Makerbase MKS SERVO57ES RS485 MB - sterownik NEMA 23

Opis

Sterownik silnika krokowego MKS SERVO57ES RS485 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. Enkoder monitoruje rzeczywiste położenie wału silnika, umożliwiając wykrywanie odchyleń od pozycji zadanej i korygowanie pracy napędu. Sterowanie w pętli zamkniętej ogranicza ryzyko utraty kroków i zapewnia kontrolę ruchu w mechanizmach pozycjonujących, urządzeniach CNC, robotyce oraz systemach automatyki przemysłowej.

MKS SERVO57ES RS485 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. Maksymalna prędkość obrotowa według producenta wynosi 3000 obr./min. Algorytm FOC realizuje regulację momentu obrotowego, prędkości i położenia silnika. Częstotliwość aktualizacji pętli regulacji momentu wynosi 20 kHz, natomiast pętle regulacji prędkości i położenia pracują z częstotliwością 10 kHz. Sterownik obsługuje sterowanie pozycją względną i bezwzględną, profile przyspieszania i hamowania oraz interpolację podziału kroku do 1/256. Funkcje regulacji umożliwiają ograniczenie drgań i uzyskanie płynnego ruchu napędu.

Moduł udostępnia wejścia sterowania impulsowego STEP/DIR oraz interfejs komunikacyjny RS485. Sterowanie impulsowe pozwala określać kierunek obrotów i zadawać przemieszczenie za pomocą sygnałów krokowych. Sterownik obsługuje tryb impuls plus kierunek (Pulse/Direction) oraz sterowanie dwoma sygnałami impulsowymi CW/CCW. Maksymalna częstotliwość wejściowych sygnałów sterujących wynosi 300 kHz. Wejścia STP, DIR i EN wyposażono w separację transoptorową, a producent przewidział współpracę z sygnałami sterującymi o poziomach napięć od 3,3 V do 24 V. Rozdzielenie toru sygnałowego od części mocy ułatwia integrację sterownika z kontrolerami ruchu i sterownikami maszyn CNC.

Interfejs RS485 z obsługą protokołu Modbus RTU zapewnia komunikację szeregową z kontrolerem nadrzędnym oraz konfigurację parametrów pracy napędu. Magistrala obsługuje prędkości transmisji od 9600 do 256000 bit/s i adresowanie do 255 urządzeń podrzędnych. Dostępne są również adres rozgłoszeniowy i adresowanie grupowe, umożliwiające komunikację z wieloma sterownikami w jednym układzie. Linie RS485 A i B wyprowadzono na złącza sygnałowe płytki. Rozwiązanie pozwala budować wieloosiowe systemy sterowania ruchem, w których każdy napęd otrzymuje własny adres komunikacyjny.

Wbudowany enkoder magnetyczny MT6826S o rozdzielczości 15 bitów dostarcza informacje o położeniu wirnika, wykorzystywane przez algorytm sterowania w pętli zamkniętej. Sterownik posiada wejścia IN1 i IN2 do obsługi sygnałów ograniczników ruchu, wyjście alarmowe ALM oraz wyjście PEND sygnalizujące osiągnięcie zadanej pozycji. Wyjścia ALM i PEND wykorzystują transoptory i obsługują napięcie do 35 V oraz prąd do 50 mA. Dioda LED informuje o stanie pracy napędu oraz sygnalizuje błędy, w tym przeciążenie prądowe, nieprawidłowe napięcie zasilania, przerwę w obwodzie fazy silnika, błąd położenia i nieprawidłową pracę enkodera. Kontroler obsługuje również funkcję przywracania ustawień fabrycznych oraz aktualizację oprogramowania układowego.

Płytka sterownika ma wymiary 52,2 x 52,2 mm i została zaprojektowana do montażu na tylnej części silnika NEMA 23. Sekcja mocy wykorzystuje tranzystory MOSFET HYG090ND06LS1C2, natomiast czteropolowe złącze śrubowe umożliwia podłączenie uzwojeń silnika do zacisków A-, A+, B- i B+. Dołączona aluminiowa obudowa oraz silikonowa podkładka termoprzewodząca wspomagają odprowadzanie ciepła z elementów mocy. W zestawie znajdują się również magnes radialny 6 x 3 mm, śruby, dystanse montażowe, element światłowodowy wskaźnika LED oraz dwa przewody sygnałowe o długości 50 cm. Zestaw nie zawiera silnika krokowego. Podczas montażu należy zapewnić prawidłowe ustawienie magnesu względem enkodera, poprawne połączenie uzwojeń oraz zgodność napięcia zasilania z wymaganiami sterownika.

Właściwości

• Parametry techniczne
  • Model: MKS SERVO57ES RS485 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)
  • Sterowanie w pętli zamkniętej 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
  • Tryby impulsowe: Pulse/Direction oraz CW/CCW
  • Maksymalna częstotliwość sygnału impulsowego: 300 kHz
  • Interpolacja podziału kroku: do 1/256
  • Obsługa profili przyspieszania i hamowania
  • Wykrywanie zatrzymania i przeciążenia napędu
  • Obsługa ograniczników ruchu
• Interfejsy i komunikacja
  • Interfejs sterowania impulsowego STEP/DIR
  • Interfejs komunikacyjny RS485
  • Protokół komunikacyjny: Modbus RTU
  • Prędkości transmisji RS485: od 9600 do 256000 bit/s
  • Liczba adresów urządzeń podrzędnych RS485: 255
  • Obsługa adresu rozgłoszeniowego i adresowania grupowego
  • Wyprowadzenia RS485: A, B
  • Wejścia impulsowe: STP+, STP-, DIR+, DIR-
  • Wejście zezwolenia na pracę: EN+, EN-
  • Separacja transoptorowa wejść impulsowych
  • Poziomy napięć sygnałów sterujących: od 3,3 V do 24 V
  • Obsługa komunikacji z wieloma sterownikami na jednej magistrali
• Złącza, sygnalizacja i zabezpieczenia
  • Złącze uzwojeń silnika: A-, A+, B-, B+
  • Wejścia ograniczników ruchu: IN1, IN2, IN COM
  • Wyjście sygnalizacji alarmu: ALM+, ALM-
  • Wyjście sygnalizacji osiągnięcia pozycji: PEND+, PEND-
  • Maksymalne napięcie wyjść ALM i PEND: 35 V
  • Maksymalny prąd wyjść ALM i PEND: 50 mA
  • Wyprowadzenie zasilania pomocniczego 5 V
  • Dioda LED sygnalizująca stan pracy i błędy
  • Sygnalizacja przeciążenia prądowego
  • Sygnalizacja przerwy w obwodzie fazy silnika
  • 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 RS485 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