Посібник користувача CTR Electronics CANCoder Cross The Road Electronics

CTR Electronics CANCoder Cross The Road Electronics

Опис пристрою

CTR CANCoder — це датчик обертання, який можна використовувати для вимірювання положення та швидкості обертання. Пристрій відчуває магнітне поле діаметрально поляризованого магніту, щоб визначити положення обертання з точністю до 12 біт. Пристрій здатний забезпечувати вимірювання відносного положення та вимірювання абсолютного положення одночасно по шині CAN.

Вміст набору

особливості

• Триколірний світлодіодний індикатор напруженості магнітного поля та підключення CAN
• Конформне покриття допомагає захистити від сторонніх тіл (FOD)
• Вбудовані діоди захисту від електростатичного розряду
• Вимірює як абсолютне, так і відносне позиціонування.

Електричні характеристики 

Технічні характеристики Magnat

Загальна специфікація

Світлодіодні держави
CANCoder має триколірний світлодіод, який вказує на напруженість магнітного поля та справність шини CAN. Ця функція може бути використана для підтвердження належного дистанціювання магнітів і належного підключення шини CAN. У таблиці нижче наведено можливі стани кольору та відповідну напруженість магнітного поля.

Приглушений світлодіод швидкого блимання
У типовому налаштуванні, якщо шина CAN не справна, CANCoder буде повільно блимати червоним, незалежно від напруженості магнітного поля. Це ідеальний варіант у більшості випадків, оскільки для успішної роботи спочатку потрібно вирішити проблему з проводкою/шиною CAN.
Однак може бути корисно вказати напруженість магнітного поля під час створення прототипу / відновлення апаратного забезпечення, навіть якщо CAN-шина не підключена. Якщо CANCoder не виявляє шину CAN протягом 8 секунд після завантаження, світлодіодний індикатор зміниться з повільного блимання червоним на тьмяні шаблони швидкого блимання для сили магніту. Це дозволяє перевірити розміщення магніту без використання шини CAN. Якщо в будь-який момент буде виявлено шину CAN, CANCoder вийде та ніколи не перейде в режим тьмяного світлодіода без повного циклу живлення.

Поведінка світлодіода під час завантаження
Одразу після ввімкнення CANCoder світлодіодні індикатори постійно горітимуть помаранчевим світлом, що вказує на початок роботи. Після цього він виконає одну з наступних дій залежно від своєї стратегії ініціалізації:

1. Завантаження до нуля (відносний режим) – CANCoder негайно почне блимати відповідно до таблиці світлодіодів у розділі 1.6
2. Завантажити до абсолютного значення – CANCoder загорятиметься червоним світлодіодним сигналом, коли він ставить свій регістр позиції в абсолютне положення. Якщо магніт знаходиться надто далеко, світлодіод горітиме безперервно червоним протягом 500 мс.[1]

Примітка 1: Це стосується прошивки CANCoder > 22.0.1

монтаж

Правильне центрування магніту, поворотного вала та датчика є необхідним для забезпечення надійної роботи. Магніт слід розташувати на кінці обертового вала так, щоб магніт, вал і кодер були коаксіальними. Енкодер допускає певний ексцентриситет, однак необхідно вжити заходів, щоб переконатися, що магніт знаходиться концентрично до валу та енкодера. Якщо використовується вал із кольорових металів, рекомендується використовувати клей, щоб уникнути обертання магніту всередині обертового вала. Щоб уникнути цього, можна використовувати пресову посадку, однак матеріал магніту є крихким і може бути пошкоджений, якщо потрібна щільна пресова посадка.
Незважаючи на те, що CANCoder схожий на «магнітний кодер» CTRE, йому потрібна шина CAN і кабелі живлення, які підключаються до плати CANCoder. Це також описано в розділах нижче.

Розміщення магніту
Типова відстань «Z» між магнітом і фіксатором корпусу, як показано на малюнку 2.1, становить від 75 мм (030) до 1.5 мм (059 дюйма). У таблиці нижче показано співвідношення між кольором світлодіода та відстанню Z магніту.

