Lika IF30 User manual

IF30
Manuale d'uso
IF30
Descrizione
IF30 è un'interfaccia encoder progettata per convertire i segnali d'uscita dei
cosiddetti encoder incrementali sinusoidali o dispositivi similari (quelli cioè che
forniscono l'informazione incrementale in formato analogico tramite sinusoidi
di seno e coseno) in segnali incrementali digitali in onda quadra.
L'unit è stata progettata per ospitare in un alloggiamento di dimensioni
contenute una morsettiera a 12 poli e due connettori SUB-D a 9 poli. La
custodia si presta all'installazione con sistema di fissaggio secondo le norme
DIN.
Elenco sezioni
1 - Norme di sicurezza
2 - Identificazione
3 - Introduzione
4 - Istruzioni di montaggio
5 - Connessioni elettriche
6 – Attribuzione dei pin dei connettori SUB-D
7 - Impostazione degli switch DIL
8 – Tempo di risposta
9 – Alcuni suggerimenti
MAN IF30 I_E 1.0.odt 1 / 36

IF30
1 - Norme di sicurezza
1.1 Sicurezza
•Durante l’installazione e l’utilizzo del dispositivo osservare le norme di
prevenzione e sicurezza sul lavoro previste nel proprio paese;
•l’installazione e le operazioni di manutenzione devono essere eseguite da
personale qualificato, in assenza di tensione e parti meccaniche in
movimento;
•utilizzare il dispositivo esclusivamente per la funzione per cui è stato
costruito: ogni altro utilizzo potrebbe risultare pericoloso per l'utilizzatore;
•alte correnti, tensioni e parti meccaniche in movimento possono causare
lesioni serie o fatali;
•non utilizzare in ambienti esplosivi o infiammabili;
•il mancato rispetto delle norme di sicurezza o delle avvertenze specificate
in questo manuale è considerato una violazione delle norme di sicurezza
standard previste dal costruttore o richieste dall'uso per cui lo strumento è
destinato;
•Lika Electronic s.r.l. non si assume alcuna responsabilit per eventuali danni
o lesioni derivanti dall'inosservanza delle norme di sicurezza da parte
dell'utilizzatore.
1.2 Avvertenze elettric e
•Effettuare le connessioni elettriche esclusivamente in assenza di tensione;
•rispettare le istruzioni relative alle connessioni riportate nella sezione “5 -
Connessioni elettriche”;
•in conformit alla normativa 2004/108/CE sulla compatibilit
elettromagnetica rispettare le seguenti precauzioni:
- prima di maneggiare e installare il dispositivo, eliminare la presenza di
carica elettrostatica dal proprio corpo e dagli utensili che verranno in
contatto con il dispositivo;
- alimentare il dispositivo con tensione stabilizzata e priva di disturbi, se
necessario, installare appositi filtri EMC all’ingresso dell’alimentazione;
- utilizzare sempre cavi schermati e possibilmente “twistati”;
- non usare cavi più lunghi del necessario;
- evitare di far passare il cavo dei segnali del dispositivo vicino a cavi di
potenza;
- installare il dispositivo il più lontano possibile da eventuali fonti di
interferenza o schermarlo in maniera efficace;
- minimizzare i disturbi collegando l'unit a un buon punto di terra (GND).
Assicurarsi che il punto di terra sia privo di disturbi. Il collegamento a terra
può essere effettuato sul lato dispositivo e/o sul lato utilizzatore; è
compito dell’utilizzatore valutare la soluzione migliore da adottare per
minimizzare i disturbi.
MAN IF30 I_E 1.0.odt 1 - Norme di sicurezza 2 / 36

