menyaring gangguan frekuensi tinggi pada bus dan kemampuan tertentu untuk mencegah radiasi elektromagnetik. Untuk lebih meningkatkan kemampuan anti-interferensi sistem, optocoupler 6N137 berkecepatan tinggi digunakan antara pengontrol CAN SJA1000 dan driver CAN TJA1050 untuk membentuk sirkuit isolasi untuk mencapai isolasi galvanik. Catu daya VCC dan VDD di kedua sisi 6N137 benar -benar terisolasi, yang dapat mencegah sirkuit pada saat yang sama, dua resistor pencocokan impedansi bus 120Ω harus dihubungkan di kedua ujung bus.
3.3 Node Perangkat Lunak Desain Informasi sudut (derajat, menit, dan detik) dari enkoder sumbu fotoelektrik absolut dikirim dari pengontrol CAN ke bus CAN atau dari bus CAN ke buffer dapat menerima secara otomatis oleh pengontrol bus SJA1000. Program komunikasi antarmuka bus CAN terdiri dari subprogram inisialisasi, mengirim subprogram dan menerima subprogram. Pertama -tama pilih Mode Kerja Bus CAN sesuai dengan kebutuhan sistem yang sebenarnya. Di sini, pilih mode Pelican, osilator kristal 12MHz, laju transmisi data bus diatur ke 500kbits / s, setiap simpul bus harus mengatur laju transmisi data yang sama untuk memastikan komunikasi normal. Tentukan bahwa hubungan fisik antara SJA1000 dan MCU dapat diandalkan, dan kemudian menginisialisasi pengontrol SJA1000. Dalam mode reset SJA1000, atur status awal setiap register. Bagan aliran inisialisasi ditunjukkan pada Gambar 4. Transmisi dan penerimaan data dilakukan oleh subrutin pengiriman dan subrutin penerima. ID pesan menentukan aliran data simpul. Saat mengirim data, prinsip pengaturan Segmen Bit Bit Penerimaan ID Pesan adalah: ID yang sesuai dari simpul yang perlu diterima bit adalah 0 dan bit yang tersisa adalah 1. Saat menerima data, itu adalah sebaliknya. Itu dinilai oleh ID apakah informasi yang dikirimkan ke dirinya sendiri. Itu diterima, tidak difilter.
4. Kesimpulan
Sebagai bus komunikasi tingkat lapangan, Can Bus memiliki keandalan dan kinerja biaya yang tinggi. Encoder poros fotolektrik absolut dengan antarmuka bus CAN membuatnya lebih fleksibel untuk digunakan dalam sistem kontrol.
Artikel ini inovatif: antarmuka bus CAN dari enkoder dan aplikasinya dalam sistem pelacakan fotoelektrik