PDF《选型手册 2019》

选型手册

2019 集成电路 我们将数字信号 转化为物理运动 关于我们 拥有数以十年构筑高可靠性嵌 入式构架的行业经验 Trinamic 是一家在嵌入式电机运动控制领域的全球领导企业.

我们的芯片和微控制系统将数字信号和现实物理世界联系在 一起. 我们的工程师是解决现实世界问题的专家, 他们几十年 的经验体现在我们的每一个产品中. Trinamic代表了精密、 可 靠和高效.

2 Trinamic 选型手册 电动机是日常生活中必不可少的一部分, 近年来, 这些设备的使用量持续上升. 中 产阶级的不断壮大, 加上家庭自动化程度的提高, 以及家庭周围电动马达驱动的 产品数量的增加, 是经济增长的主要动力 使用TRINAMIC技术来提升您的产品品质 人类生活环境对自动化不断增加的需求趋势导致了控制运动系统 的爆炸式增长. 产品开发人员必须处理日益复杂的系统, 而且很 难成为所有领域的专家. Trinamic通过一种基于API的方法解决了 这一问题, 帮住用户缩短其产品上市时间, 节约了成本, 并最终提 高产品性能. Trinamic产品服务于多个市场, 包括实验室自动化, 工厂自动化, 半导体设备, 纺织设备, 机器人, 金融设备......等对可靠性要求比较 高的场合. Bryan Turnbough, IHS分析师. 我们最新的产品为高速增长的新兴市场, 如3D打印, 医疗泵和自 动化移液提升了新的性能标准. 为什么世界上最具前瞻性的公司一再选择Trinamic? 诚然, 有些人选择我们是因为我们的产品性能优越. 然而, 我们的 大多数客户选择我们, 是因为我们对运动控制的专注 为用户提供 了深入的应用知识, 并使我们的客户能够在他们的特定领域更快 地创新. Trinamic 选型手册

3 Trinamic带来的创新 TRINAMIC是一家具有20多年运动控制芯片、 模块和机电 驱动设计和营销经验的创新型公司. 在其历史上, TRINAMIC工程师获得了许多专利, 包括无传感 器电机负载检测和自动混合衰减 步进电机无传感器力矩测量. StallGuard?提供具有成本效益的 实时反馈的负载角, 这是世界上第一个在标准步进电机驱动程 序中实现的无传感器负载检测的技术. StallGuard? StallGuard? 不需要原点和限位传感器. 这降低了需要精确寻 找参考点的应用成本和复杂性. 高分辨率的 StallGuard2?反馈 技术可以允许持续检测系统状况. 依靠StallGuard2? 的负载值, CoolStep? 技术可以实现无传感 器电流随负载动态变化. 驱动器总是以最佳的输出电流来驱动 电机, 因此能够达到节能效果. CoolStep? 不需要任何传感器, CoolStep? 消除了对安全余量 电流的需求, 提升电机性能, 避免了堵转和丢步, 提 高了整个系统的可靠性. 集成方案通过将运动控制功能和驱动功能集成在单一的器件 中. 它结合了一个灵活的硬件斜坡发生器用于自动目标位置控 制与行业最先进的步进电机驱动功能. cDriver? 高集成度, 高能源效率, 和小尺寸, 为小型化和可扩展系统提供 经济型灵活的解决方案 完整的解决方案将经验学习降到最低, 同时提供了最佳的性能.

4 Trinamic 选型手册 StealthChop? 实现对步进电机异常安静的驱动.低速运转的电 机会出现磁致现象, 这种现象会产生可听见的高频噪音. StealthChop? 基于电流反馈, 芯片采用基于电压调制方式调节电流, 使电流波 动最小化. StealthChop?的应用可以使电机噪音低于10 db, 大 大低于传统的电流调制方式. SixPoint?六点斜坡曲线控制允许更加快速的完成定位, 通过在 线性轨迹曲线上加入可以自由配置的启动/停止频率以及在高 速时候添加一个额外的减加速度. SixPoint? 六点斜坡曲线控制和传统的梯形加减速相比减少了加速阶段 产生的抖动. 在一些要求高速定位控制场合以及处理一些对晃 动敏感的物品或者物体的惯量比较大时, S型正弦曲线轨迹是 必须的. 使用 SpreadCycle?, 呈现正弦波的微步电流可以一直保持完 美的波形, 在电流零点处能平滑过零点, 没有电流死区. 采用 SpreadCycle?的驱动能消除由于电机反电动势带来的电流波 形跳动. SpreadCycle? 步进电机可以实现高速运动, 而且运行平稳, 不会产生振动. 减 少了共振, 提高了效率, 因为没有能量被用在共振上面. TrinamicMotionControl Language 是一套致力于运动控制的可 编程语言. 它采用了简单易懂的指令完成定位控制以及设置运动 控制的所有参数, 加速用户产品开发. TMCL? 通过开放的协议, 用户可以使用任何一种高级来控制电机. 它支 持TMCL-IDE一个基于PC的集成开发环境. Trinamic 选型手册

