Typy elektrických výstupů snímačů

.                                                                                                                                                                                

Výstup z inkrementálního enkodéru (rotačního, lineárního), kanály A-B-Z, provedení: otevřený kolektor, TTL/HTL, Push-Pull

A a B jsou kvadraturní signály posunuté o 90 ° a signál Z je referenční značka. Jedna otáčka enkodéru generuje N impulzů signálu A nebo B. Signál Z se vytváří jednou za otáčku.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            .           Otevřený kolektor

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     .                                           Obvod s otevřeným kolektorem je standardem pro výstupní obvody inkrementálních enkodérů a hlavní výhodou je, že umožňuje připojení výstupu na jinou napěťovou úroveň definovanou aplikací. Výstupní tranzistor tak funguje jako spínač.

   Následující schéma ukazuje funkci bipolárního NPN tranzistoru:

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       .

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             .

U obvodu s otevřeným kolektorem je obvykle nutné umístit rezistor mezi napájecí napětí a signálové výstupy A, B a Z enkodéru (kolektoru). Tím je zajištěno, že úrovně mohou být vyhodnocovací jednotkou detekovány jako nízké a vysoké. Typická hodnota pro rezistor může být 4,7 kOhm. Maximální napětí kolektoru závisí na použitém tranzistoru a je obvykle uvedeno v datovém listu enkodéru.

.                                                                                                                                  .

.                                                                                                                                                                                                                    .

 TTL/HTL výstup

.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              Výstup TTL se často jednoduše nazývá napěťový výstup. Rozdíl oproti výstupu s otevřeným kolektorem je v tom, že potřebné rezistory jsou již integrovány v krytu enkodéru a napěťové úrovně jsou tak pevné.

.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           Standardní úrovně TTL logiky:

.                                                  

.                                                                                                                  < 0.4 V pro nízkou úroveň

.                                                                                                                                                                               > 2.4 V pro vysokou úroveň

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

.                                  HTL výstup se liší jen tím, že místo 5V logiky se používá napětí 10-30V.

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                         Push / Pull výstup

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

.                                          Výstupní obvod push/pull je založen na komplementárním páru tranzistorů (n-kanál a p-kanál). Střídavě blokuje jeden ze dvou tranzistorů.

.                                                                                                                                                                                

.                               Při vysoké úrovni výstupního signálu je na úrovni napájecího napětí a v nízkém stavu je přibližně u země. Výhodou push/pull obvodu je, že nejsou potřeba žádné další rezistory. Pokud není vyžadována konverze úrovní, lze enkodéry s výstupními obvody push-pull použít jako univerzální náhradu za otevřený kolektor a TTL/HTL.

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                        

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

Výstup z absolutního enkodéru (rotačního, lineárního), provedení: analogové (napětí, proud, PWM), digitální (SPI, SSI, SER, Fieldbus)

Analogový výstup

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                                                         Na výstupu snímače je poskytováno proměnné napětí nebo proměnný proud úměrně poloze hřídele. Standardní rozsahy jsou 0 – 5 VDC, 0-10 VDC, 0 – 20 mA a 4 – 20 mA.

U PWM výstupu není měřený úhel nebo vzdálenost úměrný amplitudě signálu, ale šířce pulzu. Výhodou tohoto výstupu je větší odolnost vůči elektromagnetickému rušení.

Připojení je tří-vodičové, společná zem a napájení, výstup.

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

                                Rozhraní SPI

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

                                              Serial Peripheral Interface (SPI) je sběrnice pro sériový synchronní přenos dat mezi různými integrovanými obvody. Sběrnice se skládá ze 3 linek MOSI (Master Out -> Slave In), MISO (Master In <- Slave Out), SCLK – (Sériové hodiny, výstup z Master) a SS – Slave Select (aktivní nízká; výstup z Master). Těmito signály Master vybere pro zařízení typu Slave pro komunikaci. Délka kabelu by neměla být delší než 0,6m, proto není tato komunikace vhodná v terénu.

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

Rozhraní SER

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

Rozhraní SER je speciální verzí SPI a není standardem.

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

Rozhraní SSI

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

                                        U rozhraní SSI je absolutní poloha poskytována sériově a synchronně s přijímající elektronikou (indikátor, PLC atd.). Data se přenášejí pomocí čtyř vodičů, oba páry přenášejí data fázově posunutá o 180°. Komunikace je tedy odolná vůči rušení a vhodná tak na větší vzdálenosti.

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

Fieldbus

.                                                                                                                                                                                

.                                                                                                                                                                                

Pojem Fieldbus označuje množství nejrůznějších komunikačních protokolů, které jsou definovány v normě IEC 61158. Patří mezi ně např. Modbus, Ethernet/IP, Profibus, Profinet, Hart, EtherCAT.

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