iC-Haus編碼器芯片在機器人中的應用

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近年來，機器人已成為行業的熱門趨勢。從工業自動化到醫療設備，機器人的使用正在穩步增加，機器人的新技術正在使它們在越來越多的領域得到廣泛應用。

PART.01/

電機控制

電機控制——任何機器人設計的一個重要部分是用于關節的電機控制。它定義了機器人運動的精度、安全性和可靠性，以及可用于哪些場景。例如，協作機器人(cobot)需要保證附近工作人員的安全。對于任何需要高精度的電機控制，都可使用編碼器來向控制器提供電機的位置反饋。

iC-Haus 是編碼器應用專用集成電路的市場領導者，因此，我們擁有適合機器人應用的廣泛產品組合。

磁性編碼器跟光電編碼器使用場景

磁性編碼器

編碼器系統是開放式的，抗污垢、防水、防油能力強，耐沖擊、耐振動，線驅動輸出型，抗干擾能力強，適合長線輸出，可在惡劣的環境中運行。

光電編碼器

抗污能力弱，編碼器需在密封環境中，具有高分辨率和高精度，可以在強磁場環境運行。

機器人用編碼器分類

同軸/離軸(根據機械原理)

磁性/光電(根據傳感原理)

iC-Haus各類別的集成電路在同軸和離軸系統中的應用，同時也為同軸和離軸編碼器提供磁性和光電解決方案。

機器人關節通常要求離軸方案，特別是由于它空心軸的性質。除了機器人手臂末端(手指/夾具)的小型電機，由于空間有限。可能需要同軸編碼器。

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光編碼器應用

絕對式光電編碼器iC-PZ 系列，我們有一個在機器人應用中特別實用的特殊功能registered:。

FlexCode技術允許 iC-PZ 芯片與任何尺寸的碼盤一同使用。

僅用2個芯片(iC-PZ2656和iC-PZ205)，就涵蓋了匹配從16mm或更大的任何直徑碼盤。這使得機器人關節設計非常靈活，無需像傳統解決方案那樣將編碼器的尺寸受限于特定的碼盤尺寸。

絕對式編碼器芯片支持BiSS接口。開放的BiSS協議允許將多個編碼器串聯連接到一個控制器，可節省空間和成本，同時提供所有編碼器的同步數據高速傳輸。

PART.02/

iC-PZ系列高分辨率反射式光電絕對式編碼器芯片

01特性

? 反射式、緊湊型、高分辨率、絕對式編碼器芯片

? FlexCount 細分器可實現任意ABZ分辨率

? iC-PZ0974和iC-PZ2656適用于φ45mm以內的反射碼盤

? iC-PZ205適用于>φ45mm的反射碼盤或直線光柵(最長6.71m)

? UVW換向信號可選擇1到32個周期輸出，適用于多達32極對電機

? LED 自動功率控制實現恒定照明(正余弦平方或總和模式控制)

? 通過內置細分器實現 22位單圈絕對分辨率(碼盤φ26 mm)

? 具有CMOS I/O 的數字 BiSS、SSI 和 SPI 接口

? 采用嵌入式藍光LED EncoderBlue的片上系統設計，具有出色的可靠性

? 小型oQFN32 5x5 封裝

? 溫度檢測和監控

? 集成自動信號調整

? 可選擇模擬信號輸出

? 單片高密度相位陣提供卓越信號

? 校準和配置參數存儲在外部I2C EEPROM

? FlexCode 電路適用于任意碼盤直徑

? 兼容2.5、3.3 和 5.0V的 I/O 接口

? 絕對數據接口可連接外部多圈傳感器

02應用

● 直線光柵尺和旋轉編碼器

● 高精度絕對式編碼器

● 運動控制

03主要規格

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04組裝公差（φ26mm）

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PART.03/

iC-PR系列藍光編碼器走向反射式光電編碼器芯片

特性

? 無透鏡反射式光電編碼器芯片:緊湊型、高分辨率、增量式

? 適合光柵直徑 φ4、φ14、φ26、φ43 mm 和 256 μm線性周期

? 集成具有自動功率控制的藍光 LED，EncoderBlue

? 零位信號寬度:無選通(1T)，B-選通(0.5T)，AB-選通(0.25T)