Центральна вісь магніту повинна бути вирівняна в межах радіуса зсуву Rd 0.25 мм (009 дюйма) від визначеного центру корпусу кодера, див. Малюнок 2.2. Це рекомендація виробника кремнію. Ідеальним застосуванням було б коаксіальне розташування магніту, поворотного вала та кодера. Однак кодер функціонуватиме без будь-яких помітних втрат у продуктивності, якщо цей допуск неможливо дотримати. 

Електропроводка

Друкована плата CANCoder має шість наскрізних отворів для полегшення пайки.

Примітка лінії CAN H і CAN L мають по два наскрізних отвори. Це дозволяє використовувати два роз’єми шини CAN, кожен з парою CANH/CANL.

Зачистіть дріт ~20 AWG і пропустіть його через наскрізний отвір 100 mil.

Оловіть відкриту частину дроту, поки отвір для пайки повністю не заповниться припоєм. Зріжте надлишок свинцю діагональними різцями.

Після того, як усі шість проводів припаяні, він повинен бути упакований разом із корпусом, дивіться зображення нижче для довідки. 

Монтаж кодера
Датчик має бути встановлений на твердій поверхні та у фіксованому положенні відносно магніту та обертового вала. Центральний отвір не потрібен, якщо матеріал, на якому кріпиться кодер, має відносну магнітну проникність, подібну до повітря (~1.0). Цій вимозі відповідають алюміній і більшість пластмас.

Підтвердження належного встановлення
При правильному встановленні світлодіод має світитися зеленим кольором. Жовтий світлодіод прийнятний, однак існує менший допуск до механічних відхилень, які можуть спричинити зміну відстані Z, оскільки цей стан є більш далеким від ідеального. Світлодіод має залишатися зеленим протягом усього діапазону руху та швидкості валів. Якщо світлодіодний індикатор змінює колір або «блимає» кольором, відмінним від зеленого, переконайтеся, що механічні зв’язки між датчиком, валом і магнітом узгоджені. Це можна зробити, переміщаючи компоненти вручну, доки не буде усунена причина. Визначте, чи є проблема в кінцевому люфті вала, кріпленні кодера чи встановленні магніту.

Модифікації компонентів COTS

Є кілька компаній, які виготовляють готові комерційні трансмісії та коробки передач. Деякі з цих компонентів містять інтерфейси для оптичних кодерів або датчиків типу вала. У цьому розділі описано модифікації двох коробок передач COTS, AndyMark Toughbox Mini (am-0654) і VEX PRO Single Speed ​​Double Reduction gearbox (217-2454). Обидві коробки передач потребують модифікації вихідного вала.

AndyMark Toughbox Mini (am-0654)
Вихідний вал Toughbox Mini має екструзію діаметром 250 дюйма, розташовану на стороні корпусу коробки передач (рис. 3.1). Цю екструзію потрібно видалити перед розточуванням кишені, у якій буде розміщено магніт. Рекомендовані інструменти для цієї процедури: токарний верстат, свердло 250 дюйма, штангенциркуль, інструменти для відрізання та ріжучий інструмент для торцевої обробки кінця вала. Замість інструменту для відрізання можна використовувати ножівку або відрізний круг. Цей посібник користувача не призначений для заміни належного навчання та використання обладнання. Токарний верстат може бути найнебезпечнішим обладнанням у майстерні. Будьте обережні та дотримуйтесь рекомендованих процедур безпеки для конкретного обладнання. Вал на зображенні взято з коробки CIMple. Процедура для Toughbox Mini і CIMple однакова. 

Видалення екструзії
Першим кроком є ​​видалення екструзії .250” з вихідного вала. На малюнку 3.1.1 показано, як для цього завдання можна використати відрізний інструмент і токарний верстат. Повністю видаліть екструзію, щоб залишилася лише невелика частина діаметра 250 дюйма (приблизно ~ 020 дюйма – 050 дюйма).

Звернення до кінця вала
Після видалення екструзії кінець валу повинен мати гладку рівну поверхню. Це полегшить виконання наступних кроків. Використовуючи облицювальний інструмент, поверніть лицьову сторону валу вниз, доки він не стане гладким і не буде видалено всю частину, що залишилася, на 250 дюймів. Рисунок 3.1.2.1 ілюструє інструменти, які використовуються для цього кроку. На малюнку 3.1.2.2 показано, як повинен виглядати вал після завершення цього кроку.

