Makerbase MKS SERVO57ES BUS MB - sterownik NEMA 23

Opis

Sterownik silnika krokowego MKS SERVO57ES BUS MB firmy Makerbase przeznaczony do sterowania dwufazowymi silnikami krokowymi NEMA 23 w układach ze sprzężeniem zwrotnym. Moduł wykorzystuje mikrokontroler STM32F302CBT6, algorytm sterowania wektorowego FOC (Field-Oriented Control) oraz 15-bitowy enkoder magnetyczny MT6826S, umożliwiający monitorowanie rzeczywistego położenia wału silnika. Sterowanie w pętli zamkniętej pozwala wykrywać odchylenia pozycji i odpowiednio korygować pracę napędu, ograniczając ryzyko utraty kroków. Sterownik znajduje zastosowanie w robotyce, automatyce, mechanizmach pozycjonujących, urządzeniach CNC i napędach wymagających kontroli położenia oraz prędkości obrotowej.

MKS SERVO57ES BUS MB pracuje przy napięciu zasilania od 20 V do 48 V DC i obsługuje prąd pracy w zakresie od 0 A do 5,2 A. Producent podaje maksymalną prędkość obrotową wynoszącą 3000 obr./min. Układ sterowania FOC realizuje regulację momentu obrotowego, prędkości i położenia silnika z wykorzystaniem sprzężenia zwrotnego. Częstotliwość aktualizacji pętli regulacji momentu wynosi 20 kHz, natomiast pętle prędkości i położenia pracują z częstotliwością 10 kHz. Sterownik obsługuje sterowanie pozycją względną i bezwzględną, profile przyspieszania oraz hamowania, a także interpolację podziału kroku do 1/256, ograniczając drgania podczas ruchu.

Komunikacja z kontrolerem nadrzędnym odbywa się za pośrednictwem interfejsów RS485 oraz CAN. Magistrala RS485 obsługuje prędkości transmisji od 9600 do 256000 bit/s oraz do 255 adresów urządzeń podrzędnych i adres rozgłoszeniowy. Interfejs CAN umożliwia pracę z prędkościami 125 kb/s, 250 kb/s, 500 kb/s i 1 Mb/s oraz adresowanie do 2047 urządzeń podrzędnych. Oba interfejsy obsługują komunikację magistralową z wieloma sterownikami, umożliwiając realizację wieloosiowych systemów sterowania ruchem. Konstrukcja posiada wyprowadzenia CAN-H, CAN-L oraz linie RS485 A i B, dostępne na złączu sygnałowym modułu.

Wbudowany enkoder magnetyczny MT6826S o rozdzielczości 15 bitów dostarcza informacje o położeniu wirnika, wykorzystywane przez algorytm regulacji. Sterownik obsługuje odczyt i aktualizację położenia silnika w czasie rzeczywistym, funkcje ograniczników ruchu oraz wykrywanie zatrzymania lub przeciążenia napędu. Dostępne są również wyjścia sygnalizacji alarmu ALM i osiągnięcia zadanej pozycji PEND, wejścia IN1 i IN2 oraz dioda LED informująca o stanie pracy i błędach. Sygnalizacja diagnostyczna umożliwia identyfikację między innymi przeciążenia prądowego, nieprawidłowego napięcia zasilania, błędów położenia i nieprawidłowej pracy enkodera. Sterownik obsługuje również przywracanie konfiguracji fabrycznej i aktualizację oprogramowania układowego.

Płytka sterownika ma wymiary 52,2 x 52,2 mm i została zaprojektowana do montażu na tylnej części silnika NEMA 23. Złącze śrubowe umożliwia podłączenie uzwojeń silnika do zacisków A-, A+, B- i B+, natomiast złącza wielopinowe zapewniają dostęp do zasilania i sygnałów sterujących. Sekcja mocy wykorzystuje tranzystory MOSFET HYG090ND06LS1C2. Dołączona aluminiowa obudowa oraz silikonowa podkładka termoprzewodząca wspomagają odprowadzanie ciepła z elementów mocy. W zestawie znajdują się również magnes radialny 6 x 3 mm, dystanse, śruby montażowe, element światłowodowy wskaźnika LED i dwa przewody sygnałowe o długości 50 cm. Zestaw nie zawiera silnika krokowego. Podczas montażu należy prawidłowo ustawić magnes względem enkodera, zamocować moduł do silnika oraz sprawdzić zgodność połączeń z dokumentacją producenta.