IF30
1.3 Avvertenze meccanic e
•Montare il dispositivo rispettando rigorosamente le istruzioni riportate
nella sezione “4 - Istruzioni di montaggio”;
•non disassemblare il dispositivo;
•non eseguire lavorazioni meccaniche sul dispositivo;
•dispositivo elettronico delicato: maneggiare con cura; evitare urti o forti
sollecitazioni sia all’albero che al corpo del dispositivo;
•utilizzare il dispositivo in accordo con le caratteristiche ambientali previste
dal costruttore.
2 - Identificazione
Il dispositivo è identificato mediante un codice di ordinazione e un numero di
serie stampati sull'etichetta applicata al dispositivo stesso; i dati sono ripetuti
anche nei documenti di trasporto che lo accompagnano. Citare sempre il codice
di ordinazione e il numero di serie quando si contatta Lika Electronic s.rl. per
l'acquisto di un ricambio o nella necessit di assistenza tecnica. Per ogni
informazione sulle caratteristiche tecniche del dispositivo fare riferimento al
catalogo del prodotto.
3 - Introduzione
IF30 è un'interfaccia encoder progettata per convertire i segnali d'uscita dei
cosiddetti encoder incrementali sinusoidali o dispositivi similari (quelli cioè che
forniscono l'informazione incrementale in formato analogico tramite sinusoidi
di seno e coseno) in segnali incrementali digitali in onda quadra.
Per mezzo di una funzione di interpolazione (moltiplicazione) impostabile,
l'unit interpola ogni periodo della sinusoide in un corrispondente numero di
impulsi digitali. Prima di essere inviati in uscita, i segnali possono essere
ulteriormente manipolati mediante un divisore di frequenza impostabile. Gli
impulsi in uscita sono contemporaneamente resi disponibili sia in formato
TTL/RS-422 standard (A, /A, B, /B, 0, /0) che in formato HTL standard (A, B, 0, 18-
30V).
L'unit IF30 è inoltre provvista di una funzione di filtro programmabile che
permette di minimizzare le interferenze che possono degradare i segnali. La
frequenza massima della sinusoide in ingresso è di 400 kHz. Il fattore di
interpolazione moltiplicativa può essere impostato in un range che va da 5 a 50;
questo significa che l'unit può generare in uscita fino a 50 impulsi per ciascun
periodo sinusoidale.
La massima frequenza d'uscita è di 4 MHz con l'uscita TTL/RS-422; intorno ai
100 kHz con l'uscita HTL. Quando richiesto, la frequenza d'uscita può essere
MAN IF30 I_E 1.0.odt 3 - Introduzione 3 / 36

IF30
ridotta per mezzo del divisore di frequenza impostabile con rapporti di riduzione
compresi tra 1:1 e 1:128.
Indipendentemente dal rapporto di interpolazione impostato, l'utilizzatore può
scegliere un tempo di interpolazione al fine di limitare la frequenza d'uscita
entro un valore massimo desiderato.
L'unit dispone di un'uscita ausiliaria con due livelli di tensione rispettivamente
di 5.2V e di circa 20V per l'alimentazione di un encoder sinusoidale. In entrambi i
casi l'uscita è protetta contro i corti-circuiti.
Eventuali errori sono contemporaneamente segnalati sia per mezzo di un LED
posto sulla parte frontale della custodia sia tramite un'apposita uscita di
controllo. Gli errori si possono resettare premendo il pulsante installato sulla
parte superiore dell'unit oppure inviando un segnale di reset remoto.
Due switch DIL installati uno nella parte superiore della custodia, l'altro in quella
inferiore permettono di eseguire tutte le impostazioni di cui necessita il
dispositivo.
L'unit è stata progettata per ospitare in un alloggiamento di dimensioni
contenute una morsettiera a 12 poli e due connettori SUB-D a 9 poli, femmina
per i segnali sinusoidali in ingresso, maschio per i segnali in onda quadra in
uscita. La custodia si presta all'installazione con sistema di fissaggio secondo le
norme DIN.
MAN IF30 I_E 1.0.odt 3 - Introduzione 4 / 36

IF30
4 - Istruzioni di montaggio
ATTENZIONE
Effettuare il montaggio meccanico esclusivamente in assenza di tensione.
L'unit IF30 deve essere installata e protetta all'interno di un quadro elettrico.
Dispone di sistema di fissaggio secondo le norme DIN e può perciò essere
agevolmente montata su guide DIN mediante le clip predisposte nella parte
posteriore che non richiedono ulteriori supporti.
MAN IF30 I_E 1.0.odt 4 - Istruzioni di montaggio 5 / 36

