IS200STCIH6A | Замена IS200STCIH4 / STCIH6 для энкодеров

Введение

IS200STCIH6A — это когда 10 кГц от младшего брата STCIH1A уже не хватает. Четыре канала, каждый принимает дифференциальные сигналы (RS-422, TTL, или 24 В постоянного тока) до 100 000 импульсов в секунду. Считает до 32 бит без переполнения — почти 4.3 миллиарда импульсов.

Ревизия «6A» отличается от «1A» не только скоростью. Входы — дифференциальные, а не однопроводные. Это значит, что можно крутить энкодеры на длинных кабелях (до 100 метров) без потери фронта. Встроенный кварцевый генератор 50 МГц позволяет измерять период импульсов с разрешением 0.02 мкс. Потребление — 350 мА.

Технические характеристики

Контроль качества

— Тест на максимальной частоте: генератор Agilent 33250A выдаёт 100 кГц (меандр, 5 В). Погрешность не более 0.01%.
— Квадратурный режим: энкодер 1000 имп/об, вращение 6000 об/мин (100 кГц). Направление определяется корректно.
— Длинная линия: кабель 100 метров, RS-422, 100 кГц — без потери импульсов.
— Защита входа: подача 30 В на канал (TTL-режим) — модуль выдерживает. При 48 В — сгорает входной трансивер.
— Долговременный прогон: 100 часов счёта на 100 кГц, ошибка накопления — не более 2 импульсов.

Подводные камни

❗ Не подавайте 24 В на RS-422 вход. Если канал настроен на RS-422, максимальное дифференциальное напряжение — ±12 В. 24 В убьют входной трансивер. Проверяйте настройку режима канала перед подключением.

Был случай: поменяли энкодер на старом станке (выход RS-422) и ошиблись в монтаже, подключив 24 В на дифференциальную пару. Модуль проработал час, потом канал перестал видеть сигнал. Вскрытие показало сгоревший DS3486. Поменяли модуль, переподключили правильно — всё заработало.

❗ Режим квадратурного счёта (Quadrature) занимает два канала. Для энкодера с выходами A и B нужно два физических входа модуля. Каналы 1/2 и 3/4 сгруппированы для этой цели. Нельзя использовать канал 1 для энкодера, а канал 3 для другого счётчика — конфликт ресурсов.

❗ Длинная линия — обязательно экранированная витая пара. На 100 кГц и кабеле 50 метров без экрана наводки дадут ложные импульсы. Используйте кабель с импедансом 120 Ом (для RS-422), экран заземлите с одной стороны.

❗ Горячая замена — не рекомендуется. Входные трансиверы чувствительны к броскам. Вытащили под напряжением — с вероятностью 30% повредите канал. В отличие от STCIH1A, где всё на оптопарах, здесь стоят гальванически не развязанные DS3486 (экономия места ради высокой скорости).

Руководство по замене

Этап 1. Обесточьте крейт. Сфоткайте SW1 и схему подключения проводов к клеммнику (TB200STCI-HS — специальный, с экранированием).

Этап 2. Открутите винты Torx T10. Отсоедините клеммник (тяните аккуратно — он держит экраны кабелей). Вытащите плату.

Этап 3. На новом модуле выставьте SW1. Подключите клеммник до щелчка. Вставьте плату, закрутите винты.

Этап 4. Включите питание. Подайте сигнал 10 кГц (RS-422 или TTL) на первый канал. В ToolboxST проверьте значение — 10 000 ±1 Гц. Проверьте квадратурный режим: вращайте энкодер, счётчик должен увеличиваться/уменьшаться в зависимости от направления.

FAQ

Чем отличается IS200STCIH6A от IS200STCIH1A?

Для каких энкодеров подходит?
С выходами RS-422 (A, B, Z), TTL (A, B), или push-pull 24 В. Для открытого коллектора — не подходит (нужны подтягивающие резисторы).

Можно ли подключить инкрементальный энкодер с 5000 имп/об и 6000 об/мин?
Да. 5000 × 6000 / 60 = 500 кГц — уже за пределами модуля (макс 100 кГц). Снижайте частоту опроса или берите энкодер с меньшим разрешением.

Как подключить энкодер с выходом A, B, Z?
A → канал 1+, A(инв) → канал 1– (если дифференциальный). B → канал 2+, B(инв) → канал 2–. Z — опционально, для метки оборота, подключается на любой свободный канал.

Почему при вращении энкодера счётчик не меняется?
Проверьте: режим канала выставлен в «Quadrature», тип сигнала соответствует (RS-422/TTL/24 В). Проверьте фазировку A и B — если перепутаны местами, счётчик не будет крутиться (покажет 0).

Что такое «разрешение периода 0.02 мкс»?
Модуль может измерить длительность импульса от 0.02 мкс до 1 секунды. Для тахометрии на низких оборотах (1 имп/с) это даёт точность 0.002%.

Можно ли использовать для измерения частоты сети 50 Гц?
Можно, но зачем такой мощный модуль? STCIH1A справится с 50 Гц. STCIH6A — оверкилл.

Сбросится ли счётчик при отключении питания?
Да. Текущее значение счётчика не сохраняется в EEPROM. Если нужно запоминать — делайте периодическое сохранение в CPU или ставьте внешний счётчик с батарейкой.

Гарантия?
12 месяцев. Не включает перегрузку по напряжению (подачу 24 В на RS-422 вход) и механическое повреждение клеммника (он хрупкий).