iC-Haus编码器芯片在机器人中的应用

iC-Haus编码器芯片在机器人中的应用

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近年来，机器人已成为行业的热门趋势。从工业自动化到医疗设备，机器人的使用正在稳步增加，机器人的新技术正在使它们在越来越多的领域得到广泛应用。

PART.01/

电机控制

电机控制——任何机器人设计的一个重要部分是用于关节的电机控制。它定义了机器人运动的精度、安全性和可靠性，以及可用于哪些场景。例如，协作机器人(cobot)需要保证附近工作人员的安全。对于任何需要高精度的电机控制，都可使用编码器来向控制器提供电机的位置反馈。

iC-Haus 是编码器应用专用集成电路的市场领导者，因此，我们拥有适合机器人应用的广泛产品组合。

磁性编码器跟光电编码器使用场景

磁性编码器

编码器系统是开放式的，抗污垢、防水、防油能力强，耐冲击、耐振动，线驱动输出型，抗干扰能力强，适合长线输出，可在恶劣的环境中运行。

光电编码器

抗污能力弱，编码器需在密封环境中，具有高分辨率和高精度，可以在强磁场环境运行。

机器人用编码器分类

同轴/离轴(根据机械原理)

磁性/光电(根据传感原理)

iC-Haus各类别的集成电路在同轴和离轴系统中的应用，同时也为同轴和离轴编码器提供磁性和光电解决方案。

机器人关节通常要求离轴方案，特别是由于它空心轴的性质。除了机器人手臂末端(手指/夹具)的小型电机，由于空间有限。可能需要同轴编码器。

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光编码器应用

绝对式光电编码器iC-PZ 系列，我们有一个在机器人应用中特别实用的特殊功能registered:。

FlexCode技术允许 iC-PZ 芯片与任何尺寸的码盘一同使用。

仅用2个芯片(iC-PZ2656和iC-PZ205)，就涵盖了匹配从16mm或更大的任何直径码盘。这使得机器人关节设计非常灵活，无需像传统解决方案那样将编码器的尺寸受限于特定的码盘尺寸。

绝对式编码器芯片支持BiSS接口。开放的BiSS协议允许将多个编码器串联连接到一个控制器，可节省空间和成本，同时提供所有编码器的同步数据高速传输。

PART.02/

iC-PZ系列高分辨率反射式光电绝对式编码器芯片

01特性

• 反射式、紧凑型、高分辨率、绝对式编码器芯片

• FlexCount 细分器可实现任意ABZ分辨率

• iC-PZ0974和iC-PZ2656适用于φ45mm以内的反射码盘

• iC-PZ205适用于>φ45mm的反射码盘或直线光栅(最长6.71m)

• UVW换向信号可选择1到32个周期输出，适用于多达32极对电机

• LED 自动功率控制实现恒定照明(正余弦平方或总和模式控制)

• 通过内置细分器实现 22位单圈绝对分辨率(码盘φ26 mm)

• 具有CMOS I/O 的数字 BiSS、SSI 和 SPI 接口

• 采用嵌入式蓝光LED EncoderBlue的片上系统设计，具有出色的可靠性

• 小型oQFN32 5x5 封装

• 温度检测和监控

• 集成自动信号调整

• 可选择模拟信号输出

• 单片高密度相位阵提供卓越信号

• 校准和配置参数存储在外部I²C EEPROM

• FlexCode 电路适用于任意码盘直径

• 兼容2.5、3.3 和 5.0V的 I/O 接口

• 绝对数据接口可连接外部多圈传感器

02应用

● 直线光栅尺和旋转编码器

● 高精度绝对式编码器

● 运动控制

03主要规格

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04组装公差（φ26mm）

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PART.03/

iC-PR系列蓝光编码器走向反射式光电编码器芯片

特性

• 无透镜反射式光电编码器芯片:紧凑型、高分辨率、增量式

• 适合光栅直径 φ4、φ14、φ26、φ43 mm 和 256 μm线性周期

• 集成具有自动功率控制的蓝光 LED，EncoderBlue

• 零位信号宽度:无选通(1T)，B-选通(0.5T)，AB-选通(0.25T)

• 通过引脚选择最短输出边沿距离:80 ns、1μs、10 μs

• 模拟信号输出便于位置对齐，可通过外部细分提高分辨率

• 操作温度范围: -40℃ 至 +105℃

• 紧凑型无透镜 optoQFN封装(4 mm x 4 mm x 0.9 mm)

• 单片高密度相位阵提供卓越信号

• 具有强抗干扰性的低噪音信号放大器

• 通过引脚选择操作模式:

数字 A/B/Z(1/2/4/8/16倍细分)

正余弦模拟信号和模拟或数字Z

• 差分正交信号输出:PA、NA、PB 和 NB

• 差分零位信号输出:PZ和 NZ

• 可提供评估套件

应用

● 增量式编码器

● 小型电机和执行器

● XY 和线性光栅尺

● 工厂自动化机器人

● 消费机器人

主要规格

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器件概述

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PART.04/

iC-MU系列磁编码器应用:

磁性离轴绝对式位置编码器芯片

01特性

• 集成霍尔传感器用于双码道扫描:

iC-MU:磁极间距1.28mm

iC-MU150:磁极间距1.50mm

iC-MU200: 磁极问距2.00mm

• 可调零点位置功能

• 串行多圈接口高达18位

• 计数信号和正余弦信号可选

• 16、32或64对磁极的测量范围

• 高达 18 位的双码道游标绝对值计算

• 对偏移，幅度和相位的精确信号调节

• 操作温度范围 -40℃ 至 +115℃

• 增量编码器正交输出(A,B,Z)

• 最高16 对磁极电机换向信号(U,V,W)

• 12位分辨率正弦/数字实时转换(滤波后14位)

• FlexCount 可编程分辨率(1到65536周期)

• 通过 BiSS C，SPI或外部 I²C EEPROM 配置芯片

• 线性速度高达 16 m/s，旋转速度高达 24,000 RPM

• 通过快速串行接口(BiSS C,SSI,SPI)输出位置数据

• 通过第二个iC-MU/iC-MU150/iC-MU200扩大测量范围

02应用

● 旋转绝对式编码器，直线绝对式磁栅尺

● 单圈和多圈编码器，电机反馈编码器

● 无刷直流电机换向，离轴编码器

● 多轴测量系统

03主要规格

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04框图

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PART.05/

iC-PVL线性离轴/同轴电池缓冲霍尔多圈编码器芯片

特性

• 具有自动增益和偏移控制的集成霍尔传感器

• 适用于磁极宽度1.0至5.0mm 的磁栅尺或径向磁铁

• 典型应用中电池供电电流<2μA至30 μA

• 跟踪速度高达 24 m/s(1.5 mm磁极宽度)或15,000 rpm(32磁极对)

• 可调节每转周期数:用于1至256 磁极对的FlexCount 逻辑

• 串行、并行和增量式单圈操作模式

• 带错误、警告、奇偶校验和同步位的SSI 多圈数据输出

• 高达 40 位的可配置多圈计数

• 通过引脚或命令预设多圈

• I²C主机功能，用于从EEPROM 初始启动

• I²C从机功能，用于控制器操作

• 电源电压3.0V至5.5V

• 备用电池自动低功耗运行

• 超速、电池和 RAM (CRC)监控

• 节省空间的16 引脚 QFN 封装

应用

● 绝对式空心轴位置编码器

● 无齿轮圈数计数

● 计量应用

● 绝对式同轴位置编码器

● 线性位置传感器

● 电池供电的便携式设备

主要规格

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框图

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