Übertragung über die synchrone serielle Schnittstelle (SSI)

ALLGEMEINE MERKMALE

Absolute Drehgeber sind in vielen Fällen starken mechanischen Belastungen, elektrischen und magnetischen Feldern ausgesetzt, die auf den Einsatzort einwirken. Um Schmutz, Staub und Flüssigkeiten in einer industriellen Umgebung entgegenzuwirken, sind daher besondere konstruktive Maßnahmen erforderlich.

Unsere absoluten Drehgebersind mechanisch robust nach dem neuesten Stand der Technik, und die Elektronik ist so kompakt wie möglich ausgelegt.

Ein Schwerpunkt der Störsicherheit unserer Drehgeber liegt in der Datenübertragung vom Drehgeber zur Steuerung.

Die Steuerung muss in der Lage sein, die Messdaten des Drehgebers fehlerfrei zu lesen. Es dürfen auf keinen Fall undefinierte Daten übertragen werden, z.B. am Sprungpunkt.

Der hier beschriebene Aufbau der synchronen seriellen Datenübertragung für absolute Drehgeber unterscheidet sich von den parallelen und asynchronen seriellen Übertragungsarten im Wesentlichen durch:

• weniger elektronische Bauteile
• weniger Leitungen für die Datenübertragung
• die gleiche Schnittstellen-Hardware
• unabhängig von der Auflösung (Bitlänge) des absoluten Drehgebers
• Galvanische Trennung des Drehgebers von der Steuerung durch Optokoppler (Optotrenner)
• Leitungsbruchüberwachung durch Konstantstrom-Datenübertragungsraten bis zu 1,5 Mbit / Sekunde (abhängig von der Kabellänge)
• und Ringregisterbetrieb ist ebenfalls möglich.

ÜBERTRAGUNGSVERFAHREN

Um die Daten korrekt zu übertragen, ist es notwendig, eine definierte Anzahl von Impulsen (Taktimpulsen) an den Eingang des Absolutwertgebers anzulegen. Danach muss eine Pausenzeit (TP) eingehalten werden. Solange kein Taktsignal am Drehgeber anliegt, wird das Parallel/Seriell-Schieberegister im Drehgeber auf parallel geschaltet. Die Daten werden kontinuierlich übertragen und erfassen die Position der Drehgeberwelle.

Sobald wieder ein Bündel von Takten am Takteingang anliegt, werden die aktuellen Winkeldaten gespeichert. Wenn das Taktsignal zum ersten Mal von High auf Low wechselt, wird das retriggerbare Monoflop (monostabile Schaltung) im Drehgeber aktiviert, wobei die Monoflopzeit tm größer sein muss als die Zeitdauer T des Taktsignals. Der Ausgang des Monoflops steuert das Parallel/Seriell-Register über den Anschluss P/S (Parallel/Seriell).

Blockschaltbild eines absoluten Drehgebers

T = Periode des Taktsignalstm = Monoflop-Zeittm zwischen 10 μs und 30 μstv = 100 Nanosekunden

Die Anzahl der für die Datenübertragung benötigten Takte ist unabhängig von der Auflösung des Absolutwertgebers.

Der Impulszyklus kann an jeder beliebigen Stelle unterbrochen oder für mehrere Abfragen im Ringregistermodus fortgesetzt werden.

Wenn das Taktsignal zum ersten Mal von Low auf High (2) wechselt, wird das höchstwertige Bit (MSB) der Winkeldaten an den seriellen Datenausgang des Drehgebers angelegt.

Mit jeder weiteren steigenden Flanke wird das nächst niedrigere Bit an den Datenausgang geschoben.

Nach der Übertragung des niederwertigsten Bits (LSB) werden je nach Konfiguration das Alarmbit oder andere spezielle Bits übertragen.

Die Datenleitung schaltet dann auf low (3), bis die Monoflopzeit tm abgelaufen ist. Eine weitere Datenübertragung kann erst gestartet werden, wenn die Datenleitung wieder auf High (4) schaltet. Wenn der Taktwechsel an Punkt (3) nicht unterbrochen wird, wird automatisch der Ringregisterbetrieb aktiviert. Das heißt, die beim ersten Taktwechsel (1) gespeicherten Daten werden über den Anschluss S0 auf den seriellen Eingang S1 zurückgeführt. Solange der Takt an (3) nicht unterbrochen wird, können die Daten beliebig oft ausgelesen werden (Mehrfachdatenübertragung).

Eingangsschaltung

Ausgangsschaltung - Treiber gemäß Electronic Industries Alliance (EIA)-Norm 422 A

EMPFOHLENE DATENÜBERTRAGUNGSRATE

Die maximale Datenübertragungsrate hängt von der Kabellänge ab.