Właściwości

• Parametry techniczne
  • Model: MKS SERVO57ES BUS MB
  • Producent: Makerbase
  • Typ urządzenia: sterownik silnika krokowego ze sprzężeniem zwrotnym
  • Przeznaczenie: dwufazowe silniki krokowe NEMA 23
  • Liczba obsługiwanych silników: 1
  • Mikrokontroler: STM32F302CBT6
  • Tranzystory MOSFET: HYG090ND06LS1C2
  • Enkoder magnetyczny: MT6826S
  • Rozdzielczość enkodera: 15 bitów
  • Napięcie zasilania: od 20 V do 48 V DC
  • Zakres prądu pracy: od 0 A do 5,2 A
  • Maksymalna prędkość obrotowa: 3000 obr./min
  • Wymiary płytki: 52,2 x 52,2 mm
• Sterowanie silnikiem
  • Algorytm sterowania: FOC (Field-Oriented Control)
  • Regulacja ze sprzężeniem zwrotnym położenia
  • Regulacja momentu obrotowego, prędkości i położenia
  • Częstotliwość aktualizacji regulacji momentu: 20 kHz
  • Częstotliwość aktualizacji regulacji prędkości: 10 kHz
  • Częstotliwość aktualizacji regulacji położenia: 10 kHz
  • Sterowanie pozycją względną i bezwzględną
  • Interpolacja podziału kroku: do 1/256
  • Obsługa profili przyspieszania i hamowania
  • Wykrywanie zatrzymania i przeciążenia napędu
  • Obsługa ograniczników ruchu
• Interfejsy komunikacyjne
  • Interfejs RS485
  • Interfejs CAN
  • Prędkości transmisji RS485: od 9600 do 256000 bit/s
  • Liczba adresów urządzeń podrzędnych RS485: 255
  • Prędkości transmisji CAN: 125 kb/s, 250 kb/s, 500 kb/s, 1 Mb/s
  • Liczba adresów urządzeń podrzędnych CAN: 2047
  • Obsługa adresu rozgłoszeniowego i adresowania grupowego
  • Wyprowadzenia RS485: A, B
  • Wyprowadzenia CAN: CAN-H, CAN-L
  • Obsługa komunikacji z wieloma sterownikami na jednej magistrali
• Złącza, sygnalizacja i zabezpieczenia
  • Złącze uzwojeń silnika: A-, A+, B-, B+
  • Wejścia sterujące: IN1, IN2, IN COM
  • Wyjście sygnalizacji alarmu: ALM
  • Wyjście sygnalizacji osiągnięcia pozycji: PEND
  • Wyprowadzenie zasilania pomocniczego 5 V
  • Dioda LED sygnalizująca stan pracy i błędy
  • Sygnalizacja przeciążenia prądowego
  • Sygnalizacja błędów położenia i enkodera
  • Sygnalizacja zbyt wysokiego i zbyt niskiego napięcia zasilania
  • Funkcja przywracania ustawień fabrycznych
  • Obsługa aktualizacji oprogramowania układowego
  • Aluminiowa obudowa wspomagająca odprowadzanie ciepła

W zestawie

• 1x sterownik Makerbase MKS SERVO57ES BUS MB
• 1x aluminiowa obudowa MKS 57ES
• 1x magnes radialny 6 x 3 mm
• 1x silikonowa podkładka termoprzewodząca
• 1x element światłowodowy wskaźnika LED, 3 x 9 mm
• 4x śruba imbusowa M3 x 15 mm
• 3x mosiężny dystans gwintowany M2 x 3 + 3 mm
• 3x śruba krzyżakowa z cienkim łbem, stal nierdzewna 304, CM2 x 3 x 4
• 1x przewód taśmowy HY 2.0, 11-pinowy, 50 cm, 24 AWG, dwustronnie odwrócony
• 1x przewód HY 2.0, 12-pinowy, 50 cm, 24 AWG, dwustronnie odwrócony