5 数字科技正对制造业产生巨大影响, 诸如3D打印, CNC机床 和激光切割设备变的更加成熟和被人们所接受. 现实中的物 品可以直接通过软件的设计而被加工出来. 微型电机变得无处不在 快速增材加工和数字制造都需要精确可靠的运动控 制. Trinamic拥有丰富的3D打印制造经验, 为未来的制造加工 提供解决方案.

6 Trinamic 选型手册 只要需要可靠定位的应用, Trinamic都可以提供可靠的基于 硬件的系统解决方案. 您的应用是什么? Trinamic的微控制系统适合所有需要运动控制的应用. 我们 的产品为数字制造、 医疗设备和实验室自动化等应用设定了 性能标准 Trinamic 选型手册

7 通过学习Landungsbrücke开发板套装来开始 您的设计, 可以从支持有 多种类型的电机和开发板中选择. MCU主板 无论您的应用是什么都可以采用Landungsbrücke来开始您的设计. 在 您的应用中测试和比较不同的驱动选项. Landungsbrücke使设计出新产品比以往任何时候都更加容易. 芯片开发板套装 芯片开发板

8 Trinamic 选型手册 开源硬件与开源软件的原理和方法基本相同, 我们相信用户 可以通过学习我们的设计, 去理解它们是如何工作, 并对其进 行修改, 最终将设计用到自己的项目中去. 开源硬件 为了促进这些, 我们释放出我们开发板和BOBs快速分线板的所 有原始设计文件 (Eagle CAD) 在商业产品中嵌入Trinamic的参 考设计, 而无需您公开或开源您自己的设计. 软件是使硬件赋予生命的关键. 所有配合 Landungsbrücke开 发系统的开发板都支持TMCL-IDE软件系统. 从寄存器浏览器集 到参数化的示波器, IDE是开始的工具, 只需要连接电机和电脑, 启动TMCL-IDE, 单击几次鼠标就可以控制电机运转. 免费的软件 无论您选用的是哪种MCU和编程风格, 一个丰富全面的API包 引导您完成自己的固件. 例程从低水平的寄存器访问到运动学 计算, API为您的运动控制铺平了道路. 缩短产品上市时间, 降低设计周期. 随着复杂性的增加, 选择一 个可靠的, 经过验证的成熟结构块作为设计开发的基础显得尤 为重要. 从原型到产品 科技的迅速发展增加了对系统复杂性要求的提升. 良好的集成 电路, 开源的设计封装, 参考设计电路, CAD文件和例子代码为 您的设计提供了基础. Trinamic 选型手册

9 运动控制系统架构 步进电机系统架构 电机驱动 预驱:集成了预驱, 检测和保护电路. 预驱也包含微步相序和分配 逻辑. 驱动:集成了预驱和功率桥在单个芯片内节省外围器件. 驱控一体: 单颗芯片集成了运动控制, 预驱和驱动. 控制器 微控制器:集成了的运动控制器的使用降低了对单片机的要求, 只 需要有SPI通讯接口即可. 运动控制: 集成了基于硬件的安全可靠的逻辑单元可以计算生产 运动轨迹曲线和定位控制. 专注与运动控制将实时的算法从MCU 中解放出来. 带有SPI的运动控制芯片可可以包含微步相序分配 单元. Host Micro Controller Motion Controller fieldbus Predriver H-Bridges Motor cDriver Controller + Driver Driver

10 Trinamic 选型手册 梯形加减速 以高于其物理启动/停止频率的速度驱动步进电机需要一个确 定的加速度, 对于大部分的位置控制, 直线型的加减速曲线就 足够了. Trinamic的带有线性加减速驱动的运动控制器允许单轴或多轴 的快速和精确定位. 将占用大量时间和实时工作量从MCU端解 放出来. 先进斜坡 Trinamic'

s 先进的多点SixPoint?加减速轨迹曲线规划通过在 传统的线性加减速曲线中增加可以自由配置的起始/停止频率, 通过增加 加加速度和减减速度来减少加减速过程中的振动 在一些对抖动比较敏感的或者惯量比较大的快速定位场合, S 型加减速控制是很有必要的. a_max -a_max bow -bow -bow bow velocity time acceleration deceleration constant velocity target reached d_m ax a_max d

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