IF30
5 - Connessioni elettric e
ATTENZIONE
Effettuare le connessioni elettriche esclusivamente in assenza di tensione.
L'unit è equipaggiata con un connettore Sub-D femmina che ha lo scopo di
permettere il collegamento con il trasduttore sinusoidale. Per facilitare
l'alimentazione del sensore, l'unit è provvista, come detto, di un'uscita ausiliaria
con due livelli di tensione rispettivamente di 5.2V e di circa 20V, attivabili
mediante un jumper esterno, come mostrato nella Figura sopra. Inoltre la
tensione mediana disponibile sui pin del connettore permette anche
l'elaborazione di segnali encoder sinusoidali non differenziali.
Gli impulsi incrementali in uscita sono contemporaneamente disponibili sia in
formato TTL/RS-422 standard (Line Driver, A, /A, B, /B, 0, /0) che in formato HTL
standard (Push-Pull, A, B, 0, 18-30V). Si possono utilizzare una sola o entrambe
le uscite contemporaneamente, a seconda delle necessit imposte
dall'applicazione.
ATTENZIONE
Tutti gli ingressi e tutte le uscite come pure l'alimentazione dell'apparecchiatura
si riferiscono al medesimo potenziale di massa (GND)!
MAN IF30 I_E 1.0.odt 5 - Connessioni elettriche 6 / 36

IF30
In caso di errore, l'uscita ERROR commuta al livello logico ALTO. Nello stesso
tempo anche il LED frontale giallo si accende fisso.
Per cancellare lo stato d'errore, è necessario portare a livello logico ALTO
l'ingresso ERROR RELEASE (PNP, HTL, un segnale positivo 10-30V elimina
l'errore). Lo stesso risultato si può ottenere premendo il pulsantino RESET
presente nella parte superiore della custodia (si veda la Figura a pagina 10).
L'unit opera con una tensione di 18-30VDC fornita tramite i morsetti 5 (+) e 6
(-).
E' fondamentale assicurarsi che le caratteristiche di trasmissione dell'intero
insieme, cioè l'encoder, i componenti esterni e il cavo, siano sempre tali da
garantire l'ottimale qualit del segnale in ingresso all'apparecchiatura (livello
adeguato, forma delle curve, sfasamento A/B).
L'altezza dei segnali nelle uscite HTL Pus -Pull è proporzionale alla tensione di
alimentazione sui morsetti 5 e 6.
MAN IF30 I_E 1.0.odt 5 - Connessioni elettriche 7 / 36

IF30
6 – Attribuzione dei pin dei connettori SUB-D
6.1 Ingressi Seno/Coseno
Gli encoder standard con uscite differenziali possono essere collegati
direttamente ai corrispondenti pin SIN+, SIN-, COS+, COS-, REF+, REF-.
Nel caso in cui si dovessero utilizzare dei cavi molto lunghi, potrebbe rivelarsi
vantaggiosa l'installazione di resistenze di terminazione tra il segnale invertito e
quello non invertito di ciascun canale.
Nel caso di sensori con uscite non differenziali (single-ended), i segnali SIN, COS
e REF del sensore devono essere collegati ai pin d'ingresso corrispondenti. Gli
ingressi invertiti dell'unit devono essere collegati o al morsetto di tensione
mediana Vm (pin 8) dell'unit oppure al corrispondente riferimento di tensione
del sensore stesso.
MAN IF30 I_E 1.0.odt 6 – Attribuzione dei pin dei connettori SUB-D 8 / 36

IF30
Quando i segnali di riferimento REF+ e REF- non sono utilizzati oppure non sono
disponibili, i relativi ingressi del convertitore devono essere connessi a un
potenziale definito.
Quando si collega il pin REF- a Vm mentre il pin REF+ è mantenuto aperto,
l'unit genera un impulso di 0 a ogni periodo di seno.
Quando invece si collega il pin REF+ a Vm mentre il pin REF- è mantenuto
aperto, l'unit non genera nessun impulso di 0.
ATTENZIONE
I segnali seno-coseno sul lato ingresso sono segnali analogici fortemente
sensibili! E' perciò fondamentale assicurare una schermatura adeguata. I cavi
utilizzati devo essere schermati e twistati e, quando possibile, la loro lunghezza
non deve superare i 5 metri.
Nel caso di applicazioni critiche, potrebbe essere utile il collegamento di una
impedenza di terminazione costituita da un RC (resistenza di circa 470 ohm e
condensatore di 680 pF ÷ 4.7 nF, se richiesto) tra gli ingressi differenziali in
ingresso all'unit IF30.
Uscite impulsi RS-422
MAN IF30 I_E 1.0.odt 6 – Attribuzione dei pin dei connettori SUB-D 9 / 36

