초록 : Endat Interface는 인코더를 위해 특별히 Heidenhain이 설계 한 디지털의 전이중 동기 직렬 데이터 전송 프로토콜입니다. 높은 전송 속도, 강력한 기능, 간단한 연결 및 강력한 방지 능력의 장점이 있습니다. 인코더와 격자입니다. 데이터 전송을위한 범용 인터페이스. 이 기사에서는 Endat 인터페이스의 기능, 기능, 타이밍 및 데이터 전송 및 OEM 데이터 저장에 대해 설명합니다. 동시에, 인코더 데이터 수집을위한 후속 회로 설계 체계와 FPGA 모듈 설계를 기반으로 한 원리 및 원칙을 소개합니다.
I. 개요
절대 엔코더는 천연 바이너리, 순환 바이너리 (회색 코드) 또는 PRC 코드를 사용하여 코드 휠의 물리적 레티클을 광전적으로 변환하고 연결 샤프트의 회전 각도를 해당 전기 펄스 시퀀스로 변환하고 디지털 수량으로 출력합니다. 작은 크기, 높은 정밀, 디지털 인터페이스 및 절대 포지셔닝의 장점이 있습니다. 레이더, 턴테이블, 로봇, CNC 공작 기계 및 고정밀 서보 시스템 및 기타 여러 분야에서 널리 사용됩니다. 절대 인코더의 데이터 출력은 동기 직렬 출력을 기반으로합니다. Endat 인터페이스는 Heidenhain 인코더 용으로 설계된 디지털의 전이중 동기식 직렬 인터페이스입니다. 증분 및 절대 인코더의 위치 값을 전송할 수있을뿐만 아니라 인코더에 저장된 정보를 전송하거나 업데이트하거나 새 정보를 저장할 수도 있습니다. 직렬 전송 방법이 사용되므로 4 개의 신호 라인 만 필요합니다. 후속 전자 장치의 클럭의 여기에서, 데이터 정보는 동기식으로 전송된다. 데이터 유형 (위치 값, 매개 변수, 진단 정보 등)은 후속 전자 장치에서 인코더로 전송 된 모드 명령 선택에 의해 결정됩니다.
두 개의 Endat 인터페이스 소개
Endat 인터페이스의 특성
고성능 및 저렴한 비용 : 범용 인터페이스는 모든 증분 및 절대 인코더,보다 경제적 인 전력 소비, 작은 크기 및 소형 연결, 빠른 시스템 구성, 제로 포인트는 오프셋 값에 따라 부동 할 수 있습니다.
더 나은 신호 품질 : 인코더 내의 특수 최적화는 시스템 정확도를 향상시키고 CNC 시스템에 더 나은 윤곽 정확도를 제공합니다.
더 나은 실용성 : 자동 시스템 구성; 디지털 신호는 시스템의 신뢰성을 향상시킵니다. 모니터링 및 진단 정보는 시스템의 안전에 도움이됩니다. 중복 코드 검증은 신뢰할 수있는 신호 전송에 도움이됩니다.
시스템의 보안 개선 : 두 가지 독립적 인 위치 정보 및 오류 정보 비트, 데이터 체크섬 및 응답.
고급 기술 개발에 적합 : (고해상도, 단기 제어 사이클, 가장 빠른 16m 시계, 안전 설계 개념) 직접 드라이브 기술에 적합합니다.
그림 1 ENDAT 인터페이스 인코더 데이터 수집 회로도
2. Endat2.2 인코더 성능 향상
전송 위치 값 및 추가 정보는 동시에 전송 될 수 있습니다. 주소 선택 코드를 저장하면 추가 정보 유형을 선택할 수 있습니다.
인코더 데이터 저장 영역에는 인코더 제조업체 매개 변수, OEM 제조업체 매개 변수, 작동 매개 변수 및 시스템 구성을 용이하게하기위한 작동 상태가 포함됩니다.
Endat2.2 인코더는 모든 디지털 전송을 구현합니다. 증분 신호 처리는 인코더 (내장 14 비트 세분) 내부에서 완료되어 신호 전송의 품질과 신뢰성을 향상시키고 해상도가 높아집니다.
모니터링 및 진단 기능, 경보 조건은 다음과 같습니다. 광원 실패, 신호 진폭이 불충분, 부정확 한 위치 계산, 너무 낮거나 낮은 작동 전압, 너무 높은 전류 소비 등; 엔코더의 극단적 인 값에 접근하거나 초과 할 때 경고 신호를 제공합니다.
더 넓은 전압 범위 (3.6 ~ 14V) 및 변속기 속도 (16m).
3. 타이밍 및 OEM 데이터 저장
각 동기 데이터 전송 프레임 동안 데이터 패킷이 전송됩니다. 전송주기는 클럭의 첫 번째 하락 가장자리에서 시작되며 측정 된 값이 저장되고 위치 값이 계산됩니다. 두 개의 클럭 펄스 (2T) 후, 후속 전자 장치는 모드 명령 "인코더 전송 위치 값"(추가 정보가 있거나없는)을 보냅니다.
절대 위치 값 (TCAL --- 그림 2 참조)을 계산 한 후 인코더는 시작 비트에서 후속 전자 장치로 데이터를 전송하기 시작합니다. 후속 오류 비트 F1 및 F2 (Endat2.2 명령에만 존재하는)는 모든 모니터링 기능 및 결함 모니터링 서비스의 그룹 신호에 대한 것이며, 생성은 서로 독립적이며 잘못된 결과가 발생할 수있는 인코더 실패를 나타내는 데 사용됩니다. 위치 정보. 고장의 정확한 원인은 "작동"메모리 영역에 저장되며 후속 전자 장치에 의해 쿼리 될 수 있습니다.