? 通過引腳選擇最短輸出邊沿距離:80 ns、1μs、10 μs

? 模擬信號輸出便于位置對齊，可通過外部細分提高分辨率

? 操作溫度范圍: -40℃ 至 +105℃

? 緊湊型無透鏡 optoQFN封裝(4 mm x 4 mm x 0.9 mm)

? 單片高密度相位陣提供卓越信號

? 具有強抗干擾性的低噪音信號放大器

? 通過引腳選擇操作模式:

數字 A/B/Z(1/2/4/8/16倍細分)

正余弦模擬信號和模擬或數字Z

? 差分正交信號輸出:PA、NA、PB 和 NB

? 差分零位信號輸出:PZ和 NZ

? 可提供評估套件

應用

● 增量式編碼器

● 小型電機和執行器

● XY 和線性光柵尺

● 工廠自動化機器人

● 消費機器人

主要規格

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器件概述

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PART.04/

iC-MU系列磁編碼器應用:

磁性離軸絕對式位置編碼器芯片

01特性

? 集成霍爾傳感器用于雙碼道掃描:

iC-MU:磁極間距1.28mm

iC-MU150:磁極間距1.50mm

iC-MU200: 磁極問距2.00mm

? 可調零點位置功能

? 串行多圈接口高達18位

? 計數信號和正余弦信號可選

? 16、32或64對磁極的測量范圍

? 高達 18 位的雙碼道游標絕對值計算

? 對偏移，幅度和相位的精確信號調節

? 操作溫度范圍 -40℃ 至 +115℃

? 增量編碼器正交輸出(A,B,Z)

? 最高16 對磁極電機換向信號(U,V,W)

? 12位分辨率正弦/數字實時轉換(濾波后14位)

? FlexCount 可編程分辨率(1到65536周期)

? 通過 BiSS C，SPI或外部 I2C EEPROM 配置芯片

? 線性速度高達 16 m/s，旋轉速度高達 24,000 RPM

? 通過快速串行接口(BiSS C,SSI,SPI)輸出位置數據

? 通過第二個iC-MU/iC-MU150/iC-MU200擴大測量范圍

02應用

● 旋轉絕對式編碼器，直線絕對式磁柵尺

● 單圈和多圈編碼器，電機反饋編碼器

● 無刷直流電機換向，離軸編碼器

● 多軸測量系統

03主要規格

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04框圖

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PART.05/

iC-PVL線性離軸/同軸電池緩沖霍爾多圈編碼器芯片

特性

? 具有自動增益和偏移控制的集成霍爾傳感器

? 適用于磁極寬度1.0至5.0mm 的磁柵尺或徑向磁鐵

? 典型應用中電池供電電流<2μA至30 μA

? 跟蹤速度高達 24 m/s(1.5 mm磁極寬度)或15,000 rpm(32磁極對)

? 可調節每轉周期數:用于1至256 磁極對的FlexCount 邏輯

? 串行、并行和增量式單圈操作模式

? 帶錯誤、警告、奇偶校驗和同步位的SSI 多圈數據輸出

? 高達 40 位的可配置多圈計數

? 通過引腳或命令預設多圈

? I2C主機功能，用于從EEPROM 初始啟動

? I2C從機功能，用于控制器操作

? 電源電壓3.0V至5.5V

? 備用電池自動低功耗運行

? 超速、電池和 RAM (CRC)監控

? 節省空間的16 引腳 QFN 封裝

應用

● 絕對式空心軸位置編碼器

● 無齒輪圈數計數

● 計量應用

● 絕對式同軸位置編碼器

● 線性位置傳感器

● 電池供電的便攜式設備

主要規格

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框圖

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