Makerbase MKS AS5047P - enkoder magnetyczny 14-bit SPI/ABI

Opis

Moduł enkodera magnetycznego MKS AS5047P firmy Makerbase przeznaczony do bezkontaktowego pomiaru położenia kątowego wału silnika w zakresie 360°. Płytka wykorzystuje 14-bitowy czujnik magnetyczny AS5047P, umożliwiający rozróżnienie 16384 pozycji na pełny obrót, co odpowiada rozdzielczości około 0,022°. Enkoder znajduje zastosowanie w układach sterowania silnikami BLDC, PMSM i silnikami krokowymi ze sprzężeniem zwrotnym, w tym w systemach wykorzystujących algorytm FOC (Field-Oriented Control). Może współpracować z odpowiednio skonfigurowanymi kontrolerami ODrive, SimpleFOC oraz sterownikami Makerbase MKS XDRIVE, pod warunkiem zgodności interfejsów i parametrów elektrycznych.

Pomiar położenia odbywa się przez wykrywanie zmian pola magnetycznego wytwarzanego przez magnes diametralnie namagnesowany, zamocowany na obracającym się wale silnika. Technologia pomiaru bezkontaktowego eliminuje konieczność mechanicznego połączenia czujnika z wałem i pozwala monitorować położenie oraz kierunek obrotu. Układ AS5047P wykorzystuje funkcję DAEC (Dynamic Angle Error Compensation), ograniczającą dynamiczne błędy pomiaru wynikające z opóźnień przetwarzania sygnału. Producent układu przewiduje pracę przy prędkościach obrotowych do 28000 obr./min. Podczas montażu należy zachować właściwe ustawienie osi magnesu względem czujnika oraz odpowiedni odstęp między elementami.

Moduł udostępnia interfejs SPI oraz wyjścia inkrementalne ABI (ABZ), umożliwiające współpracę z różnymi kontrolerami silników i mikrokontrolerami. Interfejs SPI pozwala odczytywać bezwzględne położenie kątowe z rozdzielczością 14 bitów oraz konfigurować wybrane parametry układu. Wyjścia ABI generują sygnały kwadraturowe A i B oraz impuls indeksowy I, wykorzystywane do pomiaru przemieszczenia i prędkości obrotowej. Układ AS5047P obsługuje również konfigurowalne sygnały komutacyjne UVW i wyjście PWM. Dostęp do sygnałów zapewnia dwurzędowe złącze 16-pinowe, na którym wyprowadzono także linie zasilania, masę oraz sygnały CSn, CLK, MOSI i MISO.

Płytka MKS AS5047P-TS_EK_AB V1.0 obsługuje zasilanie napięciem 3,3 V lub 5 V DC, z odpowiednią konfiguracją wyboru napięcia na płytce. Podczas korzystania z interfejsu SPI producent przedstawia połączenie wykorzystujące zasilanie 3,3 V, natomiast w przykładzie podłączenia ABI do sterownika ODrive uwzględnia możliwość pracy z napięciem 3,3 V lub 5 V. Przed podłączeniem należy sprawdzić konfigurację zasilania, poziomy logiczne kontrolera oraz rozmieszczenie wyprowadzeń. Moduł nie steruje bezpośrednio uzwojeniami silnika i wymaga współpracy z zewnętrznym układem sterującym.

Konstrukcja płytki umożliwia montaż enkodera w pobliżu wału silnika z użyciem czterech otworów montażowych. Czujnik AS5047P umieszczono w części centralnej, co ułatwia jego ustawienie względem magnesu. Moduł może być wykorzystywany w robotyce, automatyce, napędach CNC, mechanizmach pozycjonujących i układach regulacji serwonapędów. W projektach wykorzystujących ODrive, SimpleFOC lub MKS XDRIVE konieczne jest dobranie odpowiedniego trybu komunikacji i skonfigurowanie sprzężenia zwrotnego w oprogramowaniu sterownika.

Właściwości

• Parametry techniczne
  • Model: MKS AS5047P
  • Producent: Makerbase
  • Układ pomiarowy: AS5047P
  • Typ urządzenia: magnetyczny enkoder obrotowy
  • Technologia pomiaru: bezkontaktowy pomiar pola magnetycznego
  • Rozdzielczość położenia kątowego: 14 bitów (16384 pozycji na obrót)
  • Rozdzielczość kątowa: około 0,022°
  • Zakres pomiarowy: 360°
  • Napięcie zasilania: 3,3 V lub 5 V DC
  • Maksymalna prędkość obrotowa układu AS5047P: 28000 obr./min
  • Kompensacja błędów dynamicznych: DAEC
• Interfejsy i sygnały
  • Interfejs cyfrowy SPI
  • Wyjścia inkrementalne ABI (A, B, I/Index)
  • Konfigurowalne sygnały komutacyjne UVW
  • Obsługa wyjścia PWM
  • Sygnały SPI: CSn, CLK, MOSI, MISO
  • Programowalna rozdzielczość wyjścia ABI
  • Możliwość konfiguracji pozycji zerowej układu
  • Złącze sygnałowe 2x8 pin
• Kompatybilność i zastosowanie
  • Możliwość współpracy z kontrolerami ODrive
  • Obsługa przez systemy wykorzystujące bibliotekę SimpleFOC
  • Możliwość integracji z kompatybilnymi sterownikami Makerbase MKS XDRIVE
  • Pomiar położenia wału silników BLDC, PMSM i silników krokowych
  • Zastosowanie w układach sterowania FOC i zamkniętej pętli regulacji
  • Bezkontaktowy pomiar położenia z wykorzystaniem magnesu diametralnego
  • Cztery otwory montażowe
  • Wymagany zewnętrzny kontroler do realizacji sterowania silnikiem

W zestawie

• 1x moduł enkodera magnetycznego MKS AS5047P
• 1x zworka 2,54 mm, 2-pinowa, czarna
• 1x zworka 2,54 mm, 2-pinowa, z przedłużonym uchwytem 13,5 mm, czerwona
• 1x magnes do enkodera, 6 x 2,5 mm
• 1x listwa goldpin kątowa 2,54 mm, 1x3 pin
• 1x listwa goldpin kątowa 2,54 mm, 2x8 pin
• 1x listwa goldpin 2,54 mm, 2x8 pin, z wygiętymi wyprowadzeniami