가장 낮은 비트에서 절대 위치 값이 전송되고 데이터의 길이는 사용 된 인코더 유형에 의해 결정됩니다. 위치 값을 전송하는 데 필요한 클록 펄스 수는 인코더 제조업체의 매개 변수에 저장됩니다. 위치 값 데이터의 전송은 주기적 중복 체크 코드로 끝납니다.
그림 2 추가 정보가없는 위치 값 전송
위치 값에 추가 정보가있는 경우 위치 값이 추가 정보 1 및 2 인 직후에 CRC로 끝납니다. 추가 정보의 내용은 메모리 영역의 선택된 주소에 의해 결정된 다음 후속 샘플링 기간에 전송됩니다. 이 정보는 새로운 메모리 영역이 선택 될 때까지 후속 전송 중에 전송됩니다. 데이터 워드의 끝에서 시계 신호는 높게 설정되어야합니다. 10US ~ 30US 또는 1.25US ~ 3.75US (Endat2.2 프로그램 가능 복구 시간 TM) 후에는 데이터 라인이 낮아지고 새로운 데이터 전송이 새로운 클록 신호로 시작될 수 있습니다.
그림 3 부착 정보가있는 위치 전송
동시에, 인코더는 매개 변수에 대해 다른 메모리 영역을 제공하며, 이는 후속 전자 장치에서 읽을 수 있습니다. 이 영역은 인코더 제조업체, OEM 제조업체 또는 최종 사용자가 작성할 수 있습니다. 일부 특정 영역은 쓰기를 보호 할 수 있습니다. 다른 일련의 인코더는 다른 OEM 저장 영역과 다른 주소 범위를 지원합니다. 따라서 각 인코더는 OEM 메모리 영역의 할당 정보를 읽어야합니다. 이러한 이유로, 후속 전자 회로는 상대 주소에 따라 프로그래밍되어야하며 절대 주소를 사용할 수 없습니다.
3 개의 Endat 인터페이스 후속 전자 장치 회로 설계
사용자는 인터페이스 회로를 설계하여 Endat 인터페이스 프로토콜 및 회로 전기 특성에 따라 데이터를 수집하고 처리 할 수 있습니다. 동시에 Heidenhain은 사용자가 선택할 수있는 특정 데이터 처리 칩도 제공합니다. 사용자가 회로를 스스로 설계하는 경우 Endat 인터페이스의 전기적 특성을 따라야하며 프로토콜의 타이밍 요구 사항 및 데이터 프레임 형식을 엄격하게 준수하도록 Endat 인터페이스의 프로토콜을 마스터해야합니다. Heidenhain이 제공 한 데이터 처리 칩을 사용하면 설계를 단순화 할 수 있습니다. 사용자는 FPGA의 레지스터 만 구성하고 칩이 허용 할 수있는 명령어 형식에 따라 명령을 보내려면 원하는 데이터를 얻을 수 있습니다.
RS-485 (미분 신호) 표준 트랜시버 요소를 따라함으로써, 데이터 (위치 값 및 파라미터)는 후속 전자 장치에 의해 발행 된 동기 시계의 여기에서 인코더와 후속 전자 장치 사이에서 양방향으로 전송 될 수있다.
4 개의 FPGA+ 소프트웨어 매크로
Hezehan의 파트너 인 Mazet은 Xilinx의 Virtex 및 Spartan 시리즈와 Altera의 Acex 및 Cyclone 시리즈에 대한 Endat 소프트웨어 매크로를 제공합니다. 고객 요구 사항에 따라 Mazet은 사용자 정의 된 소프트 코어를 제공 할 수도 있습니다. 소프트 코어는 Endat 인터페이스의 모든 기능을 구현합니다. 사용자는 6 비트 주소 라인 및 16 비트 데이터 라인을 통해 마이크로 컨트롤러로 8 비트 또는 16 비트 데이터 전송을 수행 할 수 있습니다. 다음은 FPGA의 모듈 다이어그램 및 회로 설계입니다.
그림 4 FPGA 모듈 다이어그램
그림 5 인코더 및 후속 회로 연결 모듈 다이어그램
다섯 가지 결론
Heidenhain의 Endat 인터페이스는 많은 산업에서 널리 사용되었으며 이제는 새로운 수준으로 업그레이드되었습니다. 양방향 Endat 2.2 인터페이스의 클록 주파수는 이제 16MHz로 증가하여 이러한 높은 동적 성능 응용 프로그램, 특히 전자 제품 산업에서 직접 드라이브를 달성했습니다. 시계 주파수를 8MHz에서 16MHz로 증가 시키면 읽기 위치를 크게 줄일뿐입니다. 정보에 필요한 시간은 제어 루프의 사이클을 크게 단축 할 수 있습니다. 동시에 간단하고 경제적 인 시스템 설계는 고객에게 편의성, 강력한 기능 및 다양성, 그리고 미래 예측 보안 설계 개념을 제공하여 코딩 제어 기술의 지속적인 개발을 안내합니다.
참조
[1] Endat 위치 포지션 인코더 양방향 디지털 인터페이스 Heidenhain 데이터 시트
[2] 높은 보안 관리 기술 Heidenhain 기술 정보
[3] endat 인터페이스 기술 매뉴얼 Heidenhain 기술 정보