Pilot™ Motion Prozessor für Mikroschritt Motion Control: MC3410
Der Pilot® 1-Achsen/1-Chip Motion Control Prozessor für Mikroschrittmotoren ist ideal für Embedded Systeme für allgemeine Automatisierungstechnik, Robotik, Halbleiterindustrie, medizinische Apparate und Diagnostik. Der Chip ist ein 132-Pin Device für SMD-Technik und benötigt nur 5V.
Highlights
Der Motion Prozessor wird durch einen Mikroprozessor kontrolliert der über einen asynchronen bi-direktionalen seriellen Port oder über eine 16-Bit Parallelschnittstelle damit kommuniziert. Damit erhält der Anwender die Möglichkeit aufwendige Motion Control Aufgaben herunterzuladen und gleichzeitig den Host zu entlasten.
Der MC3410 generiert DAC-kompatible oder PWM Motorausgabesignale um direkt die Windungen eines Schrittmotors anzusteuern. Die Mikroschrittrate ist programmierbar und erlaubt eine Einteilung von 1 bis 256 Mikroschritte pro Vollschritt. Der Chip arbeitet in Open Loop Mode wobei das Motorausgabesignal bestimmt wird vom Behngenerator des Motion Chips. Optional ist der Anschluss von TTL Encoder möglich um "on-the-fly" Motor Stall Detection zu erkennen welches dem Chip erlaubt zu erkennen ob der Schrittmotor während der Bewegungsausführung Schritte verloren hat. Die Überwachungs- und Nachverfolgungsfunktionen erlauben "on-the-fly"-Erfassung von Daten, die in einem externen Speicher für spätere Analyse zwischengespeichert werden können um anschliessend die Systemleistung anzupassen oder für Diagnostik und Wartung.
Mit über 115 Kommandos offeriert PMD's Chipsatz dem Board- und Softwareentwickler jede Menge Funktionalität und die Freiheit Motion Controlaufgaben nach eigenen Vorstellung zu lösen. Auswählbare Bewegungsprofile umfassen S-Kurve, Linear/Trapez, Geschwindigkeit und Benutzer-definiert. Der MC3110 benötigt Eingabeparameter wie z.B. Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung vom Host und erstellt daraus das erforderliche Bewegungsprofil selbständig.
Der Controller unterstützt Inkremental- (5 MCounts/Sek.) und Absolutwertgeber als auch die Verwendung von Resolver mit bis zu 160 MCounts/Sek. Die Ausgabe von 16-Bit DAC oder 8-Bit/80 kHz PWM Motorausgabesignalen werden unterstützt.
Die Möglichkeit Unterbrechungspunkte zu definieren, unterstützt Sie präzise auf bestimmte Ereignisse zu reagieren. SPS-ähnliche Kommandos bieten die Möglichkiet mit E/As zu arbeiten. Desweiteren existieren Event-, Activity- und Signalregister um permanent den aktuellen Stand des Systems darzustellen. Neben den 8 frei-programmierbaren digitalen Ein- und Ausgängen, mit denen 256 verschiedene Zustände definiert werden können, stehen noch zusätzlich 2 richtungsabhängige Endschalter-, 1 Home-/High-speed Latcheingang und 1 frei-prgrammierbarer Achsen-spezifischer Eingang und Ausgang zur Verfügung. Acht analoge Eingänge (10-Bit, 0-5V) runden das Paket ab.
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Data Sheet | Programmer's Reference | User's Guide | Electrical Specifications
Merkmale
- Verfügbar als 1-Achsen Chip
- Unterstützt 2 und 3-Phasen Schrittmotoren
- Programmierbare Mikroschrittrate von 1 bis 256 Mikroschritte pro Vollschritt.
- Unterstützte Bewegungsprofile sind: S-Kurve, Trapez, Geschwindigkeits und Anwender-spezifisch.
- Asymmetrische Beschleunigungsrampen programmierbar im Trapezmodus
- Geschwindigkeit und Beschleunigungsänderungen im Trapez- und Geschwindigkeitsmodus jederzeit möglich.
- Inkremental- und Absolutwertgeber und Resolver anschliessbar für Stall Detection "On-the-Fly".
- Parallele und serielle (Punkt-zu-Punkt oder Multi-Drop) Kommunikationsschnittstelle.
- Tracefunktionen für Wartung, Systemleistung und Diagnose.
- Enkoderrate von 5.0 Mcounts/Sek. erlaubt Verwendung von hoch-auflösenden Rückmeldeeinheiten für genaue Motorpositionsbestimmung
- 8-Bit, 80kHz PWM* oder 16-Bit DAC Motorausgabesignale zum Verstärker
- Advanced Breakpoint Funktionen für genaues Timing von Events und Ereignissen
- SPS-ähnliche programmierbare Ein- und Ausgänge, inkl. einem programmierbaren Achsen-spezifischen Ein- und Ausgange
- 256 16-Bit Wort I/O Positionen für Anwender-spezifische Peripherie
- 8 frei-verwendbare 10-Bit analoge Eingänge.
- Zwei richtungsabhängige Endschaltereingänge, ein Referenz-/High Speed Latcheingang, Index und AtRest Indikator.
- In-Position Indikator, Tracking Window und automatische Positionsfehlererkennung
- 132-pol. Chip für SMD-Technik.
- Verfügbar für Standardtemperatur und für den erweiterten Temperaturbereich.
Spezifikationen
| Available Configurations | 1 axis |
| Operating modes | Open loop (motor command is driven from output of trajectory generator and microstep generator, encoder input used for stall detection) |
| Position range | -2,147,483,648 to +2,147,483,647 counts |
| Velocity range | Velocity-contouring profile mode: -32,768 to +32,767 counts/sample with a resolution of 1/65,536 counts/sample |
| Acceleration and deceleration ranges | -32,768 to +32,767 counts/sample² with a resolution of 1/65,536 counts/sample² |
| Jerk range | 0 to 1 counts/sample³, with a resolution of 1/4,294,967,296 counts/ sample³ |
| Profile modes | S-curve point-to-point (Velocity, acceleration, jerk, and position parameters) Trapezoidal point-to-point (Velocity, acceleration, deceleration, and position parameters) Velocity-contouring (Velocity, acceleration, and deceleration parameters) User-defined (Velocity, acceleration, jerk, time and position parameters) |
| Motor output modes | PWM: 8-bit resolution at 80 kHz |
| Maximum encoder rate | Incremental: Up to 5 Mcounts/sec Parallel-word: Up to 160.0 Mcounts/sec |
| Parallel encoder word size | 16 bits |
| Parallel encoder read rate | 20 kHz (reads alls axes every 50 µsec) |
| Servo loop timing range | 150 μsec to 3355 msec |
| Minimum servo loop time | 150 μsec (nominal; Exact time is 153.6 μsec) per enabled axis. |
| Limit switches | 2 per axis: one for each direction of travel |
| Position-capture triggers | 2 per axis: index and home signals |
| Capture trigger latency | 50 µsec |
| Analog input | 8 10-bit analog inputs |
| User defined discrete I/O | 256 16-bit wide user defined I/O |
| Storage Temperature (Ts) | -55º C to 150º C |
| Operating Temperature (Ta) | 0º C to 70º C; an industrial version with an operating temperature of -40° to +85°C is also available. |
| Power Dissipation (Pd) | 400 mW |
| Nominal Clock Frequency (Fclk) | 20.0 MHz |
| Supply Voltage limits (Vcc) | -0.3 V to +7.0 V |
| Supply Voltage operating range (Vcc) | 4.75 V to 5.25 V |
| Analog Inputs | 0 to 5.0 Vdc |