IF30
7 - Impostazione degli switc DIL
Il dispositivo è provvisto di due switch DIL a 8 posizioni; il primo (DIL1) è
alloggiato sul fondo dell'unit , mentre il secondo (DIL2) è alloggiato nella parte
superiore del corpo. Gli switch DIL permettono di configurare rapidamente i
parametri dell'apparecchiatura specifici per il funzionamento voluto.
Lo switc DIL1 permette l'impostazione del filtro e il settaggio del fattore e del
tempo di interpolazione.
Lo switc DIL2 imposta invece il divisore di frequenza programmabile e
permette l'attivazione delle funzioni di errore dell'unit .
NOTA
Le modifiche nell'impostazione degli switch diventano effettive solo alla
successiva riaccensione del dispositivo!
MAN IF30 I_E 1.0.odt 7 - Impostazione degli switch DIL 10 / 36

IF30
7.1 Impostazione dello switc DIL1 – Filtro e interpolazione
DIL 1 (0 = OFF; 1 = ON) Filtro e interpolazione
8 7 6 5 4 3 2 1
1 1 Filtro minimo
Filtro
1 0 Filtro 10 kHz
0 1 Filtro 100 kHz
1Filtro anti-
rimbalzo OFF
0Filtro anti-
rimbalzo ON
1 1 1 40
Fattore
d'interpolazione
1 1 0 20
1 0 1 10
1 0 0 5
0 1 1 50
0 1 0 25
0 0 1 12,5
0 0 0 6,25
1 1 25 ns
Tempo
d'interpolazione
1 0 100 ns
0 1 400 ns
0 0 1600 ns
Note sull'impostazione dello switc DIL1
•In condizioni elettrico-ambientali corrette, non c'è alcuna necessit di
utilizzare le funzioni di filtraggio elencate nella tabella sopra. Quando si
imposta un fattore di interpolazione con l'utilizzo dei parametri di filtro,
non esistono ulteriori restrizioni nel range operativo dell'unit .
•L'utilizzo delle funzioni di filtro ha lo scopo di eliminare i disturbi sulle
linee dei segnali d'ingresso. Bisogna naturalmente essere consci che
questo comporta alcuni limiti e restrizioni nel range operativo. La
frequenza dell'ingresso di seno non deve essere superiore alla frequenza
del filtro selezionato. Quando per esempio si imposta il filtro a 100 kHz,
l'unit non prender in considerazione le frequenze oltre i 100 kHz.
•Distorsioni a livello dei segnali d'ingresso procurano delle fluttuazioni
sulla frequenza d'uscita.
•L'utilizzo del filtro anti-rimbalzo ha come effetto tempi di interpolazione
più lunghi allo stop o nel caso di basse frequenze d'ingresso, riducendo
MAN IF30 I_E 1.0.odt 7 - Impostazione degli switch DIL 11 / 36

IF30
perciò i disturbi e il jitter nel segnale d'ingresso (il segnale fluttua di
alcuni incrementi nonostante il sistema di misura sia in arresto). Quando
il filtro anti-rimbalzo è attivo, rapidi cambi di velocit possono procurare
errori temporanei di proporzione tra la frequenza d'ingresso e la
frequenza d'uscita durante l'accelerazione.
La seguente tabella riporta i valori limite delle frequenze di ingresso e di uscita
in rapporto alle impostazioni dello switch DIL:
Fattore di
interpolazione
Tempo di
interpolazione
Max. frequenza
di ingresso
Max. frequenza
di uscita
x5
25 ns 400 kHz 2 MHz
100 ns 400 kHz 2 MHz
400 ns 125 kHz 625 kHz
1600 ns 31.25 kHz 156.25 kHz
x6,25
25 ns 400 kHz 2,5 MHz
100 ns 400 kHz 2,5 MHz
400 ns 100 kHz 625 kHz
1600 ns 25 kHz 156.25 kHz
x10
25 ns 400 kHz 4 MHz
100 ns 250 kHz 2,5 MHz
400 ns 62.5 kHz 625 kHz
1600 ns 15.625 kHz 156.25 kHz
x12,5
25 ns 320 kHz 4 MHz
100 ns 200 kHz 2.5 MHz
400 ns 50 kHz 625 kHz
1600 ns 12.5 kHz 156.25 kHz
x20
25 ns 200 kHz 4 MHz
100 ns 125 kHz 2.5 MHz
400 ns 31.25 kHz 625 kHz
1600 ns 7.8125 kHz 156.25 kHz
x25
25 ns 160 kHz 4 MHz
100 ns 100 kHz 2.5 MHz
400 ns 25 kHz 625 kHz
1600 ns 6.25 kHz 156.25 kHz
MAN IF30 I_E 1.0.odt 7 - Impostazione degli switch DIL 12 / 36