Розточування кишені-магніта
Після того, як вал буде облицьований, потрібно буде просвердлити кишеню для розміщення магніту. Глибина цієї кишені визначається відстанню, на якій знаходиться кодер від магніту. Для штатного монтажного місця кишеня має бути достатньо глибокою, щоб магніт знаходився врівень із зовнішньою частиною пластикового корпусу після складання. Глибина отвору ~ 350 дюймів має бути достатньою. Звичайно, це залежить від того, скільки матеріалу було видалено під час кроку 3.1.2. Перш ніж свердлити отвір свердлом діаметром 250 дюймів, слід використовувати центруюче свердло. Якщо отвір просвердлено надто глибоко, всередину кишені можна помістити прокладки, щоб виправити отвір. Мета полягає в тому, щоб зробити остаточну глибину посадки магніту так, щоб грань була на одному рівні з корпусом кодера (а не з фіксатором). На малюнку 3.1.3.1 показано остаточне свердління отвору свердлом .250”. На рисунку 3.1.3.2 показаний вихідний вал з усіма необхідними доопрацюваннями та встановленим магнітом.

Монтаж кодера
Після того, як вал буде повністю модифіковано, слід встановити корпус кодера за допомогою двох кріпильних гвинтів 3-48 (Малюнок 3.1.4.1). Потім помістіть кодер у корпус (Малюнок 3.1.4.2). Вставте кабель передачі даних (продається окремо), потім поставте кришку корпусу та закріпіть її гвинтом 2-28 x 7/16” (Малюнок 3.1.4.3). НЕ ЗАКРІТНЮЙТЕ ГВИНТ 2-28, ОСКІЛЬКИ ЦЕ МОЖЕ ПРИЗВЕСТИ ДО ПОСТАЧНОГО ПОШКОДЖЕННЯ КОРПУСУ. ЗАТЯГНІТЬ РУКОЮ, ДОКИ НЕ ВІДЧУЄТЕ ОПІР.

Перевірка розміщення магніту.
Після встановлення CANCoder слід перевірити розташування магніту. Правильно віддалений магніт повинен призвести до зеленого світлодіода на всіх швидкостях і положеннях. Для цього тесту потрібне лише живлення CANCoder. Зачекайте 8 секунд після завантаження, якщо шина CAN не під’єднана (щоб використовувати світлодіодний шаблон швидкого затемнення – Розділ 1.5.1). Переконайтеся, що світлодіод горить зеленим. Якщо світлодіодний індикатор світиться жовтим, кодер працюватиме з невеликим зниженням точності. Якщо світлодіод горить червоним, магніт занадто близько або занадто далеко від кодера. Використовуючи магніт, що входить до комплекту, світлодіод має горіти червоним, лише якщо магніт знаходиться надто далеко. Це вірно лише тоді, коли кодер встановлено в корпусі, що входить до комплекту постачання. Збільшуйте або зменшуйте відстань до магніту, доки світлодіод не стане зеленим. Коли положення магніту підтверджено, магніт потрібно закріпити за допомогою Loctite або епоксидної смоли. Loctite/епоксидна смола зазвичай не потрібна для сталевих валів.

Примітка – На зображенні показано магнітний кодер CTRE, але CANCoder також відображає кольоровий світлодіод, що вказує на силу магнітного поля.

Одношвидкісна подвійна редукторна коробка передач VEX PRO (217-2454)
Вихідний вал коробки передач VEX pro має екструзію діаметром 250 дюйма, розташовану на стороні корпусу коробки передач (рис. 3.2). Цю екструзію потрібно видалити перед розточуванням кишені, у якій буде розміщено магніт. Рекомендовані інструменти для цієї процедури: токарний верстат, свердло 250 дюйма, штангенциркуль, інструменти для відрізання та ріжучий інструмент для торцевої обробки кінця вала. Замість інструменту для відрізання можна використовувати ножівку або відрізний круг. Цей посібник користувача не призначений для заміни належного навчання та використання обладнання. Токарний верстат може бути найнебезпечнішим обладнанням у майстерні. Будьте обережні та дотримуйтесь рекомендованих процедур безпеки для конкретного обладнання. 

