1.4. Технические характеристики¶

1.4.1. Требования к электродвигателю¶

Тип электродвигателя: биполярный шаговый электродвигатель, двигатель постоянного тока.
Номинальный ток в обмотке: не менее 100 мА.
Номинальное напряжение на обмотке: не менее 2 В.

1.4.2. Электрические характеристики контроллера¶

Режимы электропитания: от USB и внешнего источника питания.
Ток в каждой обмотке мотора: до 3 А.
Максимальная частота следования импульсов с энкодера: 200 кГц.
Стабилизированный выход 5 В (для питания энкодера и прочей внешней электроники): выходной ток не более 100 мА, стабильность выходного напряжения не хуже 5%.
ESD защита по всем контактам внешних разъемов (D-Sub 15 pin, mini-USB, питание).
Защита от замыкания обмоток мотора на «землю».
Защита от замыкания обмоток мотора между собой.
Защита от подключения/отключения мотора к контроллеру в процессе работы.
Защита от подачи питания неверной полярности (не более 1 сек).
Защита от подачи напряжения питания больше допустимого (не более 1 сек).
Ограничение тока, потребляемого от USB.
Ограничение тока, потребляемого от внешнего источника питания.
Ограничение скорости вращения мотора.
Установка полного рабочего тока через обмотку ШД. Программно, с точностью 10 мА.
Снижение тока через обмотку ШД в режиме удержания. Программно, с шагом 1%.
Для земных условий рабочий диапазон температур контроллера составляет от +5℃ до +75℃.

Примечание

Контроллер не тестировался в вакууме. Скорее всего, контроллер будет работать в вакууме, но важно, как тепло будет отводиться от корпуса.

1.4.3. Возможности управления движением¶

Режимы деления шага: полношаговый, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, 1/32, 1/64, 1/128, 1/256.
Бесшумное движение на малых скоростях.
Минимальная скорость: 1/256 полного шага/сек.
Максимальная скорость: до 35 000 полных шагов/сек при всех режимах деления шага.
Минимальное смещение: 1/256 шага.
Максимальное смещение: 2 147 483 647 полных шагов при всех режимах деления шага.
Режим плавного старта/останова.
Счетчик позиции: 40 бит (32 бит - полный шаг, 8 бит - микрошаг).
Режимы движения: движение в направлении, движение в заданную точку, смещение на заданную дельту, поддержание заданной скорости, трапециевидный профиль скорости, режим компенсации люфта.

1.4.4. Дополнительные функции микропрограммы¶

Режим автокалибровки «HOME» на уровне микропрограммы.
Сохранение/загрузка настроек в энергонезависимую память контроллера.
Обновление микропрограммы в энергонезависимой памяти контроллера по USB.
Автоматическое сохранение позиции по счетчику шагов и по энкодеру с защитой от неожиданного отключения питания.

1.4.5. Дополнительные функции, реализованные через разъем подключения мотора¶

Отработка сигналов с одного или двух концевиков. Конфигурируется программно.
«Опознавание» позиционеров Standa и автоматическая загрузка всех конфигурационных данных для них (при поддержке соответствующей возможности в позиционере).
Определение «потери шагов» и восстановление правильной позиции с помощью датчика оборотов или квадратурного энкодера (при поддержке соответствующей возможности в позиционере).
Определение положения с помощью квадратурного энкодера. Режим x4.
Движение шагового двигателя в режиме «ведущего энкодера», т.е. с опорой на показания квадратурного энкодера, обеспечивающее движение без потери шагов на максимальной доступной скорости реализовано начиная с прошивки 4.1.

1.4.6. Дополнительные функции, реализованные через разъем backplane¶

Дубликат входа USB. Используется совместно с объединительной платой.
Последовательный порт RS-232. Доступны линии TX, RX. Параметры: скорость – 9600 - 921600 бод, ТТЛ 3.3 В. На базе последовательного порта по запросу доступны конфигурации с интерфейсом Ethernet, Bluetooth, WiFi, ZigBee и другие.
Вход синхронизации – при подаче импульса на этот вход (срабатывание, полярность и длительность настраиваются пользователем) контроллер начинает движение в заранее заданную позицию или на заданное смещение. Параметры: ТТЛ 3.3 В.
Выход синхронизации – выдача импульса с этого выхода контроллера (срабатывание, полярность и длительность настраиваются пользователем) производится либо по началу движения, либо завершению движения, либо через заданное перемещение (задается пользователем). Параметры: ТТЛ 3.3 В.
Кнопки «вправо», «влево». Нажатие на кнопку приводит к движению в заданную сторону с постепенным настраиваемым ростом скорости и в соответствии с настройками ускорения и другими параметрами. Параметры: ТТЛ 3.3 В.
Вход «джойстик». Позволяет работать с джойстиками с диапазоном выдаваемых напряжений не шире 0 - 3 В.
Выход для управления магнитным тормозом. Позволяет управлять магнитным тормозом, установленным на ось шагового двигателя. Параметры: ТТЛ 3.3 В, 5 мА.
Аналоговый вход общего назначения. Позволяет работать с сигналами 0-3 В. Частота считывания 1 кГц. Конфигурируется программно.
Цифровой вх/вых общего назначения. Частота обновления 1 кГц. Конфигурируется программно. Параметры: ТТЛ 3.3 В, 5 мА.
Индикация концевых выключателей. TTL 3.3 В, 2 мА. Предназначены для непосредственного подключения светодиодов.
Дублирующие статусный светодиод цифровые выходы Power и Status. TTL 3.3 В, 2 мА. Предназначены для непосредственного подключения светодиодов.
Интерфейс управления внешним драйвером. Позволяет управлять любым внешним драйвером с помощью трех сигналов: enable, direction, clock.
Создание многоосных систем. Многоосные системы создаются с помощью стандартных USB-хабов, внешних или установленных на специальную объединительную плату. На ПК многоосная система выглядит как множество виртуальных последовательных портов, по числу подключенных осей.

1.4.7. Программирование¶

Все программное обеспечение, поставляемое с контроллером, совместимо с Windows 10, Windows 8, Windows 7, Windows Vista, Windows XP SP3, Linux, Mac OS X, в том числе с 64-бит версиями.
Контроллер поставляется с кросс-платформенной библиотекой и примерами, которые позволяют быстро начать программирование с использованием C++, C#, .NET, Delphi, Visual Basic, gcc, Xcode, Python, Matlab, Java и LabVIEW.
Контроллер поставляется с интерфейсом пользователя XILab, позволяющим легко управлять всеми функциями устройства без необходимости разработки собственных программ.
В XILab интегрирован скриптовый язык, диалект EcmaScript, позволяющий легко, без компиляции и освоения какого-либо языка программирования задавать последовательности действий, включая циклы и условные переходы.