IF30
Fattore di
interpolazione
Tempo di
interpolazione
Max. frequenza
di ingresso
Max. frequenza
di uscita
x40
25 ns 100 kHz 4 MHz
100 ns 62.5 kHz 2.5 MHz
400 ns 15.625 kHz 625 kHz
1600 ns 3.90625 kHz 156.25 kHz
x50
25 ns 80 kHz 4 MHz
100 ns 50 kHz 2.5 MHz
400 ns 12.5 kHz 625 kHz
1600 ns 3.125 kH 156.25 kHz
MAN IF30 I_E 1.0.odt 7 - Impostazione degli switch DIL 13 / 36

IF30
7.2 Impostazioni dello switc DIL2 – Divisore di frequenza e segnali di
errore
Il divisore programmabile di frequenza permette la riduzione della frequenza
d'uscita mediante l'applicazione di un fattore di divisione impostabile tra 1:1 e
1:128.
Sono rilevati i seguenti errori, segnalati sia tramite il LED frontale giallo sia
mediante un segnale sull'uscita ERROR:
•Rottura di uno dei fili dei segnali SIN+, SIN-, COS+ o COS-
•Ridotta ampiezza della curva in uno dei segnali appena menzionati
•Superamento del livello massimo della frequenza d'ingresso, la
frequenza d'uscita risulta perciò inadeguata
•I segnali REF+ e REF- non sono sottoposti a controllo d'errore. A
seconda delle impostazioni dello switch DIL2, i segnali di errore
rimangono attivi fino a un acknowledgement remoto o si cancellano
automaticamente all'eliminazione della fonte d'errore
•In caso di errore, la corretta funzionalit dell'unit non è più assicurata e
può darsi la perdita dei segnali dell'encoder
DIL 2 (0 = OFF; 1 = ON) Divisore e funzioni di test
8 7 6 5 4 3 2 1
1 1 1 1 1 1 1 : 2
Fattore di
divisione
1 1 1 1 1 0 1 : 4
1 1 1 1 0 1 1 : 6
1 1 1 1 0 0 1 : 8
1 1 1 0 1 1 1 : 10
1 1 1 0 1 0 1 : 12
1 1 1 0 0 1 1 : 14
1 1 1 0 0 0 1 : 16
1 1 0 1 1 1 1 : 18
... ...
0 0 0 0 0 0 1 : 128
1Reset automatico
errore LED e uscita di
errore
0Messaggio statico
di errore
0 Divisore ON Divisore
1 Divisore OFF
MAN IF30 I_E 1.0.odt 7 - Impostazione degli switch DIL 14 / 36

IF30
8 – Tempo di risposta
Il tempo di risposta tra i segnali dell'ingresso analogico e i segnali dell'uscita
incrementale è tipicamente di 3 sec. con divisore di frequenza disattivato.
L'attivazione del divisore comporta un aumento proporzionale del tempo di
risposta.
Poiché il tempo di risposta è costante, si creer uno scostamento di fase tra
l'ingresso e l'uscita variabile a seconda delle frequenze correnti.
MAN IF30 I_E 1.0.odt 8 – Tempo di risposta 15 / 36