Видалення екструзії
Першим кроком є ​​видалення екструзії .250” з вихідного вала. На малюнку 3.2.1 показано, як для цього завдання можна використати відрізний інструмент і токарний верстат. Повністю видаліть екструзію, щоб залишилася лише невелика частина діаметра 250 дюйма (приблизно ~ 020 дюйма – 050 дюйма).

Звернення до кінця вала
Після видалення екструзії кінець валу повинен мати гладку рівну поверхню. Це полегшить виконання наступних кроків. Використовуючи облицювальний інструмент, поверніть лицьову сторону валу вниз, доки він не стане гладким і не буде видалено всю частину, що залишилася, на 250 дюймів. Рисунок 3.2.2.1 ілюструє інструменти, які використовуються для цього кроку. На рисунку 3.2.2.2 показано, як повинен виглядати вал після завершення цього кроку. 

Розточування кишені-магніта
Після того, як вал буде облицьований, потрібно буде просвердлити кишеню для розміщення магніту. Глибина цієї кишені визначається відстанню, на якій знаходиться кодер від магніту. Для стандартного місця монтажу кишеня має бути достатньо глибокою, щоб після складання магніт знаходився врівень із зовнішньою частиною пластикового корпусу коробки передач. Глибина отвору ~ 380 дюймів має бути достатньою. Звичайно, це залежить від того, скільки матеріалу було видалено під час кроку 3.2.2. Перш ніж свердлити отвір свердлом діаметром 250 дюймів, слід використовувати центруюче свердло. Якщо отвір просвердлено надто глибоко, всередину кишені можна помістити прокладки, щоб виправити отвір. Мета полягає в тому, щоб зробити остаточну глибину посадки магніту так, щоб грань була на одному рівні з корпусом кодера (а не з фіксатором). На малюнку 3.2.3.1 показано остаточне свердління отвору свердлом .250”. На рисунку 3.2.3.2 показаний вихідний вал з усіма необхідними доопрацюваннями та встановленим магнітом. 

Монтаж кодера
Після того, як вал буде повністю модифіковано, слід встановити корпус кодера за допомогою двох кріпильних гвинтів 3-48 (Малюнок 3.2.4.1). Потім помістіть кодер у корпус (Малюнок 3.2.4.2). Вставте кабель передачі даних (продається окремо), потім поставте кришку корпусу та закріпіть її гвинтом 2-28 x 7/16” (Малюнок 3.2.4.3). НЕ ЗАКРІТНЮЙТЕ ГВИНТ 2-28, ОСКІЛЬКИ ЦЕ МОЖЕ ПРИЗВЕСТИ ДО ПОСТАЧНОГО ПОШКОДЖЕННЯ КОРПУСУ. ЗАТЯГНІТЬ РУКОЮ, ДОКИ НЕ ВІДЧУЄТЕ ОПІР.

Перевірка розміщення магніту.
Після встановлення кодувальника слід перевірити розташування магніту. Правильно віддалений магніт повинен призвести до зеленого світлодіода на всіх швидкостях і положеннях. Для цього тесту потрібне лише живлення CANCoder. Зачекайте 8 секунд після завантаження, якщо шина CAN не під’єднана (щоб використовувати світлодіодний шаблон швидкого затемнення – Розділ 1.5.1). Переконайтеся, що світлодіод горить зеленим. Якщо світлодіодний індикатор світиться жовтим, кодер працюватиме з невеликим зниженням точності. Якщо світлодіод горить червоним, магніт занадто близько або занадто далеко від кодера. При використанні магніту, що входить до комплекту постачання, світлодіод має горіти червоним, лише якщо магніт знаходиться надто далеко. Це вірно лише тоді, коли кодер встановлено в корпусі, що входить до комплекту постачання. Збільшуйте або зменшуйте відстань до магніту, доки світлодіод не стане зеленим. Коли положення магніту підтверджено, магніт потрібно закріпити за допомогою Loctite або епоксидної смоли.

FAQ

Чи є спосіб визначити, чи датчик присутній/увімкнено?
Щоб візуально визначити, чи датчик живиться та працює, перевірте вбудований світлодіод, дивіться розділ 1.5.

Механічні креслення

Історія версій