IF30
9 – Alcuni suggerimenti
•L'unit raggiunger la completa accuratezza solo dopo un periodo
transitorio di circa 20 cicli di seno completi a partire dall'input. Prima di
allora, la frequenza d'ingresso non dovrebbe superare il 50% della
normale frequenza massima.
•L'applicazione dell'interpolazione digitale richiede l'utilizzo dei passi di
quantizzazione che potrebbero procurare del dithering nel segnale
d'uscita.
•La qualit dei segnali d'uscita risiede fondamentalmente nella qualit
dei segnali d'ingresso. Raccomandiamo perciò la massima premura per
quanto concerne la mascheratura, la lunghezza e il posizionamento dei
cavi.
•L'unit IF30 non è provvista di un separatore di potenziale, questo
significa che la massa GND dell'unit è contemporaneamente la massa
GND del sensore. E' perciò fondamentale assicurare le migliori condizioni
di messa a terra, avendo cura che non si realizzino loop di massa o
correnti trasversali all'interno dell'unit . Nel caso in cui si fosse in
presenza di differenze di potenziale incontrollabili, raccomandiamo di
utilizzare un'alimentazione indipendente per l'unit IF30.
MAN IF30 I_E 1.0.odt 9 – Alcuni suggerimenti 16 / 36

Pagina lasciata bianca intenzionalmente

Versione documento Descrizione
1.0 Prima pubblicazione
Lika Electronic
Via S. Lorenzo, 25 - 36010 Carrè (VI) - Italy
Tel. [phone]
Fax [phone]
Italy: eMail [email protected] - www.lika.it
World: eMail [email protected] - www.lika.biz

IF30
User's manual
IF30
Description
IF30 is an encoder interface unit designed to convert the output signals
delivered by so-called “sine-cosine-encoders” and similar measuring systems
(devices which deliver the incremental information in analogue format through
sine-cosine waves) into incremental quadrature impulse signals (digital signals).
The mechanical construction provides a compact enclosure suitable for standard
DIN rail mounting fitted with 12 screw terminals and two Sub-D-connectors.
Table of contents
1 - Safety summary
2 - Identification
3 - Introduction
4 - Mounting instructions
5 - Electrical connections
6 - Pin assignment of SUB-D-connectors
7 - DIL switch settings
8 – Delays
9 – Miscellaneous hints
MAN IF30 I_E 1.0.odt 19 / 36

IF30
1 - Safety summary
1.1 Safety
•Always adhere to the professional safety and accident prevention
regulations applicable to your country during device installation and
operation;
•installation and maintenance operations have to be carried out by
qualified personnel only, with power supply disconnected and stationary
mechanical parts;
•device must be used only for the purpose appropriate to its design: use
for purposes other than those for which it has been designed could
result in serious personal and/or the environment damage;
•high current, voltage and moving mechanical parts can cause serious or
fatal injury;
•warning ! Do not use in explosive or flammable areas;
•failure to comply with these precautions or with specific warnings
elsewhere in this manual violates safety standards of design,
manufacture, and intended use of the equipment;
•Lika Electronic s.r.l. assumes no liability for the customer's failure to
comply with these requirements.
1.2 Electrical safety
•Turn OFF power supply before connecting the device;
•connect according to explanation in section ”5 - Electrical connections”;
•in compliance with 2004/108/EC norm on electromagnetic
compatibility, following precautions must be taken:
- before handling and installing the equipment, discharge
electrical charge from your body and tools which may come in touch with
the device;
- power supply must be stabilized without noise; install EMC filters on
device power supply if needed;
- always use shielded cables (twisted pair cables whenever possible);
- avoid cables runs longer than necessary;
- avoid running the signal cable near high voltage power cables;
- mount the device as far as possible from any capacitive or inductive noise
source; shield the device from noise source if needed;
- minimize noise by connecting the unit to ground (GND). Make sure that
ground (GND) is not affected by noise. The connection point to ground can
be situated both on the device side and on user’s side. The best solution to
minimize the interference must be carried out by the user.
1.3 Mec anical safety
•Install the device following strictly the information in the section “4 -
Mounting instructions”;
•do not disassemble the unit;
•do not tool the unit;
•delicate electronic equipment: handle with care; do not subject the
device and the shaft to knocks or shocks;
•respect the environmental characteristics of the device.
MAN IF30 I_E 1.0.odt 1 - Safety summary 20 / 36